阳离子表面活性剂对污泥脱水性能的影响和作用机理

采用实验室模拟的方法研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和四甲基溴化铵(TMAB)对活性污泥脱水性能的影响.结果表明,相比污泥原样,经两种表面活性剂调理的污泥脱水性能均有一定程度的改善;在同样的投加量下,CTMAB比TMAB能更有效地改善污泥的脱水性能.实验数据显示:与TMAB相比,投加约为泥样干重25%的CTMAB可以释放出更多污泥胞外聚合物总量,其值约为231mg·l-1;污泥毛细吸水时间(CST)可缩短为73s左右;当TMAB和CTMAB的投加量大于泥样干重的15%时,真空抽滤后,污泥比阻达到易脱水范围;CTMAB和TMAB对污泥沉降性能的改善不是非常明显.     

生物沥浸联合类Fenton作用对污泥脱水性能的改善

为了解生物沥浸促进下的类Fenton调理对污泥脱水性能的影响,采用序批式恒温培养法,以比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、过滤时间(TTF)和上清液中胞外聚合物(EPS)组分含量等指标,比较生物沥浸、Fenton氧化以及生物沥浸联合类Fenton氧化3种调理方法对污泥脱水速率和脱水程度的影响,并探讨其调理机制.结果表明,污泥经过生物沥浸联合类Fenton氧化调理后,比阻和毛细吸水时间分别从14.0×10~(12) m/kg和24 s下降到0.178×10~(12) m/kg和7.7 s,脱水性能较单独生物沥浸提高80.0%,与单独Fenton相比提高90.6%.此外,H_2O_2投加量对污泥的脱水效果具有重要影响,在本研究条件下最佳H_2O_2投加量是20 mg/g DS(干物质).因此,生物沥浸联合类Fenton作用可显著改善污泥脱水性能,EPS释放、Fe~(3+)絮凝和大量结合水转化为自由水是促进污泥脱水的主要原因.     

阳离子聚丙烯酰胺联合稻壳粉调理城市污泥脱水的研究

实验研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)联合稻壳粉在污泥调理脱水中的应用。以污泥比阻(SRF)和污泥净产率(YN)作为污泥脱水性能的主要参考指标,优化CPAM与稻壳粉联合调理污泥的投加顺序以及投加量。结果表明,当CPAM的投加量为5.01 g/kg污泥干重,稻壳粉的投加量为50%污泥干重时,污泥的脱水性能达到最优,与单独投加CPAM相比,污泥比阻由原来的13.3×10~9m/kg降低为4×10~9m/kg,污泥净产率由原来的65.96 kg/(m^2·h)升高为226.95 kg/(m^2·h)。通过污泥滤液Zeta电位、污泥泥饼微观结构以及可压缩性系数分析CPAM联合稻壳粉调理污泥的机理,表明稻壳粉本身不具有电荷中和作用,其主要作用在于改变污泥泥饼的微观结构,使污泥内部形成一个多孔和多通道的骨架结构,从而有效提高污泥的脱水性能。     

Fenton氧化对印染污泥脱水性能的影响

采用Fenton氧化法对印染污泥进行预处理,研究印染污泥中TSS、VSS、CST、SRF等脱水性能指标的变化规律.结果表明,当pH值为2.0,H2O2和Fe2+投加量分别为428 mg.g-1(干泥)和42.8 mg.g-1(干泥),反应时间1.5 h、反应温度80℃时,Fenton氧化后印染污泥的脱水效果最佳.在该条件下,TSS由18.66 g.L-1下降至4.82 g.L-1,去除率为74.17%;CST和SRF分别由98.6 s和6.03×1011s.2g-1下降至18.9 s和8.42×1010s.2g-1;污泥的平均粒径和中值粒径分别由53.8μm和42.9μm下降至19.8μm和16.2μm.     

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)-氢氧化钠耦合污泥脱水技术研究

研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)-氢氧化钠(NaOH)耦合预处理对污泥特性的影响,分析了不同预处理条件下污泥溶解性化学需氧量(SCOD)、挥发性悬浮物(VSS)、总悬浮物(TSS)和有机酸溶出率随时间的变化规律,并进一步探讨了其对污泥脱水性能的影响.结果表明,SDBS-NaOH耦合作用时能有效地加速VSS和TSS的溶解,提高污泥水解相SCOD的浓度,当SDBS和NaOH的投加量分别为0.02g·g-1污泥(污泥干基,下同)和0.1g·g-1污泥时,VSS溶解效率高达64.0%,此时TSS含量最低,仅为23.2mg·l-1;另外,当SDBS和NaOH添加量分别为0.02和0.25g·g-1时,污泥的脱水性能良好,脱水后污泥的含水率可降到72%左右,而未预处理的污泥其含水率高达84%。     

无机复合调理剂对污泥脱水性能的影响

针对污泥的固化填埋或建材化利用等后续处置方式,采用FeCl3与生石灰、粉煤灰两种骨架构建体为主要成分的无机复合调理剂对市政污泥进行调理.通过污泥真空抽滤、离心脱水及比阻测定实验,分别确定FeCl3、生石灰、粉煤灰的优化投加量为2.0 g.L-1、20.0 g.L-1、30.0 g.L-1.在优化投加量下,污泥比阻可降到...     

生石灰与微波协同作用对污泥脱水的影响

采用生石厌与微波协同作用,对广州市猎德污水厂浓缩污泥脱水的影响进行了实验研究.结果表明,单独投加生石灰,加入量为40 g·L-1时,污泥比阻由原来的4.72×1013m·kg-1降至1.9×1013m·kg-1,降低了约96%;单独使用微波调理污泥,在800W功率微波下辐射100s,可使污泥比阻由原来的4.72×101...     

超声波对剩余污泥化学调理的影响

以污泥脱水性能与沉降性能为指标,研究了超声波预处理对剩余污泥经阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）进行化学调理时污泥减量效果的影响。试验结果表明,单独采用CPAM对剩余污泥进行化学调理时的ρ（最佳添加量）为120 mg.L-1,污泥滤饼含水率为81.2%;单独采用超声波处理剩余污泥时的最佳声能密度为0.04 W.mL-1,此时的滤饼含水率为80.4%。而当在采用CPAM对剩余污泥进行化学调理前先进行超声波预处理后,污泥滤饼含水率降至72.2%。试验结果表明这种联合处理方式不仅使剩余污泥的脱水性能大为改善,并且最佳CPAM投加量降低至60 mg.L-1,最佳超声声能密度降至0.03 W.mL-1,这表明联合处理方法降低了污泥处理成本。     

硝酸钙投加频次对污泥生物调理效果的影响

在接种了反硝化菌的剩余污泥中投加硝酸钙药剂,利用反硝化菌消耗NO₃^-进行反硝化作用去除污泥中易生物降解的有机物,利用Ca²⁺的中和、架桥作用,改善污泥的脱水性能.固定NO₃^-总投加浓度为100 mg·g^-1 TS,在6 d的时间内,按1次、2次、3次、6次的投加频次向污泥中投加硝酸钙.结果表明,1次投加对污泥脱水性能的提升最显著,较对照组而言,污泥CST降低了65.0%,SRF降低了73.2%,污泥脱水性能明显改善;投加硝酸钙后,污泥胞外聚合物中蛋白质含量大幅降低,S层、L层蛋白质分别从13.47 mg·L^-1、11.66 mg·L^-1降低至0.52 mg·L^-1、1.43 mg·L^-1;投加硝酸钙的污泥Zeta电位更趋于电中性.研究还发现,一次性投加硝酸钙产生了更多NO₂^-,有利于污泥结合水,即微生物细胞质的释放.释放出的有机碳被反硝化菌用作碳源,又增强了反硝化效果,从而促进了污泥EPS的破坏与降解,从而改善了污泥的脱水性能.     

微生物絮凝剂的污泥脱水性能研究

采用酱油曲霉发酵制备的微生物絮凝剂对广州市猎德污水处理厂浓缩污泥的脱水性能进行研究,实验结果表明,酱油曲霉分泌的微生物絮凝剂对浓缩污泥有较好的脱水效果,调理后的污泥比阻可降至8.9×1011m·kg-1,显著地改善了污泥的脱水性能,与对照样相比,脱水率提高了7%,含水率降低了6%,当絮凝剂的投加量为污泥体积的5%、干重质量浓度为5.8mg·l-1时,污泥的脱水效果最佳,污泥脱水率从75.6%提高到82.6%,污泥含水率从82.4%降到76.4%.微生物絮凝剂和聚丙烯酰胺(PAM)复合使用有助于改善污泥的脱水性能,当10mL116mg·l-1微生物絮凝剂和6mL 1g·l-1PAM复合使用时,污泥的脱水率为82.9%,脱水后污泥的含水率为76.1%.     

热水解高含固污泥的有机物分布及厌氧消化特性

以热水解后高含固污泥及其脱水后固、液分离产物为对象进行厌氧消化试验,通过生物化学甲烷势(BMP)及脱水性能测定,研究其产气量、有机物分布、污泥脱水性能及生物质能转化特性,评估高含固污泥热水解-脱水-脱水液厌氧消化工艺的可行性.结果表明,经热水解预处理的高含固污泥进行厌氧消化后,其毛细吸收时间(CST)及脱水泥饼含水率由247.5±0.9 s和71.1%±1.3%上升至568.0±1.6 s和80.7%±1.0%,即厌氧消化会导致热水解后污泥脱水性能下降.污泥中74.0%的有机物在水热预处理之后被转移至液相,是厌氧消化所产沼气的主要来源.物质能量衡算结果表明,高含固污泥采用热水解-脱水-脱水液厌氧消化工艺可以有效地将消化装置容积大大减少;沼气燃烧所产能量实现该工艺能量自给自足.     

不同深度脱水污泥的热解特性及动力学分析

选用4种利于深度脱水的复合调理剂(FeCl3/CaO、FeCl3/CaO/煤粉、芬顿试剂(Fe2+和H2O2组成体系)/CaO、芬顿试剂CaO/煤粉)来改善污泥的脱水性能,所得泥饼的含水率为43.7%—56.1%,满足深度脱水的要求.CaO和煤粉的添加能改变污泥的灰分和挥发分含量.与传统聚丙烯酰胺(PAM)脱水污泥的热重分析对比结果表明,由于复合调理剂对EPS的破坏溶解作用,因此对污泥热解性质有较大影响,不仅能前移水分失重峰,还使得热重主要反应阶段峰个数变少.热解动力学计算表明,反应级数在1—2范围内.表观活化能差异表明4种复合调理剂处理后脱水污泥更容易发生热解反应.     

活性污泥生物絮凝剂絮凝效果研究

为充分利用剩余污泥,利用碱法从污水处理厂二沉池取回的沉降污泥提取生物絮凝剂,以浊度及COD去除率参考,通过生物絮凝剂的投加量(A)、搅拌速度(B)、搅拌时间(C)、污泥浓度(D)4个因素进行正交试验,结果表明:浊度去除试验中,正交表最大去除率63.21%,最佳组合A2B1C3D1浊度去除率可达66.71%,COD去除率为61.13%;COD去除试验中,正交表最大去除率71.20%,最佳组合A3B3C2D3COD去除率可达75.57%,浊度去除率为60.48%.说明活性污泥提取生物絮凝剂具有较理想的絮凝效果,可以推广应用.     

微生物淋滤法去除城市污泥中重金属的效果

以广州市城市污泥作为培养介质,利用以硫代硫酸钠作为生长基质进行生命活动的氧化亚铁硫杆菌(T.f]和氧化硫硫杆菌(T.t)来淋滤去除污泥中的重金属,研究了不同底物含量及不同驯化污泥接菌量对重金属去除效果的影响.结果表明,在无驯化污泥接种的条件下,最佳基质投配率为10 g·L-1;驯化污泥接种培养可以缩短污泥的酸化周期,并且在相同投配比条件下,接种培养较不接种培养的去除效果明显提高.驯化污泥接种量为10%、投配比为7 g·L-1时,污泥中主要超标元素Cu、Zn、Cd和Ni的去除率分别达到67.2%,88.9%,82.4%,和68.4%.同时,处理后污泥中的重金属含量可满足污泥农用的国家标准.     

秸秆-污泥复合基活性炭的制备及其对1,2,4-酸氧体的吸附特性

以污水处理厂剩余污泥与芦苇秸秆为原料,采用化学活化和高温热解的方法制备了秸秆-污泥复合基活性炭,研究了其各项性质及对1,2-重氮氧基萘-4-磺酸(1,2,4-酸氧体)的吸附性能.结果显示,当污泥与秸秆的质量比为4∶1时,经0.5 mol.L-1的KOH活化并且600℃高温炭化后,复合基活性炭的比表面积和含碳量分别为558.1 m.2g-1和58.9%,比污泥基活性炭提高了9.2%和4.6%,掺杂秸秆能有效提高污泥制备活性炭的比表面积和含碳量;扫描电镜观察显示,复合基活性炭表面呈多孔状.热分析研究发现复合基活性炭前躯体的高温热解过程主要伴随低温区域的脱水以及高温区域的造孔,其800℃热解时的烧失率为43%;N2吸附脱附曲线表明添加秸秆有利于增加活性炭微孔及中孔数量;在25℃下对酸氧体的吸附等温线结果显示,经秸秆掺杂的复合基活性炭其吸附性能明显提高,最大吸附量为56.4 mg.g-1,而同等条件下污泥基活性炭的最大吸附量仅为20.4 mg.g-1,表明复合基活性炭对该染料具有较好的吸附性能.从而本研究也为更好地实现污泥的资源化利用提供了一条有效途径.     

表面活性剂-微生物联合修复滴滴涕污染土壤的研究

以滴滴涕(DDT)为目标污染物,采用课题组前期研究所筛选出的滴滴涕降解菌——甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)菌液为供试菌液,选取混合表面活性剂[十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和吐温80(Tween80),比例为2∶3]及生物表面活性剂-鼠李糖脂(RL)作为供试表面活性剂,通过田间小区实验,研究了表面活性剂、DDT降解菌对土壤中DDT的去除、降解情况以及两者联合处理对土壤中DDT污染的修复效果。结果表明,在单独添加表面活性剂的处理中,H300、RL5和RL10的处理效果最好,土壤中DDT的降解率最高可达29.60%。单独接种降解菌处理的土壤中DDT残留量显著减少,5个月后降解率可达47.05%。混合表面活性剂与菌株联合处理1个月后,H70+N的DDT降解率最高,可达63.53%;生物表面活性剂-降解菌处理以RL20+N的DDT降解率最高,可达42.32%。随着处理时间延长,表面活性剂与菌株联合处理土壤中DDT降解率的增幅逐渐下降。在处理5个月后,混合表面活性剂-降解菌的处理中以H70+N的DDT降解率最高,可达63.98%;生物表面活性剂-降解菌的处理中以RL20+N的DDT降解率最高,可达45.64%;混合表面活性剂-降解菌的处理效果略优于生物表面活性剂+菌,其中H70+N的处理效果最好,为63.98%。     

剩余污泥强化混凝气浮预处理煤气化废水

为解决低浑浊度煤气化含油废水混凝气浮药剂投加量大、效率低的问题,本文开展混凝剂污泥共投加提高气浮工艺除污染能力的研究.研究表明,剩余污泥的投加明显改善了混凝沉淀对油类污染物的去除,在剩余污泥投加量从0增加到1200 mg·L~(-1)时,含油量去除率由28.1%提升至44.1%.聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)和剩余污泥的最适宜投加量分别为150、2、1200 mg·L~(-1).A/O工艺二沉池剩余污泥强化混凝气浮效果最佳,充分气浮反应后对含油量的去除率由46%提升至84%,且气浮池油水分离区微气泡的稳定性得到明显改善.     

超声预处理对剩余污泥微生物燃料电池性能的影响

为了实现剩余污泥资源化,本实验采用了超声波破壁的预处理方式,构建了以剩余污泥破壁处理混合液为阳极液和以KMn O4溶液为阴极液的序批式双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFC).将MFC的输出功率密度和COD去除速率作为电池性能的考察指标,研究了超声预处理和投加污泥量对MFC性能的影响.结果表明,随着对投加污泥预处理比(超声预处理污泥量占投加污泥量的比例)和投加污泥浓度的上升,MFC的输出功率密度和COD去除速率也随之上升,在100%污泥预处理比下输出功率密度峰值为296 m W·m-2(Rext=1000Ω);平均COD去除速率为90 mg·L-1·d-1.在投加污泥浓度为8000 mg·L-1时,输出功率密度峰值为476 m W·m-2(Rext=1000Ω);平均COD去除速率为100 mg·L-1·d-1.由实验结果分析,采用超声波破壁预处理高浓度的剩余污泥作为燃料搭建MFC,可提高微生物燃料电池的产电性能和COD去除速率.     

生物表面活性剂与蒽降解菌的协同降解效应

对蒽生物降解中铜绿假单胞菌S6分泌的生物表面活性剂的作用进行了研究.结果表明,在接种蒽降解菌A10之前1d及与接种A10同时投加60mg.l-1的生物表面活性剂能够最大程度地促进蒽降解,相比于未添加表面活性剂的样品,降解率分别提高了16.50%和18.03%.过高浓度的生物表面活性剂会在一定程度上抑制蒽的降解.对蒽降解过程的分析表明,提前投加生物表面活性剂能明显促进蒽的降解且一直保持较好的降解效果.蒽降解过程中,生物表面活性剂能够被微生物利用,具有生物可利用性,是一种环境友好的生物制剂.     

联合改性污泥吸附剂去除废水中铬(Ⅵ)

以城市污水厂脱水污泥为原料,分别经物理活化、物理与化学活化相结合的方法制备污泥基吸附剂样品,通过BET表面积分析、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱分析等对污泥吸附剂性质进行了表征,对比研究了不同改性方法制备的污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的去除性能.结果表明,经过NaOH联合改性的污泥吸附剂W6对Cr(Ⅵ)吸附性能最好,其次为HNO_3联合改性的污泥吸附剂样品W4,污泥吸附剂去除Cr(Ⅵ)的最佳pH值为2.5.对于样品W4、W6来说,室温下(25℃)其吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型,说明这两种吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附都主要以单分子层形式吸附为主.改性污泥吸附剂样品均较适合准二级动力学模型,其相关系数均达到了0.99以上.因此,物理与化学联合改性方法可以显著改善污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能.