表面活性剂CTAC和双氧水联用改善污泥脱水效果研究

通过对比调理前后污泥的泥饼含水率、污泥比阻、沉降(气浮)性能、上清液中蛋白质和多糖质量比、污泥絮体形态及污泥絮体粒径等指标,考察了表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)和双氧水(H2O2)联用对改善污泥脱水效果的影响,并进行了机理分析。结果表明,两者联用时,以先投加73.29 mg/g TS CTAC后投加1 m L/L H2O2的效果最好,氧化时间为1 h。此时,泥饼含水率和污泥比阻比单独投加CTAC或H2O2时进一步降低。与其他处理方式相比,两种药剂联用时上清液中蛋白质和多糖质量比最高,表明两者在剥离和释放EPS上具有协同作用,能促进污泥絮体的间隙水和胞内水的释放。通过粒径分析发现,联用时污泥粒径更小,表明H2O2能破碎污泥絮体,释放污泥微生物细胞内物质。通过扫描电镜发现,两者联用时污泥絮体破碎,絮体间形成很多排水通道,有利于水的排出。     

超声波/絮凝剂联用于净水污泥脱水机理研究

采用超声波和絮凝剂共同作用于净水污泥脱水,通过设计正交试验得出两者协同作用下最优污泥脱水组合,在声能密度0.1 W/m L、超声作用时间30 s、絮凝剂投加量0.06 mg/g时,比阻去除率达到84%左右。同时对比单一絮凝剂调理和复合调理(超声+絮凝剂)的污泥脱水性能,考察上清液浊度、污泥沉降速度、污泥比阻以及泥饼含水率,综合评价两者的脱水效能。分别从超声作用机理和絮凝剂作用机理分析污泥脱水机理,同时通过热力学原理分析两者协同作用机理。     

污水处理厂污泥脱水性能优化研究北大核心

以污泥减量化为目的,将污水处理厂浓缩污泥做为研究对象,研究了絮凝剂CPAM、PAC和PAC-CPAM联合使用的三种情况对污泥脱水性能的改善效果。实验结果表明,单独投加PAC、CPAM,最佳投加量分别为4%PAC 8 mL、0.2%CPAM 1 mL,污泥比阻从7.5×1012 m/kg分别降到2.24×1012,2.46×1012 m/kg,含水率分别降到81.2%、80.0%;两种絮凝剂联合使用时,先投加2 mL4%PAC,再投加0.33 mL0.2%CPAM,污泥比阻从7.5×1012 m/kg降到2.32×1012 m/kg,含水率降到76.39%。综合比较,PAC-CPAM联合使用时污泥脱水效果优于单独投加PAC,CPAM。     

内源Fe2+活化过硫酸盐联合生物炭增强厌氧消化污泥脱水性能的研究

为实现厌氧消化污泥脱水性能提升，利用厌氧消化污泥内源Fe²⁺活化过硫酸盐(PDS)联合核桃壳生物炭开展其脱水性能调理，并探讨了作用机理。结果表明，调理体系在pH值为6、PDS质量浓度为6.2 g/L、生物炭投加量为25.6 g/L、粒径范围125～150μm条件下，低压抽滤后泥饼含水率为70.3%,厌氧消化污泥的毛细吸水时间(CST)降低至114.7 s, CST降低率达到81.3%,脱水性能明显提升。在调理过程中，PDS氧化污泥中含铁矿物释放内源Fe²⁺,进一步活化PDS生成·SO■和·OH,降解胞外聚合物(EPS),释放结合水，显著增强厌氧消化污泥脱水性能；生物炭能够吸附EPS中的亲水性有机物，并提供骨架支撑作用，实现脱水性能进一步提升。对抽滤后泥饼重金属分级提取结果表明，调理体系能够明显削弱污泥固相重金属的环境浸出能力，并降低其浸出毒性；环境效益成本比值(BCR)结果表明提出的联合调理手段可行性较强，需进一步研究实现工业化应用。     

化学强化沉淀污泥的除磷效果研究

取吸附-生物降解(AB)工艺A段沉淀池出水,利用投加硫酸铝(AS)和聚丙烯酰胺(PAM)化学强化后的沉淀污泥进行除磷实验,考察沉淀污泥除磷效果和化学强化对污泥沉降性能的影响.结果表明:化学强化的沉淀污泥对污水的11P和浊度有较好的去除效果,其去除率随As投药量的增加而提高;当泥水比为66.7%,PAM为0.05mg/L,AS投药量(以Al2O3计,下同)为15.1 mg/L时,对TP和浊度的去除率分别为75.0%和60.9%;AS投药量从0 mg/L增加至15.1mg/L,沉淀污泥对COD去除率维持在23%～40%,对氨氮无去除作用;同一投药量(As为7.5 mg/L,PAM为0.05 mg/L)下,TP去除率随泥水比增大而提高,氨氮质量浓度无明显变化;投加AS和PAM化学强化除磷,污泥沉降比和体积指数随AS投药量增加而降低,污泥沉降性能提高.     

能源物质和接种物的投量对生物沥浸改善城市污泥脱水性能的影响

选用硫粉(S0)和黄铁矿粉(Fe S2)作为复合能源物质,以生物沥浸处理城市污泥脱水。通过正交试验分析了不同能源物质和接种物配比下的污泥脱水、沉降性能。结果表明:能源物质和接种物的合理配比为S0投量2 g/L、Fe S2投量6 g/L、接种物投量20%,在该投量下进行生物沥浸试验,污泥比阻由初始的3.35×1012m/kg降至3.90×1011m/kg,降幅达88.36%,污泥沉降率由68%升至78%;沥浸过程中污泥比阻、沉降率与p H值、ORP、Fe2+、Fe3+、总Fe和SO2-4质量浓度的变化同步,表明污泥脱水和沉降性能的改善是酸化、氧化和絮凝的协同作用所致;同时,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率均在99%以上,表明生物沥浸还可高效杀灭病原微生物。     

钙基聚合硫酸铁对河道富磷底泥固磷脱水的研究

通过n(Ca)/n(Fe)为0.03~0.20的钙基聚合硫酸铁(Calcium-based Polyferric Sulfate,Ca PFS)对武汉某河道富磷底泥(含磷540 mg/kg、含水率97%)进行混凝浓缩脱水,并对固持磷于沉泥之中的过程展开研究。结果表明:对钙铁摩尔比为0.05的Ca PFS,其投加量以铁计为c(Fe)=2.87μg/g时,经混凝沉降静置后其上清液含磷为0.05±0.003 mg/L、沉泥抽滤液含磷为0.41±0.02 mg/L、沉泥滤饼含磷为1 610 mg/kg,底泥中95.64%±1.94%的磷被固持于沉泥之中;而经同样投加量的市售聚合硫酸铁处理后,上清液含磷为0.25±0.02 mg/L、沉泥抽滤液含磷为0.66±0.02 mg/L、底泥仅87.54%±2.14%的磷被固持于沉泥之中。加入钙后的聚合硫酸铁Ca PFS能有效地将底泥中的磷在混凝浓缩脱水时固持于沉泥之中,降低脱出水的含磷量,对有效防止河道底泥生态疏浚余水外排导致水体富营养化具有十分重要的作用。     

微波辐射对污泥浊度、沉降性和脱水性的影响

将微波辐射应用于城市污水厂活性污泥脱水前的预处理,研究了微波辐射150 s内污泥浊度、沉降性和脱水性的变化,考察了自然沉降后上清液浊度、污泥沉降比(SV30)、离心后含水率和胞外聚合物(EPS)浓度的变化,并探讨了相关机理。结果表明,随辐射时间的增长,上清液浊度升高,而SV30和含水率均先减小后增大。在EPS质量浓度约120 mg/g的条件下,微波辐射处理前后的污泥含水率由84.32%降到了约76%。     

铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响

以处理模拟生活污水的平板膜-生物反应器为依托,将进水铁离子质量浓度分别调配成6 mg/L、1g mg/L、40 mg/L,考察三价铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响.结果表明,投加铁离子对平板膜-生物反应器的出水水质影响不大.随着铁离子投加质量浓度的增加,跨膜压差(TMP)增长趋势变小,膜污染得到缓解,其中铁离子投加质量浓度为40 mg/L时,膜污染控制效果最好.铁离子的投加强化了生物絮凝作用,造成污泥质量浓度的上升,溶解性微生物产物(SMP)和松散型胞外聚会物(LB-EPS)质量比的下降.从膜阻力分析可以看出.投加铁离子主要是降低SMP和LB-EPS等凝胶层污染物引起的外部阻力.     

壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果研究

以天然高分子材料壳聚糖为絮凝剂,通过絮凝试验和MBR处理人工废水试验,考察了壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果.壳聚糖絮凝处理MBR中污泥混合液的试验结果表明,壳聚糖投加质量浓度分别为10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L时,能明显降低污泥混合液SUV254的质量浓度,对污泥脱氢酶活性(DHA)的影响也较小;壳聚糖投加质量浓度为10 ～ 20 mg/L时,能有效降低污泥混合液的EPS质量浓度和黏度;当壳聚糖投加质量浓度大于20 mg/L时,污泥混合液的EPS质量浓度和黏度随着投加量的增加呈现增大的趋势,说明壳聚糖投加质量浓度低于20 mg/L时,能有效降低污泥混合液中的主要膜污染物质EPS及疏水性物质的质量浓度.壳聚糖投加质量浓度为10 mg/L时,MBR反应器的跨膜压力增大的同时,处理系统的膜通量也稳定增大.膜通量衰减速度低于对照组,说明壳聚糖对延缓和控制膜污染有积极的作用.MBR反应器中活性污泥质量浓度( MLSS)和出水CODcr的变化表明,投加壳聚糖在提高反应器中微生物量的同时也增加了处理水中有机物的质量浓度.     

不同污泥预处理方法对污泥过滤脱水性能的影响

研究了3种污泥预处理方法(表面活性剂处理、碱处理、Fenton处理)对污泥过滤脱水性能的影响。结果表明,对于3种预处理方法,使污泥过滤脱水性能最佳的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的投加质量比为50 mg/g,NaOH质量比为150 mg/g,Fenton试剂Fe~(2+)与H_2O_2的投加比n(Fe~(2+))∶n(H_2O_2)为1.5。3种预处理方法对污泥均有一定破解作用,其中由于Fenton反应的强氧化性,污泥破解率最大,污泥粒径减小了近50%,释放的溶解性COD(SCOD)最高(786.88 mg/L)。Fenton处理后的污泥紧密结合型胞外聚合物(Tightly Bound-Extracellular Polymeric Substances,TB-EPS)及TB-EPS中蛋白质和多聚糖的量减少得最多。此外,还分析了3种预处理方法脱水效率与速率的差异。     

酸去除剩余活性污泥重金属效果及农用安全性

污水处理厂剩余污泥中的重金属是污泥农用的潜在危害之一,因此如何有效去除污泥中的重金属以保证其农用安全性是当前迫切需要解决的问题。采集污水处理厂二沉池的活性污泥,比较不同物质的量比的盐酸和硝酸(1∶2、1∶1、2∶1)浸取污泥中重金属Pb、Zn、Cd、Cu和Mn的效果,采用Tessier连续提取方法定时检测污泥重金属相态分布,分析混合酸对污泥EPS结构和质量比的影响,并检验了处理后污泥对菠菜生长及重金属富集的影响。结果表明:1)盐酸/硝酸物质的量比为2∶1时效果最佳,重金属浸出率从高到低依次为Pb、Zn、Cd、Mn、Cu;2) Pb的可交换态和碳酸盐结合态比例最高,Cu的残渣态比例最大,可交换态、碳酸盐结合态和FeMn氧化物结合态比例越大,重金属的浸出率越高;3)酸浸试验期间EPS总量减少,黏液层和LB-EPS层易脱落;最后盆栽试验表明处理后污泥中重金属的潜在迁移性风险大大减弱,且污泥对菠菜生长有明显的促进作用。因此混合酸处理后污泥可以安全用于农业种植,且污泥与土壤干重比为1∶1时效果最佳。     

超声波树脂联用法提取活性污泥中的胞外聚合物

考察了超声波树脂联用法提取活性污泥中胞外聚合物的影响因素,确定了最佳提取条件.试验结果表明,树脂量为60 g/g VSS,在摇床振摇强度250 r/min下处理4 h,再进行超声处理2 min,EPS提取量接近理论含量,即污泥干重的15%,与阳离子树脂法相比,EPS提取物中DNA的百分含量较低,即对细胞的破坏程度更小,说明超声波树脂联用法稳定、高效,是一种较佳的提取方法.     

Experimental characterisation of activated sludge behaviour during mechanical expression

Even after mechanical dewatering, activated sludge contains a large amount of water. Due to its biological nature, composition and also the type of treatment it comes from, this material is usually highly compressible and known to be difficult to dewater. In the present work various tests are proposed to try to highlight some aspects which could explain the poor dewaterability of activated sludge. Experiments of expression were carried out in a Filtration-Compression Cell for semi-solid samples of sludge. Operating conditions (intensity of the applied pressure, initial thickness of sludge sample) and the composition of the sludge (ionic strength by adding monovalent salt) were modified for the different series of experiments. It was observed that the removal of water from the sludge depended significantly on the pressure gradient throughout the sludge cake. However, the development of a dense layer of cake at the interface cake/filter medium seems to generate a pressure gradient non-uniformly distributed throughout the thickness of the cake. This phenomenon should control in part the efficiency of dewatering. This study also discusses the link between sludge dewaterability and cake relaxation on the basic of an osmotic effect within the flocculated matrix, which tends to resist against compression or deformation. This effect was reduced when both the applied pressure and the time increased. Finally, the activated sludge dewatering during expression stage depends on both the formation of a dense layer of cake at the interface cake/filter medium and an osmotic effect.     

黄孢原毛平革菌在城市剩余污泥中的培养条件优化研究

城市剩余污泥中含有一定的营养物质,可作为微生物的培养基。以黄孢原毛平革菌为对象,从剩余污泥和马铃薯葡萄糖液体培养基(PDL)配比、接种量、摇床转速、培养温度和时间等方面进行试验研究。结果表明:在100mL培养体系中含30g剩余污泥、40mLPDL或3g葡萄糖(pH=6.5),接种1 mL含107mL-1黄孢原毛平革菌的孢子悬液,温度为28℃,转速为150 r/min,培养84 h,得到黄孢原毛平革菌生物量可达3.3 g,剩余活性污泥的生物学转化率为30%~50%。城市剩余污泥可以作为黄孢原毛平革菌生长的培养基,从而实现污泥的无害化和资源化的最终目标。     

胞外聚合物对活性污泥沉降和絮凝性能的影响研究

胞外聚合物 (EPS)对污泥沉降和絮凝性能具有重要影响 ,它由松散附着 (LB)和紧密粘附 (TB)的两部分组成。笔者考察了不同运行方式和不同泥龄培养的污泥LB和TB的含量及其成分对污泥沉降和絮凝性能的影响 ,研究结果表明 :虽然LB只占总EPS的 0 .6 %～ 13.5 % ,但它对污泥的沉降和絮凝性能起着决定作用 ,LB含量越多 ,污泥的沉降和絮凝性能越差 ;而TB的影响很小。因此 ,选择合适的运行方式 ,延长污泥泥龄 ,可减少LB含量 ,有利于活性污泥工艺运行安全、稳定、高效。     

纳米Fe强化污泥厌氧消化产甲烷的研究

介绍了利用纳米Fe强化污泥高效产甲烷的方法。实验结果表明,纳米Fe最佳投放量为6 g/L,相应的甲烷产量(以VSS计)为198 m L/g。机理研究表明,纳米Fe能够促进污泥水解、酸化,进而促进甲烷的积累。     

活性污泥吸附预处理腈纶废水的机理研究

以活性污泥作为吸附材料,研究了其对腈纶废水COD的吸附特征。结果表明,活性污泥可吸附腈纶废水中的COD,吸附量可达135 mg/g。伪二级动力学方程能很好地描述活性污泥对腈纶废水中的COD的吸附过程,模型计算出的二级吸附速率常数(k2)为2.3×10-4g/(mg·min);Langmuir方程最适合描述该吸附过程,决定系数在0.96以上。从活性污泥吸附前后腈纶废水中的有机物相对分子质量分级结果可以看出,活性污泥对大分子(30 k Da)有机物有较好的去除,污泥的电镜照片也证明了该点。研究表明,活性污泥吸附可去除腈纶废水中的悬浮物和胶体物,是有效的腈纶废水预处理方法。     

膨润土和改性膨润土对电镀污泥中重金属的稳定化处理

采集某电镀厂污泥,以膨润土和改性膨润土为稳定剂,采用TCLP毒性浸出试验分析膨润土和改性膨润土对污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的稳定化效果。未加入稳定化剂前,电镀污泥中重金属Cr、Cd、Zn和Pb的浸出毒性分别为154 mg/L、13.5 mg/L、658 mg/L和76 mg/L。稳定化试验结果表明,在膨润土和改性膨润土的投加量与干污泥的质量比分别为1∶5和3∶10,振荡时间为12 h时,浸出液中重金属质量浓度最低,稳定化效果最好。形态分析结果表明,加入膨润土和改性膨润土稳定后重金属以有机结合态和残渣态为主,与未稳定前相比污泥中重金属不稳定态的含量变少。扫描电镜和红外分析结果表明,膨润土和改性膨润土可能通过吸附和离子交换来稳定污泥中的重金属。研究表明,改性膨润土对电镀污泥中高含量重金属的稳定化效果要优于未改性膨润土的稳定化效果。