纳米二氧化钛对污泥厌氧发酵产甲烷的影响

以污水处理厂初沉污泥和剩余污泥的混合物为发酵基质,建立连续流污泥厌氧反应器并评估了纳米二氧化钛对污泥厌氧消化产甲烷的慢性毒性影响。长期实验结果表明高浓度的纳米二氧化钛能够抑制甲烷的产生,且当二氧化钛的质量浓度为300 mg/L时,甲烷的最大产量(以VSS计)为132 m L/g,是空白组的81%。而低浓度的纳米二氧化钛对污泥产甲烷影响不明显。荧光原位杂交技术显示高浓度纳米二氧化钛作用下产甲烷古菌的数量小于低浓度作用下。此外高浓度纳米二氧化钛作用下与产甲烷相关酶的活性及乙酸钠的降解量均低于低浓度纳米二氧化钛作用下,然而活性氧和乳酸脱氢酶的释放量却高于低浓度作用下。     

絮凝剂聚丙烯酰胺对高固体污泥厌氧消化的影响

以高固污泥为研究对象,探究了聚丙烯酰胺(PAM)对高固污泥厌氧消化产气的影响。实验结果表明,低浓度的PAM对污泥消化影响不明显,但当PAM质量浓度(以总固体SS计)超过20 g/kg时,PAM的存在会严重抑制污泥消化,并且当PAM的质量浓度由20 g/kg增加至80 g/kg时,污泥的最大甲烷产量(以VSS计)由184.4 m L/g下降至72.9 m L/g,溶解性化学需氧量(SCOD)最大质量浓度由20.1 g/L下降至8.5g/L。PAM的存在增加了分子间的团聚性,进而减少了发酵微生物与消化基质的接触。     

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。     

纳米Ni/Fe双金属去除水溶液中直接耐酸大红4BS的研究

采用纳米Ni/Fe双金属对直接耐酸大红4BS(DFS-4BS)染料进行去除研究.考察了不同反应参数对DFS-4BS去除效果的影响.结果表明,在pH值5.0,30 ℃,DFS-4BS质量浓度100 mg/L,纳米Ni/Fe质量浓度8 g/L和反应4 h的优化条件下,DFS-4BS的去除率达89.5%. 动力学研究表明,纳米Ni/Fe对DFS-4BS的降解符合伪一级反应动力学方程,表观速率常数Kobs为6.3×10-3 min-1,半衰期为110.02 min.纳米Ni/Fe对实际废水中的DFS-4BS去除率为71.2%.     

污泥质催化剂-过硫酸钾体系降解弱酸艳蓝的研究

探讨了污泥质催化剂制备的最佳条件,同时分析了不同条件下污泥质催化剂-过硫酸钾体系对弱酸艳蓝的去除效果。污泥质催化剂最佳的制备条件为,污泥质量1 g,硫酸亚铁浓度0.2 mol/L,煅烧温度500℃,煅烧时间1 h。在pH值为3、过硫酸钾浓度为0.005 mol/L、催化剂投加量为0.05 g、反应30 min的条件下,该体系对弱酸艳蓝去除率可达92.79%。HPO_4~(2-)与HCO~-_3对整个反应具有较强的抑制作用。对制备的污泥质催化剂进行扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS),表明催化剂与原始污泥相比较Fe元素含量由原来的1%增加到16.34%;进一步做X射线衍射(XRD)分析可知,催化剂在2θ=20.72°,26.65°,50°处出现衍射峰,表明Fe元素存在形式主要为Fe_3O_4以及铁的氢氧化物Fe(OH)_3与FeOOH。     

不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

为了寻求适宜的预处理方法,提高剩余污泥发酵产氢率,通过间歇式试验考察了热、酸、碱和高温好氧4种预处理方法对剩余污泥发酵产氢的影响.结果表明4种预处理方法均能有效抑制耗氢菌括性,同时促进污泥中微生物胞内物质的释放,使可溶性糖类物质和蛋白质质量浓度增加.其中高温好氧预处理的溶胞效果最好,可溶性糖类物质和可溶性蛋白物质质量浓度均最高,分别为878 mg/L和15 606mg/L,分别为原剩余污泥的10.58倍和58.45倍.4种方法预处理后的污泥发酵均获得了氢气,其中高温好氧预处理污泥产气率最高,为10.68 mL/g TS;其次是热预处理污泥,产气率为6.58 mL/g TS;碱预处理污泥产气率为3.63 mL/g TS;酸性预处理污泥产气率最低,仅为1.41 mL/g TS.     

不同运行策略对反硝化颗粒污泥培养的影响

反应器运行环境对反硝化颗粒污泥培养具有重要影响，在上流厌氧污泥床反应器内研究了不同运行策略培养颗粒污泥的脱氮效率、污泥性能和菌群结构，同时对比分析了快速和慢速提升氮负荷策略培养反硝化颗粒污泥的性能。结果表明：耦合提升策略培养反硝化颗粒污泥的脱氮效率达到93.29%以上，悬浮挥发性固体质量浓度为46.29 g/L,粒径主要分布在2.36～3.35 mm,胞外聚合物为119.03 mg/g VSS,反硝化优势菌Proteobacteria在颗粒污泥菌群中所占比例为61.92%;相较于慢速提升氮负荷策略，快速提升氮负荷策略促使污泥脱氮效率增加了5.48%,挥发性悬浮固体质量浓度增加了20.11 g/L,粒径为2.36～3.35 mm的污泥占比增加了10%左右，胞外聚合物增加了7.27 mg/g VSS,Proteobacteria所占比例增加了5.11%。研究表明，耦合提升策略能够培养出脱氮效率高且性能良好的反硝化颗粒污泥，快速提升氮负荷能够促进颗粒污泥脱氮效率增加、性能更好。     

草酸盐粉体抑制甲烷爆炸的试验研究

为了研究草酸盐粉体抑制甲烷爆炸特性,选取草酸钾、草酸钠、草酸亚铁3种较为常见的草酸盐粉体作为抑爆材料,分析了草酸盐粉体作用下的甲烷爆炸特性。结果表明,3种草酸盐粉体均具有一定的甲烷爆炸抑制作用,其抑爆作用由强到弱依次为草酸钾、草酸钠、草酸亚铁。草酸钾、草酸钠和草酸亚铁的最佳抑爆粉体质量浓度分别为0.22g/L、0.26 g/L和0.26 g/L,最大爆炸压力的降幅分别为33.25%、30.03%和20.83%。结合热重分析和甲烷爆炸抑制特性,探讨了草酸盐粉体的甲烷抑爆作用机理。     

溶菌酶和硫酸铝联用优化污泥脱水性能的研究

以污泥沉降体积、污泥比阻和污泥泥饼含水率为指标,考察了溶菌酶和硫酸铝联用时加药方式和加药剂量对活性污泥沉降性能及脱水性能的影响。结果表明,先投加溶菌酶后投加硫酸铝时污泥的脱水性能更佳,硫酸铝和溶菌酶的最佳投加量均为0.10 g/g TS(总固体),此时,污泥泥饼含水率和污泥比阻分别可达71.84%和0.68×1012m/kg,相比于硫酸铝单独调理分别降低了约5%和0.23×1012m/kg。污泥胞外聚合物(EPS)含量分析表明,溶菌酶和硫酸铝联用时显著降低了污泥中LB-EPS(松散附着性EPS)含量,在最佳投量下可将原污泥的LB-EPS中的蛋白质和多糖依次从(13.44±2.11)mg/L和(23.97±3.44)mg/L降至(1.72±0.32)mg/L和(8.69±0.15)mg/L,表明联合处理使得EPS中的水分得到释放,提高了脱水性能。     

废弃物微藻厌氧消化产氢气和甲烷的优化研究

本文探究了影响微藻厌氧消化的因素(有机负荷、酶预处理、温度)并优化了工艺参数。结果表明:微藻生物质的最佳有机负荷为10. 0 g/L,相应的氢气最大产量为18. 8 m L/g (以单位挥发性有机质计算),挥发性脂肪酸最大产量为789 mg/L。蛋白酶预处理能够强化微藻水解酸化,且蛋白酶最佳剂量为1. 0g/L,氢气最大产量为20. 5 m L/g,pH最低值为5. 4。最后在产甲烷相中优化微藻厌氧消化的温度,35℃是产甲烷相最佳温度,甲烷的最大产量为238. 9 m L/g,高温环境产生的过程产物反馈抑制了产甲烷菌的活性从而导致甲烷产量下降。     

城市污泥厌氧消化产沼气资源化研究

系统地综述了我国城市污泥处置与利用的现状和趋势,并重点讨论了污泥厌氧消化产沼气的可行性,介绍了提高消化速度的先进技术以及生物法沼气脱硫技术.认为污泥厌氧消化产沼气的资源化利用是符合我国国情的,并将成为我国污泥处置与利用的一种有效途径.     

Disintegration of waste activated sludge by different applications of Fenton process

Oxidative disintegration of municipal waste activated sludge (WAS) using conventional Fenton (Fe²⁺ + H₂O₂, CFP) and Fenton type (Fe⁰ + H₂O₂, FTP) processes was investigated and compared in terms of the efficiency of sludge disintegration and enhancement of anaerobic biodegradability. The influences of different operational variables namely sludge pH, initial concentration of Fe²⁺ or Fe⁰, and H₂O₂ were studied in detail. The optimum conditions have been found as catalyst iron dosage = 4 g/kg TS, H₂O₂ dosage = 40 g/kg TS and pH = 3 within 1 h oxidation period for both CFP and FTP. Kinetics studies were performed under optimal conditions. It was determined that the sludge disintegration was happened in two stages by both processes: rapid and subsequent slow disintegration stages and rapid sludge disintegration stage can be described by a zero-order kinetic model. The effects of oxidative sludge disintegration under the optimum conditions on anaerobic digestion were experienced with biochemical methane potential (BMP) assay in batch anaerobic reactors. Total methane production in the CFP and FTP pre-treated reactors increased by 26.9% and 38.0%, relative to the untreated reactor (digested the raw WAS). Furthermore, the total chemical oxygen demand reductions in the pre-treated reactors were improved as well.     

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。     

不同污泥肥料对水稻和大豆的肥效实验研究

为探讨城市生活污泥农用效果,以莆田市城市生活污水处理厂的鲜污泥为材料,制成干污泥、有机肥及生物肥等3种不同有机肥料品种,将这3种肥料在水稻、大豆上进行肥效盆栽试验,测定作物产量,并分析不同施肥处理其土壤N、P、K养分供应能力及作物对N、P、K养分的吸收情况.试验结果表明,污泥作为肥料施用能提高土壤速效N、P、K养分供应水平和水稻、大豆对N、P、K的吸收量,并且有明显的增产效果;3种污泥肥料品种的供肥能力从高到低的顺序为生物肥、有机肥、干污泥;并就污泥农用资源化提出看法.     

磁粉活性污泥法处理城市生活污水的反应动力学特征

磁粉活性污泥法是在传统活性污泥法中加入磁性粉末(Fe3O4)的废水生物处理方法。在最佳运行状况下,对磁粉活性污泥法基质降解动力学进行了研究。磁粉活性污泥法基质降解符合一级反应规律,利用Monod方程对试验数据进行拟合,确定了其动力学参数,半速率常数Ks、有机底物的最大比降解速率vmax分别为10.39 mg/L和0.804 d-1。     

Drop in dry mass and organic substance content in the process of autothermal thermophilic aerobic digestion

This paper presents the results of a study of a sludge subjected to the (ATAD) process – Autothermal Thermophilic Aerobic Digestion occurring in a two-stage installation operated in a municipal wastewater treatment plant in Olecko, Poland. The study of the sludge and the analysis of obtained results were conducted over 2011 and 2014. The subject of the study was a thickened sludge in an intermediate tank from which it was next transferred to facility reactors. The stabilization of processed sludge was evaluated analyzing the change in the dry mass (DS) content in the sludge. Measurements were carried out in thickened sludge samples and after the ATAD process. Collected results were then subjected to a statistical analysis and it was determined to which extent as resulted from the subject process the dry mass and the dry organic mass (VS) content was changing in the sludge. Also, it was analyzed how the oxygen chemical demand (COD) was changing. The dry mass content in the thickened sludge was from 60 g/l to 160 g/l. After the process, this amount was from 35 to 76 g/l. Similarly, the organic mass content in a dry sludge mass changed from initial values within a range of 44–135 g/l to 23–60 g/l after the ATAD process. Also, the organic substance content expressed as COD decreased from 80 to 467 g O₂/l in a thickened sludge to 51–261 g O₂/l in the sludge after the process. The article presents conclusions from the result of the conducted study as well as personal experience.     

LPCVD法制备TiO_2纳米薄膜的生命周期评价

针对纳米材料生产的高能耗、低生产率的特点,用生命周期评价(LCA)方法对纳米TiO_2薄膜生产过程进行了环境影响评价,并通过设置不同的低压化学气相沉积过程(LPCVD)工艺参数,研究了工艺参数中温度和压强对于TiO_2薄膜评价结果的影响。研究显示,纳米TiO_2薄膜生产阶段的环境表现受LPCVD过程工艺参数影响,评价结果可用于指导LPCVD工艺优化。     

低强度超声对短程硝化污泥活性的影响

为提高短程硝化反硝化脱氮效率,采用低强度超声对短程硝化反应进行强化,通过对比氨氧化率和亚硝酸盐生产量,考察低强度超声对短程硝化污泥活性影响。首先,通过对超声能量的优化试验,发现低强度超声能够提升短程硝化污泥反应速率,且超声能量为43.20 kJ时氨氧化率和亚硝酸盐生成量最大;然后考察超声能量与污泥浓度的关系。结果表明:1)在相同超声能量(43.20 kJ)条件下,随着污泥质量浓度(0.34~1.03 g VSS/L)增加,能量密度降低,反应速率不断提高;2)保持污泥浓度恒定,增加超声能量,发现在43.20 kJ时短程硝化污泥活性最好,氨氧化速率比对照组提高25.42%,继续增加能量后去除速率开始下降,原因是适宜的能量会增加微生物细胞壁和细胞膜的通透性,加快基质传递和反应速率,提高微生物活性,但当所施加能量超出其所能承受范围,则会对微生物内部产生损害,降低其活性;3)考察超声能量对胞外聚合物浓度和酶活性影响,在43.20 kJ条件下,多糖、蛋白质和胞外聚合物(EPS)浓度分别提高了18.32%、26.54%和22.05%,氨单加氧酶活性增加19.82%。研究表明,由于低强度超声作用加快胞外聚合物分泌,增加生物酶活性,进而促进了短程硝化污泥反应速率。