超声联合热碱破解高含固污泥的理化性质变化

为了进一步提高能量利用效率,在前期研究的基础上,采用超声和热碱同步处理方法,在超声能量[以总固体(TS)计]9 551 kJ·kg~(-1)、温度73℃和加碱量(以TS计)0.085 g·g~(-1)处理条件下,研究不同含固率污泥预处理后有机质释放情况及规律。结果表明,含固率w为3%、5%、10%和15%的污泥经预处理后平均粒径分别降低40.14%、58.01%、93.63%和17.46%;含固率10%的污泥预处理后粒径分布中累计体积占10%、50%和90%所对应的粒径值(dp10、dp50和dp90)分别较未处理污泥降低88.38%、93.85%和96.74%。在有机物浓度变化方面,破解后污泥溶解性化学需氧量(SCOD)增量随含固率的增加而上升,而污泥破解度变化趋势则相反,含固率3%的污泥破解度最高达50.3%。在有机物组分方面,含固率10%的污泥预处理后溶解性蛋白质和多糖浓度增量最高,且可降解有机质占溶解性有机质比例最高,达88.94%。以上结论表明,在破解高浓度污泥方面,超声联合热碱处理工艺亦有较好的应用前景。     

碱水解法提取剩余污泥蛋白质的条件优化

为充分提取污水污泥中的细胞蛋白,实现污泥的增值利用,以青岛市李村河污水处理厂剩余污泥为材料,采用碱水解法提取剩余污泥中的蛋白质。正交试验结果表明:水解温度和反应体系pH对蛋白质提取率的影响较大;获得的提取污泥蛋白的最优工艺条件是水解温度为70℃,水解时间为5 h,反应体系pH为12.5,固液比(样品质量g/加水体积mL)为1:4。在上述条件下,剩余污泥蛋白质提取率可达54.49%,水解后的剩余残渣经干燥后测定可知,其质量相对于原污泥样品(干重)质量削减率达到22.95%。     

好氧颗粒污泥胞外聚合物的产生及其分布

考察了不同操作条件和基质条件对好氧颗粒污泥中胞外聚合物(EPS)产生的影响及其在污泥和体系上清液中的分布.结果表明:随体系操作条件和基质条件的变化,好氧颗粒污泥内部和上清液中的EPS含量呈规律性变化.相对而言,好氧颗粒污泥中EPS含量的变化幅度较小,过多的EPS则释放到上清液中.大量EPS的释放只发生在颗粒污泥解体时,而酸性条件和不适当的C/N比不利于好氧颗粒污泥的形成及形态保持.体系溶解氧为4.5 mg·l-1,pH为中性,污泥负荷小于等于0.37kgCOD·kg-1MLSS·d-1,碳氮比为20∶ 1时,好氧颗粒污泥中EPS的含量约占污泥总质量的9%-12%,与厌氧颗粒污泥(0.6%-20%)相近,但远低于絮状活性污泥(80%),此时,EPS在上清液中的含量最低或接近最低,为14-26 mg·l-1.     

污泥造粒颗粒好氧培养特性研究

为了探究污泥造粒颗粒在曝气中培养过程中形态、粒径、含水率、污泥沉降比(SV)、污泥体积指数(SVI)、悬浮物固体含量(MLSS)的变化,以污水处理厂活性污泥为材料,进行人工造粒,对造粒颗粒进行好氧培养.结果表明:培养20 d,颗粒污泥粒径由450.21μm增加到598.60μm,MLSS由5 373.01 mg/L上升到5 576.02 mg/L,颗粒污泥的SV由24.31%下降到19.31%;SVI由45.23 mg/L下降到37.41 mg/L;含水率由96.10%下降到95.19%.说明污泥造粒颗粒在曝气中培养过程中稳定性增强.     

活性炭污泥吸附剂的制备研究

以城市污水厂的剩余污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭吸附剂,并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究.结果表明,化学活化法制备的活性炭污泥吸附剂性能较好,其最佳制备条件为:活化剂ZnCl2与H2SO4的浓度均为5mol·1-1(ZnCl2与H2SO4的复配比例为2:1),活化温度550℃,固液比1:2.5,活化时间2h.活性炭污泥吸附剂的碘吸附值为488.02mg·g-1,收率为86.6%,与商品颗粒活性炭对比,活性炭污泥吸附剂的比表面积为144.47m2·g-1,孔径分布比较宽,以过渡孔结构为主,电镜分析结果与之吻合,金属元素含量较高.     

ABR反应器的启动及颗粒污泥特征的研究

在20-30℃条件下,对ABR反应器进行了169d 5个阶段的启动实验,进水COD容积负荷达到4.38kgCOD·m-3·d-1,出水COD,挥发性脂肪酸(VFA)和pH值达到要求;形成了大量的性能良好的颗粒污泥,其尺度介于2-3.8mm之间,沉降速度大于20m·h-1,MLVSS/MLSS值均大于65%;但各格室厌氧污泥的污泥指数(SVI)差异较大.显微分析表明,不同格室内呈现出种群配合良好的厌氧微生物分布,第一格室存在大量的优势发酵细菌,并有代谢乙酸的丝状甲烷细菌,然后颗粒污泥中的微生物逐渐向以产甲烷细菌优势菌群过渡,并存在许多浮游的原生和后生动物.另外,各格室中的颗粒污泥形状各异,表面凸凹不平,存在气孔,且颗粒污泥愈靠近核心,微生物数量愈少,细菌分泌物和无机质愈多.     

投加甲烷鬃菌对厌氧颗粒污泥培养的影响

通过在中温条件下向EGSB(Expanded Granular Sludge Bed,膨胀颗粒污泥床)反应器中加入竹节状甲烷鬃菌6Ac,研究其对颗粒污泥形成的影响以及形成的颗粒污泥性质和反应器运行的情况.在(35±1)℃下,利用实验室相同规模的反应器,对照组(R1)接种厌氧絮状污泥,R2组接种厌氧絮状污泥的同时加入甲烷鬃菌,培养颗粒污泥.结果显示:当有机负荷(以COD计)逐步提高到11.1 kg m-3 d-1时,R2的COD去除率达到85.9%,高于R1的75.0%.运行到第46天(d 46)时两个反应器均可观测到颗粒污泥,R2中污泥粒径大于0.1 mm的颗粒污泥已经达到62.3%,d 28-46时,0.1-0.3mm颗粒的比例从10.0%增加到49.8%,对照组R1只从10%增加到33.3%,仍主要以絮状污泥为主.研究表明,颗粒污泥培养过程中投加甲烷鬃菌有利于促进颗粒污泥的形成、增殖与稳定,改善其沉降性能,提高有机物的去除效果,加快EGSB的启动.     

基于EEM与PCR-DGGE技术分析温度对蚯蚓堆肥处理城镇污泥的影响

将城镇脱水污泥制成5 mm粒径颗粒分别在15、20、25℃条件下进行蚯蚓堆肥,利用三维荧光(EEM)考察了温度对蚯蚓堆肥处理城镇污泥过程腐熟程度的影响,并采用PCR-DGGE技术探究了不同温度条件下蚯蚓堆肥微生物种群结构的变化,旨在分析蚯蚓堆肥中的微生物种群结构的变化,进而验证污泥中腐殖酸类有机物熟化降解机理,并为蚯蚓堆肥处理城镇污泥实现工业化生产提供理论依据。EEM分析结果表明:在堆肥30 d时,堆肥系统中腐殖酸类物质已基本降解完全,且随着堆肥时间的延长,芳香类蛋白质一直在被蚯蚓和微生物所利用;同一时期随温度升高,蚯蚓吞食和系统内的微生物的协同增效作用能加快系统中DOM的降解效率、提高系统的矿化程度。依据PCR-DGGE技术测序结果可知:蚯蚓堆肥系统中微生物种群对于温度变化存在缓冲区间,当温度在15—20℃范围内变化时,细菌和真核微生物的种群多样性差异均较小;温度为25℃时,系统中细菌种群多样性降低,真核微生物种群多样性升高;堆肥结束时,3个温度组系统中共有细菌种群类别占系统中总细菌种群类别79%以上,共有真核微生物种群类别占系统总真核微生物种群类别75%以上,表明随着温度升高系统中主要微生物种群类别并未发生变化,仅共有微生物种群的相对数量发生了改变,且3个温度组系统中均以拟杆菌门(Bacteroidetes)和子囊菌门(Ascomycota)为优势种群,温度越高,相对数量越多,系统中易利用有机质所占比重小,系统更加稳定。     

低温热氧化法强化剩余污泥微生物燃料电池的产电特性

城市污水处理厂污泥因有机物含量高而成为微生物燃料电池(MFC)应用研究的主要方向之一,而污泥中有机质的释放成为限制其发展的主要因素.本实验利用低温热解和过氧化氢氧化处理的耦合方法预处理城市污水处理厂污泥,分析了其作为燃料对MFC产电性能的影响.研究表明,利用预处理后的污泥上清液作为燃料,预处理温度、时间、pH值和过氧化氢投加量对MFC的产电性能影响大.当温度、时间、pH值和过氧化氢分别为100℃、90 min、11和500 g·kg TSS~(-1)的预处理条件下,MFC功率密度最大,分别为235、287、233.2、280 mW·m~(-3).采用热氧化法预处理污泥,可有利于污泥的破解,使能被产电菌利用的营养物质增多,提高了MFC产电特性,可为污泥资源化利用提供有益的参考.     

UASB反应器处理生活污水的自接种启动

本试验利用未沉淀的生活污水(COD在432mg/L左右)在7℃～22℃温度下自接种启动容积为5L的升流式厌氧污泥层反应器.初始有机容积负荷为1.75kgCOD/m~3·d,水力停留时间为5.9h.运行57天时出现了颗粒污泥,此时污泥负荷为0.33kgCOD/kgVSS·d.106天后反应器达到稳定的处理效果.当温度在20℃左右,HRT为6h,COD去除率达81.2%,出水COD低于100mg/L.培养出的颗粒污泥呈黑色,粒径在0.5mm～3mm之间,比重为1.04, SVI在15左右,有较好的沉降性和产甲烷活性.污泥中产甲烷菌主要是素氏甲烷丝菌.     

温敏核不育水稻双低-S单胞期花药蛋白质的固相双向电泳分析

对温敏感核不育水稻双低-S不同温度下的单胞期花药蛋白质进行固相双向电泳分离,经银染后,获得了清晰而稳定的图谱。以300ug左右的蛋白质进行电泳,分离开的蛋白点(多肽)可超过500个.在32℃温度下的花药蛋白点要比19℃温度下多,其中蛋白质点(MW14KD,pI5.4)在19℃可育条件时稳定出现。32℃不育条件时却缺失;而蛋白质点(pI7.6)和蛋白质点(pI7.8)非常明显的在不育条件下出现,而在可育条件下缺失。     

外源铬(Ⅲ)在潮土和红壤中的形态转变特征及模型拟合

重金属在土壤中的毒害作用不仅与其总量有关,而且与其形态有着更为直接的关系.无论是土壤固-液界面还是根际环境的化学行为,都涉及到土壤中重金属化学形态的变化.当重金属进入土壤时,各种形态就会在土壤固相之间重新分配.目前对于铜、锌、铅、镉等外源重金属进入土壤后的形态分布及转变已有报道[1],但关于铬的报道仍然比较少见.     

造纸污泥工厂化堆肥过程中理化性质的动态变化

工厂化强制通风静态垛好氧堆肥试验结果表明,造纸污泥与木屑按10∶1比例混合后,2~3 d即可达到60℃,高温期维持时间超过10 d,完全符合我国标准CJJ/T52-93规定,达到无害化要求;堆肥过程中堆体上层温度大于下层;高温堆肥后物料含水率降低20.2%,脱水效果明显;造纸污泥堆肥过程中物料的挥发性固体持续降低;堆体耗氧速率在升温阶段后期上升到最大值,此后持续降低,到堆肥后期趋于稳定。     

添加剂对污泥厌氧消化性能的影响

在间歇培养条件下,研究了还原型辅酶Ⅱ（NADPH）、乙酰辅酶A（Acetyl Co A）和对氨基苯甲酸（PABA）3种添加剂对污泥厌氧消化性能的影响.结果表明,3种微生物活性促进剂均能促进污泥厌氧消化产气.其中,NADPH的促进效果最为显著,消化第35 d,产甲烷量比对照组高15.90%.在污泥含固率为3%、未调初始pH（pH=6.7）和温度35℃的厌氧消化条件下,NADPH的最佳添加量为50 mg.L-1,消化第36 d,污泥累积产甲烷量127.13 mL.g-1VSS.在含固率3%、初始pH=8.5、温度55℃和NADPH添加量为50 mg.L-1的工艺条件下,污泥厌氧产气效果最佳,消化第30 d时累积产甲烷量达158.02 mL.g-1VSS.     

熔盐法去除污泥焚烧灰中磷的效果及热动力学分析

利用碳还原剂和氯化钙熔盐药剂在1100℃下还原污泥焚烧灰中的磷酸盐为气态磷单质并去除,采用X射线衍射分析(XRD)残渣的组成和热重质谱(TGA-MS)分析反应过程.结果表明,添加氯化钙可显著提高污泥焚烧灰除磷效率,氯化钙的最优添加量为25%质量分数,此时污泥焚烧灰除磷效率为82%.XRD结果显示,污泥焚烧灰经熔盐处理后形成了氯磷灰石(chlorapatite),珍珠云母(margarite)等物质,其中氯磷灰石的形成有利于焚烧灰中磷的还原.对TGA-MS结果进行热解动力学反应拟合,结果显示,污泥焚烧灰除磷反应在添加少量氯化钙添加时为均相反应;污泥焚烧灰除磷反应在添加较多氯化钙时为固相扩散反应.固相反应的发生有利于降低磷酸盐还原反应温度并提高去除效率.     

不同环境温度条件对脱水污泥堆肥效果的影响研究

为明确不同环境温度对脱水污泥堆肥效果的影响,试验采用双层反应器进行水浴保温模拟不同环境温度,分别设置10℃(CT10)和25℃(CT25)两个处理并运行30 d,通过分析污泥堆肥过程中温度、pH、总氮、C/N比值、腐殖酸含量等指标变化特征,比较两个处理的污泥腐熟效果。结果表明:CT25堆肥处理进入55℃高温期并维持8 d,较CT10处理提前3 d达到高温期并多维持3 d;两个处理堆体的pH值变化范围为7.10~7.91,呈先升后降趋势,且CT25处理pH值的升高、降低幅度更大;两种堆肥处理有机质和总氮含量呈降低趋势,且同一时期CT25处理低于CT10,其中18 d取样时两处理有机质含量呈显著性差异(P0.05),两处理总氮在堆肥各时期没有呈现显著差异(P0.05);整个运行期间,堆体腐殖酸含量呈增加趋势,堆肥结束时,CT25处理的腐殖质含量达24.18%,较CT10处理提高5.52%;通过T值(T=(C/N)终/(C/N)始0.6)判断两处理的污泥腐熟程度,结果显示,第18天时CT25处理的T值为0.59,堆体达到腐熟,CT10处理在第30天时才达到腐熟。上述结果表明,利用该反应器进行脱水污泥堆肥,较高温度启动可以实现污泥更快速、充分腐熟。通过对脱水污泥堆肥反应器启动温度的控制,可为低温条件下脱水污泥的快速腐熟控制提供参考。     

污泥厌氧消化过程中重金属稳定性研究进展

污水处理产生的剩余污泥含有大量有机质和营养元素,采用厌氧消化技术产沼气实现污泥的稳定化与资源化已成为这一领域的重要发展方向.与此同时,污泥厌氧消化产生的沼渣还可以用作土壤改性材料,但消化沼渣中所含的重金属因其潜在的生态环境毒性严重阻碍了其资源化利用.本文综述了污泥厌氧消化过程中重金属稳定性研究进展,重点对有机质中的腐殖质、反应条件中的温度和p H缓冲体系、促进剂中的纳米铁和表面活性剂等因素对消化过程中重金属稳定性的影响和作用机制进行了总结归纳.p H缓冲体系和表面活性剂通过促进污泥有机物的分解和重金属的释放,从而影响重金属在消化液中的浸出;腐殖质和纳米铁主要是通过物理化学作用,影响消化沼渣中重金属的形态分布;温度则通过改变絮体结构和增强金属离子的扩散运动,影响重金属在消化液中的浸出以及消化沼渣中的形态分布.最后对厌氧消化工艺中提高重金属稳定性的方法和技术进行了展望.     

城市污泥农用对生菜理化指标和品质的影响

通过盆栽试验研究了城市污泥农用时对生菜(lactucae)生理特性和品质的影响.实验结果表明,随着污泥施用量的增加,生菜的蒸腾速率呈现明显的上升趋势,当施用量为8 g·kg-1时蒸腾速率达到极大值,当施用量大于8 g·kg-1时生菜蒸腾速率开始减小.随着污泥施用量的增加,叶绿素a、叶绿素b含量呈现一定的波动变化,基本表现为在施用量为4 g·kg-1达到极大值,大于4 g·kg-1以后,基本呈降低趋势.随着施用量的增加,生菜中类黄酮,呈现先急剧增加然后逐渐减少的趋势,极大值出现在施用量为6 g·kg-1时.品质研究结果表明,可溶性糖的含量呈波动形变化,并且可溶性糖的含量的变化略微滞后于叶绿素含量的变化,极大值在施用量为6 g·kg-1时.含水量、可溶性蛋白和抗坏血酸的含量呈现先急剧增加然后逐渐减少的趋势,极大值分别出现在施用量为12 g·kg-1、6 g·kg-1和8 g·kg-1.生菜中硝酸盐的含量随施用量的增加呈现先降低然后逐渐增加的趋势,最佳量为10 g·kg-1.说明施加适量的污泥促进生菜的生长,有利于生菜品质的提高;而施加过量的污泥抑制生菜的生长并不利于品质的提高.对于生菜而言,有利于生长和品质提高的最佳施用范围为:6～10 g·kg-1.     

臭氧对活性污泥性状的影响

分别在臭氧浓度为31.50,31.96,32.23,33.89,36.65,39.33和40.25mg·l-1下,考察污泥混合液MLSS,MLVSS和pH值及上清液SCOD,TN,NH3-N和,TP等随臭氧作用时间的变化.结果表明:臭氧对污泥混合液中的溶解性同体(DS)具有氧化作用,能有效破解微生物絮体、细胞壁和细胞膜等,使微生物体内有机质溶出,溶出物能被微生物作为底物重新利用,本实验中,MLSS和MLVSS降低最大量分别为1250 mg·l-1和465 Mg·l-1,SCOD增加最大量为250.3 mg·l-1.另外,根据混合液各性状的变化规律分析了臭氧氧化污泥的机理.     

镍钴采选行业废石和尾矿中重金属淋溶释放规律研究

镍钴采选废石和尾矿中重金属的溶出释放规律对矿区的重金属污染防治具有重要意义。但目前,国内还没有对镍钴行业采选产生的尾矿和废石中重金属的溶出规律开展研究。本文以镍钴采选企业的尾矿和废石作为样本,开展了毒性浸出实验。研究了不同pH值、离子强度、温度等实验条件对重金属溶出的影响,探讨了镍钴采选过程中所产生的尾矿和废石中重金属的溶出特性和释放规律。实验结果表明,尾矿样品中Ni的浸出浓度为42.28 mg·L^-1,是最大允许排放浓度的8.86倍,为具有浸出毒性特征的危险废物;废石样品中重金属Ni和Cu的溶出浓度分别为4.72 mg·L^-1和26.2 mg·L^-1,超过最大允许排放浓度,属于第Ⅱ类一般工业固体废物。pH对样品中Ni、Cr、Pb、Co和As的溶出量影响较大,其中尾矿中Ni和Cu在pH较低的条件下,可达到44.28 mg·L^-1和53 mg·L^-1,远高于最大允许排放浓度,而Hg、Cd和Cu的溶出量随pH值的变化不大。除As以外,样品中大多数重金属的溶出质量浓度在酸性条件下比在中性条件下高,这表明在酸性环境条件下,这些重金属对周围生态环境的潜在风险更大。离子强度的变化对Cd和Co的溶出量的变化并不明显,而当离子强度变化时,Ni、Cr、Pb、Hg、Cu和As的溶出量可能达到最大,使周围环境的潜在生态风险增大。当温度达到35~40℃时,部分重金属如Co、Pb、Cd 等,溶出量将达到最大;当温度低于25℃时,除 Ni 以外,大部分重金属溶出量很低。而温度变化对重金属Cu、As、Cr和Hg的溶出量的影响不明显,波动范围较小,对周围生态环境产生的潜在生态风险较小。