不同来源污泥热解油中多环芳烃分布特征

分析了4种不同来源污泥的热解油中16种EPA-PAHs生成分布,并探讨了污泥原样中自由赋存PAHs和污泥泥质特性(碳含量、H/C摩尔比、O/C摩尔比及挥发分含量等)的影响。结果表明,4种来源污泥热解油中均不同程度包含16种EPA-PAHs,∑EPA-PAHs含量分布次序为:工业印染污泥热解油(21.72 mg·kg-1)生活污泥热解油(14.10 mg·kg-1)造纸污泥热解油(13.72 mg·kg-1)食品污泥热解油(5.48 mg·kg-1),且以低环(2R)和中环(3R和4R)PAHs为主,其总量占∑EPA-PAHs的95%以上。热解油中PAHs含量高低与污泥自身赋存的自由PAHs含量具有一定关联;泥质特性对热解油中EPA-PAHs含量分布也呈现了不同程度影响,随着污泥泥质特性变化,3R和4R-PAHs含量变化规律较相似,均在碳含量为30.96%、H/C摩尔比为1.1、O/C摩尔比为0.33和挥发分为35.5%时达到最高水平;2R-PAHs含量在碳含量为20.75%、H/C摩尔比为1.44、O/C摩尔比为0.6和挥发分为46.3%时达到最高水平。     

污泥热解过程中多环芳烃排放规律

研究了不同温度（350~1050℃）下污泥热解过程液、气、固三相产物中16种多环芳烃（PAHs）排放规律。结果表明,PAHs趋向富集于液相产物中,其次为气相产物,在液相产物中检测到所有16种PAHs,650℃液相产物中16种PAHs（∑₁₆PAHs）总质量比最高,为96%;750℃气相产物中∑₁₆PAHs质量比最高,为21.3%以上;固相产物中PAHs含量极少,仅在650℃时达1%。所有温度下液相产物中2、3和4环PAHs均占据主导地位,∑_2,3,4环PAHs质量比达95%以上,850℃时液相产物中∑EPA-PAHs含量最高,达15.25 mg·kg^-1。气相产物主要以萘（NaP）、苊烯（Acp）、芴（Flu）和蒽（Ant）PAHs为主,未检测到高环PAHs。在高温热解阶段,污泥大分子结构裂解到达高峰,伴随产物的二次断裂、合成、环化等反应,气相产物中∑_低PAHs生成含量达到最高7.248 mg·kg^-1。不同温度下污泥热解产物中PAHs的毒性当量（TEQ）变化规律与其生成量变化基本一致,在850℃时液相产物中PAHs的TEQ最高达1.129。     

不同煤种热解多环芳烃的生成分布特征研究

研究了四种适宜地下气化的低阶煤在600℃热解条件下热解气中EPA-PAHs的生成分布特征,探讨了原煤组成的影响.结果表明,随着煤变质程度的增大,热解所产生的低环芳烃含量减少,高环芳烃含量增加,EPA-PAHs总量增加;热解气中EPA-PAHs以2R萘、3R苊、3R二氢苊、4R荧蒽、4R芘和4R苯并(a)蒽为主;3R芳烃含量最多,平均占EPA-PAHs总含量的67.57%;EPA-PAHs含量分别在碳含量为76.98%,H/C摩尔比为0.94,O/C摩尔比为0.16和挥发分为43.32%时达到最高水平.     

焦化厂土壤中PAHs的热脱附行为及其对土壤性质的影响

采用滚筒式间接加热设备,在50～450℃加热温度和30 min停留时间实验条件下,测试了焦化厂污染场地低含量（S1）和高含量（S2）PAHs污染土壤中16种PAHs的热脱附效率和残留量的变化,并初步分析了热脱附处理对土壤有机碳（TOC）、可溶性有机碳（DOC）、比表面积（SA）和粒径分布的影响,结果表明：加热温度、污染物含量和污染物分子量对PAHs的脱附效率均存在极显著影响（p<0.01）,其中加热温度影响程度最大。S1和S2土壤中各类PAHs在加热温度达到其熔点附近开始有效脱附,LPAHs（低分子量PAHs）与HPAHs（高分子量PAHs）之间的热脱附效率仅在不超过300℃（S1土壤）和400℃（S2土壤）加热条件下存在明显差别。土壤中各类PAHs的脱附与其有效态密切相关,S1和S2土壤中有效态PAHs分别在200～250℃和250～300℃加热条件下几乎全部脱附。450℃加热温度条件下,S1和S2土壤中∑PAHs（总PAHs）脱附效率能够达到91.3%和98.4%,其中8种目标PAHs的含量范围分别为0.07～0.71 mg·kg^-1和0.26～40.20 mg·kg^-1,土壤中部分PAHs仍超过相应的北京市《场地土壤环境风险评价筛选值》住宅用地筛选值;450℃加热温度下,S1和S2土壤中TOC含量分别下降51.4%（p<0.05）和23.1%（p<0.05）,S1和S2土壤中DOC变化趋势相反,SA的下降、较粗颗粒比例略有增加和电镜扫描中土壤颗粒团聚现象相吻合。     

污泥转移SBR工艺中EPS对生物除磷的作用

采用新型强化生物除磷工艺--污泥转移SBR处理合成废水,探讨胞外聚合物（EPS）在工艺强化除磷过程中的作用。当污泥转移量为0、15%及30%时,污泥中的EPS含量分别为（108.14±9.68）mg·（g MLSS）^-1、（128.17±1.45）mg·（g MLSS）^-1和（123.35±22.98）mg·（g MLSS）^-1;工艺的除磷率分别为82.14%±0.85%、96.35%±1.25%及98.99%±0.98%,反应末端EPS中TP含量占污泥中TP的比重分别为27.9%±2.55%、57.23%±2.33%和63.88%±2.87%。此外,污泥中EPS在该工艺的好氧吸磷过程中吸磷量分别为（2.04±0.32）mg·（g MLSS）^-1、（5.90±0.38）mg·（g MLSS）^-1和（6.00±0.52）mg·（g MLSS）^-1,在污泥吸磷量中的贡献率均达到90%以上。研究结果表明：污泥转移SBR工艺中随着污泥转移量的增大有利于提高EPS中的磷含量,从而提升了工艺的除磷性能,EPS在该工艺的吸磷过程中起主要作用。但污泥转移对污泥中EPS含量影响不显著。     

基于Py-GC/MS的污泥含碳、氧官能团热解演化过程研究

基于裂解-气相色谱/质谱联用技术（Py-GC/MS）,分析了污泥中主要含碳和含氧官能团在不同温度条件下的热解演变规律和热化学转化路径。结果表明,污泥中主要含碳和含氧官能团为碳碳双键（C=C）、羧基（COOH）、羟基（-OH）、醛基（-CHO）和苯环（π-π^*）。温度对官能团裂解演变的影响较大,低温热解阶段（＜350℃）,温度升高导致产物中-COOH含量降幅最大,约降低33%;中温热解阶段（350～550℃）,产物中C=C、-OH、-CHO和π-π^*生成量显著增加,而-COOH呈下降趋势,但其所占质量比仍最高;在高温热解阶段（>550℃）,由于脂肪烃分子化学活性增强,主要发生以脱水、脱羧、脱羰和羟醛缩合等为主的芳香化缩聚反应,同时由于污泥中的蛋白质、纤维素等大分子热解使得π-π^*成为产物中主要官能团。根据各个官能团热解演变规律,提出了污泥含碳、含氧官能团热解演变反应路径。     

热解终温对花生壳炭化产物的影响研究

采用自制的生物质固定床热解装置研究了不同热解终温对花生壳炭化产物的影响。结果表明：随着热解终温的增加,生物炭质量和能源产率总体上呈现降低趋势,热解气产率呈现上升趋势（热值显著提高）,其中液体质量产率在550℃时达到最大值;热解终温的增加使花生壳生物炭中固定碳、灰分不断提高,C元素不断提高,H元素与O元素含量则不断降低,生物炭的化学和生物稳定性提高;生物炭的热值在500℃时达到最大值,为24.346MJ/kg。生物炭的燃烧过程包括水分蒸发、固定碳及挥发分燃烧和燃尽等3阶段,其燃烧起始时间明显晚于花生壳,不同温度制备的生物炭的综合燃烧特性指数（S）从大到小的顺序依次为：C500 > C350 > C600 > C400 > C450 > C550;热解终温为550℃时,生物炭的比表面积、微孔表面积、总孔容积和微孔容积均最大,分别为50.58m²/g、29.56m²/g、0.01543cm³/g和0.01111cm³/g,与活性炭相比仍有较大差距,需要进一步处理。     

EGSB处理中药废水过程中厌氧颗粒污泥特性变化

通过分析厌氧颗粒污泥粒径分布、机械强度、二价金属含量、胞外聚合物含量等,探讨了EGSB反应器处理中药废水过程中颗粒污泥特性变化。结果表明,在中药废水COD浓度为2000～5000 mg·L^-1、HRT为12 h、T为30℃的条件下,颗粒污泥粒径分布在500～1000 μm之间,完整系数（integrity coefficient,IC）小于20,颗粒污泥EPS总量、蛋白含量、多糖含量分别为85.59、63.67和21.92 mg·（g VSS）^-1,此时颗粒污泥絮凝性良好,机械强度高。当HRT减少为6 h时,IC为30.03,蛋白与多糖的比值增大到6.86,但多糖含量仅为18.11 mg·（g VSS）^-1;而当T降低为20℃时,颗粒污泥粒径分布在250～750 μm之间,IC增大到32.11,Ca²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺含量减少 为20.78、4.79和0.94 mg·L^-1,颗粒污泥EPS显著降低,其总量、蛋白含量、多糖含量仅为69.04、58.87和10.17 mg·（g VSS）^-1,在此运行条件下,出现了颗粒污泥的解体、流失,同时出水水质变差。     

基于移动床的印染污泥微波热解及固相产物的表征与分析

采用微波热解技术,通过改变微波功率、热解温度、气体和固体停留时间、添加催化剂,探究印染污泥热解的特性。采用元素分析、扫描电镜（SEM）、BET比表面积仪、X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）对印染污泥和泥炭进行了分析。实验结果表明,随着温度的升高,泥炭产率逐渐降低,750℃时降到63.87%（质量）;气体产率随温度逐渐增加。添加CaO和Fe,泥炭产率增加,不可凝气体中CO₂含量减少,H₂、CO和CH₄含量增加,最大H₂含量达64.17%。随着热解温度的升高,泥炭中C、H、N元素含量逐渐降低,S含量有所升高。热解温度在550℃时,泥炭的比表面积达到最大值91.9 m²·g^-1。经微波热解后,污泥中的重金属符合农业排放标准的要求。     

产磷脂酶菌株的筛选鉴定及其应用

采用磷脂平板初筛和摇瓶复筛,从富油土样中筛选得到一株产磷脂酶菌株BIT-18。经菌株形态特征、生理生化特征及16S rRNA序列分析,鉴定其为荧光假单胞菌（Pseudomonas fluorescens）。以磷脂标准品（1-棕榈酰-2-油酰-Sn-甘油-3-磷脂酰胆碱）为底物,通过气相色谱分析反应产物的脂肪酸成分,定性鉴定P.fluorescens BIT-18表达的磷脂酶为B型磷脂酶。该酶为低温酶,最适温度和pH值分别为25℃和6.5,低浓度的金属离子有利于其酶促反应进行。以磷脂酶B为催化剂在自制间歇式反应器中对大豆油进行酶法脱胶,在加酶量500 U·kg^-1,加水量2%,温度40℃,pH 4.7的条件下反应6 h,脱胶油磷含量由90.1 mg·kg^-1降至4.6 mg·kg^-1,脱胶率高达94.9%,显示出良好的应用前景。     

THE LOADS OF PAHS IN WASTEWATER AND SEWAGE SLUDGE OF MUNICIPAL TREATMENT PLANT

Abstract

Sewage and sewage sludge from a municipal wastewater treatment plant were analyzed for 16 EPA-PAHs. This plant is a classic mechanical-biological treatment plant, consisting of activated sludge technology with additional chemical treatment for the removal of phosphorus compounds. The process of sewage sludge treatment is carried out in closed as well as open sludge digesters. Primary and mechanically thickened sludge are passed through the fermentation process. Digested sludge is dewatered on filter-press through addition of flocculent. The measurements were obtained to investigate the effect of different treatment stages on PAH content in wastewater and sewage sludge. The following wastewater samples were collected: crude ones and those after sand trap, primary sedimentation, biological treatment and secondary sedimentation. Sewage sludge samples were collected from: primary sludge, digested sludge and dewatered sludge. PAH load in influent, mechanically and biologically treated sewage, as well as in raw digested and dewatered sludge, were calculated. PAHs were extracted from wastewater and sludge samples, with cyclohexane, dichloromethane using an ultrasonic method. Gas chromatograph equipped with mass spectrometry was used for qualitative and quantitative determination of PAHs. Mechanical and biological treatment proved the removal of 83–85% of PAHs from the influent. Despite this its daily PAH load introduced into the environment was high and reached 27–37% of PAH load in influent. In sewage sludge it was 46–70 g/d of PAHs (carcinogenic PAHs content 4–12%). In waste sludge (filter pressed sludge and sand from detrirer) PAH total load reached 42–68 g/d with (10–17% of carcinogenic PAHs).     

多点进水改良型复合A2/O处理低C/N污水

以低C/N比城市生活污水为研究对象,重点考查了改良A²/O工艺的脱氮除磷性能。原水按一定比例分配给厌氧池和缺氧池,以合理分配厌氧释磷和缺氧反硝化所需的碳源;在好氧池和缺氧池中分别投加填料,以稳定系统的硝化和反硝化效果,提高系统的脱氮性能;厌氧池和缺氧池出水都直接进入好氧池。在进水COD/TN平均为5.54,HRT为11 h,SRT为15 d,MLSS为3000～4000 mg·L^-1,污泥回流比为50%条件下,通过三种不同进水分配比以及三种混合液回流比的对比试验研究,得到系统最佳进水分配比5:5,对分配脱氮和除磷所需碳源更加合理;而混合液回流比为200%,过高会破坏缺氧池的溶解氧环境,过低又会导致缺氧池反硝化作用不能充分发挥。在最优工况下COD、NH₃-N、TN和TP出水水质分别为29.7、0.1、11.8和0.42 mg·L^-1,平均去除率分别达到87.8%、99.7%、72.4%和91.3%,出水优于国家GB 18918-2002一级A排放标准,并且在缺氧池中发生了明显的反硝化除磷现象。     

污水污泥裂解油中多环芳烃的分析

引言在一些发达国家,污水污泥热裂解技术作为能量回收型污泥处理技术已经进入商业应用阶段,其裂解产生的液体燃料能直接用于柴油机车,并与石油提炼厂生产出来的石油低级馏出液相似     

升流式微氧生物膜反应器处理高氨氮低C/N比养猪废水的效能

针对高氨氮低C/N比干清粪养猪废水处理面临的脱氮问题,制作并运行了一种升流式微氧生物膜反应器（UMBR）,考察了废水水质和由出水回流比调控的溶解氧（DO）对系统处理效能的影响。结果表明,将系统内DO控制在0.23～0.70 mg·L^-1范围,不会对UMBR的COD去除率造成不良影响,而且能够保证NH₄^--N的氧化效能。但DO为0.70 mg·L^-1的微氧环境,会抑制厌氧氨氧化作用,降低系统的TN去除效能。在HRT 8 h、27℃和DO 0.40 mg·L^-1的条件下,UMBR对NH₄^--N和TN的去除负荷平均可达0.94和0.91 kg·m^-3·d^-1,COD去除负荷也能达到0.60 kg·m^-3·d^-1左右。分析认为,填料的布设及生物膜的着生,不仅保证了UMBR的微生物持有量,而且可为化能自养菌群、氨氮氧化菌群、自养反硝化菌群和异养反硝化菌群等微生物类群创造各自适宜的微环境,是系统保持污染物高效去除的生物学基础。     

生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响

部分短程硝化和厌氧氨氧化技术的研究主要集中在高氨氮废水方面，对低氨氮浓度生活污水的研究相对较少。使经过除碳和部分短程硝化后的实际生活污水进入厌氧氨氧化UASB反应器，探究生活污水对成熟厌氧氨氧化颗粒污泥的影响。结果表明，当厌氧氨氧化UASB反应器的进水由配水变为生活污水后，反应器出水中氨氮浓度可降到5 mg·L^-1以下，亚硝态氮浓度可降到1 mg·L^-1以下，但是硝态氮的生成量高于理论值，可能是溶解氧被带入UASB反应器使硝化作用增强。UASB反应器内厌氧氨氧化污泥颜色由红色变为红黑色，T-EPS含量减少，PN/PS由1.13增大到3.66，沉降性变好，反应器内污泥中厌氧氨氧化菌Candidatus Brocadia所占比例由17.7%减少为14.4%，系统内AOB和NOB菌的含量增加，如果能够降低进入UASB反应器的溶解氧，有可能会减少出水硝氮，达到较好总氮去除效果。     

木质填料床A/O系统处理低C/N比养猪废水的效能与脱氮机制

针对干清粪式养猪废水 浓度高和低C/N比的特点构建了四格室木质填料床A/O处理系统,通过调控运行探讨其除氮效能和机制。结果表明,在HRT 18.7 h、32℃、硝化液回流比200%、好氧区DO 1.5 mg·L^-1等条件下,即便进水 高达307.7 mg·L^-1,COD/TN平均为0.47,系统对COD、 和TN的去除率仍能维持在66.5%、93.6%和89.0%左右,TN去除负荷达到0.22 kg·m^-3·d^-1以上。系统对COD和TN的去除表现出一定的空间分区特征,其中前三厌氧格室是去除COD主要功能区,末端好氧格室是脱氮功能区。系统的脱氮机制以短程硝化反硝化为主,枯木填料的腐解为反硝化提供了必要的碳源。