水厂铝污泥资源化利用及污染物控制机理

水厂铝污泥具有比表面积大、铝含量高的特点,对磷和重金属等离子具有固定吸附作用。近些年来,利用铝污泥吸附钝化水体中的磷等污染物、作为土壤改良剂施用农田、制作建筑材料等方面研究较多。文章综述了最新的铝污泥资源化利用途径及污染物控制的机理,讨论了在铝污泥利用方面需要解决的问题,为铝污泥的资源化处置利用提供新的思路和参考。     

城市给水厂污泥处理与资源化利用途径及策略分析

城市给水厂产生的污泥量大、有机物含量低、无机污染风险高，其绿色低碳处理和资源化利用已成为我国供水行业实现“双碳”目标进程中亟待解决的重要问题之一。本文从国家行业政策与给水厂污泥性质等方面进行了讨论分析，并归纳了处理方法和资源化利用发展趋势。目前，常用的给水厂污泥处理方法包括水体排放、市政排污和陆地填埋等。然而，这些方法存在环境风险、堵塞设施、占用土地、碳排放量大等难题。基于城市给水厂污泥的特性，其潜在的资源化利用方法包括合成吸附材料、混凝/沉淀材料、再生盐材料、建筑材料和农林材料等。若能突破上述关键技术，实现给水厂污泥从“处理”到“资源化利用”的途径转变，将对我国城市供水行业的绿色低碳运行起到重要推动作用。     

给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附性能

给水厂污泥具有较强的吸附能力,可作为从水溶液中去除重金属的潜在吸附剂。通过试验分析了给水厂污泥(WTR)作为吸附剂去除溶液中Hg(Ⅱ)时,pH值、Hg(Ⅱ)初始浓度、污泥粒径以及温度对Hg(Ⅱ)吸附性能的影响,确定了吸附过程的动力学及吸附等温模型,并探究了其吸附机理。结果表明：溶液pH值对给水厂污泥吸附Hg(Ⅱ)具有较大影响,当pH=8.0时吸附效果最佳。采用粒径较小的污泥有利于对Hg(Ⅱ)的吸附,污泥对Hg(Ⅱ)的吸附量随着初始浓度的增加而增加。给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,平衡等温线符合Langmuir吸附等温模型,25℃条件下pH为7.0时污泥的饱和吸附量达到69.13 mg/g。升温有利于给水厂污泥对Hg(Ⅱ)的吸附。通过分析吸附前后污泥比表面积和微孔体积的变化发现,颗粒内扩散是给水厂污泥吸附Hg(Ⅱ)的限速步骤。     

生物炭基人工湿地的水体净化作用及其机制

生物炭基人工湿地是以生物炭为基质来实现水体净化的一种人工生态系统。生物炭基质是人工湿地去除水体中氮磷素和有机污染物的关键要素,同时支持植物和微生物生长。基于文献调研和综合分析,文章探讨了生物炭基质对人工湿地中氮、磷素和有机污染物的去除路径、作用机制和影响因素,分析了生物炭基质对人工湿地植物生长的影响。生物炭不仅能够通过吸附和络合等作用去除水体中的氮、磷素和有机污染物,还能通过促进微生物和植物的生长,提升微生物的生化作用,从而促进水体的净化效果。生物炭的综合利用不仅为中国农林固废和市政污泥资源化提供了更广阔的应用前景,还能将吸附和络合了氮、磷素的生物炭回收,作为土壤改良剂和缓释肥应用于农业生产中,有力地推动了中国绿色发展和生态文明建设。文章分析了优化生物炭基人工湿地水体净化的研究方向,并探讨了生物炭在人工湿地中的应用前景。     

基于污染物回收与资源化的新型城市污水生物净化工艺

现行城市污水生物处理系统能耗高、工艺复杂,而且污水中蕴含着能量的有机物、可作为肥料的氮和磷在处理过程中被转化、分解或以固废被处置,从而导致资源浪费.探讨了先通过生物吸附/吸收作用将污水有机物、氮、磷从水中转移到污泥中,达到污水净化的目的;再使污泥将污染物释放出来.把有机物转化为甲烷、氮、磷沉淀后回收,污泥经活化后再次用于吸附的城市污水资源化生物净化新工艺.该工艺可以最大限度地避免污染物的氧化,将极大降低能耗,同时实现资源的回收.在此论述了实现该途径的可能性与存在的问题.     

给水厂污泥改良生物滞留填料除磷效果的研究

通过静态吸附实验研究了土壤、给水厂污泥对磷的吸附特性,采用生物滞留模拟柱,考察生物滞留技术对城市径流中磷的去除效果,评价以给水厂污泥改良填料的可行性.结果表明,给水厂污泥对磷的吸附能力远大于土壤.在进水磷浓度为1.0 mg·L-1条件下,传统填料模拟柱出水总磷随着进水量的增加浓度逐渐增大,而改良填料模拟柱表现出稳定的长期去除效果,经7个月的连续运行,改良填料模拟柱出水总磷的浓度仍小于0.050 mg·L-1,满足地表水Ⅲ类水质标准.根据静态吸附实验估算结果,相同的控制条件下,添加4%给水厂污泥的改良填料对磷的吸附能力约为传统填料的4倍.无定型铁铝的沉淀、吸附作用是改良填料截留进水中磷的主要机制,工程应用中可在填料中添加4%~5%比例的给水厂污泥以提高生物滞留设施控制受纳水体富营养化的效果.     

利用浓缩污泥对污水中污染物的连续回收试验

为了回收污水中的有机物、氮和磷以便资源化,在工艺流程为好氧活化-好氧吸附-厌氧释放连续流处理系统中,研究了浓缩污泥对模拟生活污水中污染物的吸附及污泥中污染物的厌氧释放,确定了活化浓缩污泥所需时间,揭示了吸附段HRT对污泥吸附效果的影响及厌氧释放段pH对污泥中污染物释出的影响. 结果表明,污水厂浓缩污泥好氧活化120 min以上即可提高其对污染物的吸附/吸收能力. 控制吸附段HRT为25～50 min和污泥负荷〔N_s,为投配COD_Cr量(kg)/污泥量(kg·d)〕为3～5 kg/(kg·d),系统运行良好. 活化污泥对COD_Cr,NH₄+-N和PO₄3--P的最大去除率分别为86.78%,64.78%和75.5%. 在连续厌氧释放段,pH对各污染物释放的影响不尽相同,在pH为11.0,SRT为3 d的条件下,COD_Cr,NH₄+-N和PO₄3--P分别被浓缩了3.6,1.3和8.4倍.      

探讨燃煤电厂软化污泥资源化利用途径

燃煤电厂原水软化污泥回用,利用此污泥中含有的大量CaCO3代替脱硫中石灰石,作为脱硫剂,代替后运行一年总结分析,简介其具体改造方案,探讨其对脱硫系统影响,此技术是原水石灰软化净化产生的污染物和石灰石/石膏湿法脱硫协同治理,将原水净化产生的含钙污泥进行资源化再利用,具有较高的环保效益和经济价值.     

泥沙在天然水体中的吸附作用

我国天然河流中的含沙量普遍较高,而泥沙作为污染物和污染物的载体对水环境造成污染,同时可以吸附污染物,净化水体。为此,分析了泥沙在水体中对污染物迁移转化过程中的影响,通过泥沙的吸附作用影响污染物在水体中的形态,从而影响水环境质量。讨论总结了泥沙对污染物质的吸附机理和影响因素,并讨论了有待进一步研究的内容。     

污泥资源化过程中新兴污染物的赋存与控制研究进展

新兴污染物在污泥中的检出率逐年增加,给污泥的处理带来安全隐患。污泥资源化利用（厌氧消化制沼气和好氧堆肥制土壤改良剂）不仅能实现废弃物的循环利用,还能有效削减污泥中的新兴污染物。从污泥中检出率较高的3类新兴污染物入手,综述不同新兴污染物在污泥中的赋存状况以及污泥资源化过程中新兴污染物的控制措施。污泥资源化处理工艺能够有效控制和削减污泥中存在的大部分新兴污染物。不同新兴污染物的去除效果主要受污染物自身理化性质、降解难易程度、温度、pH、C/N、外源物质添加等因素影响。提出未来应将多种新兴污染物共存体系的去除路径及降解机制研究、优化关键控制参数、提高新兴污染物去除率作为重点研究及技术突破。     

给水厂铝污泥特性分析及吸附氮磷性能试验

对典型给水厂铝污泥的元素组成及含量、比表面积和孔径结构、结构基团等特性进行了系统分析。利用静态试验对其吸附水溶液中氨氮和磷酸盐的性能进行考察,确定了其吸附等温线、吸附速率模型及参数。分析表明:铝污泥中铝、铁、硅等元素含量较多,污泥本身以无定形的非晶体物质为主,具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,孔径处于介孔范围,红外光谱分析表明铝污泥中含有大量的铝羟基络合物(Al—OH)和Si—O—Si键。铝污泥对磷和氨氮的吸附等温线可分别用Langmuir和Freundlich等温式描述,吸附动力学符合拟二级动力学模型,铝污泥对氨氮的吸附存在快速吸附后并解吸至稳定的现象。     

干垃圾中角蛋白基有机质制备生物炭的性能研究

通过生活垃圾中有机质制备生物炭,实现生活垃圾的全量减量化、资源化、无害化目的。对干垃圾中角蛋白基有机质炭化制备出的生物炭进行元素组成、pH值、红外谱图、SEM的分析研究,确定了角蛋白基生物质炭的性能特征。研究发现:随着炭化温度的升高,角蛋白基生物炭碳含量增加,pH值呈弱碱性,具有发达的微孔、中孔和很强的吸附能力,同时炭化过程中增加了生物炭的稳定性。所得生物质炭可应用于城市污泥堆肥、土壤有机碳含量的调整和重金属的富集,还可以作为大气污染物或水体污染物的吸附剂。     

改性城市污泥水热炭对铜和镉的吸附实验

水热碳化作为废弃生物质资源化利用的新兴工艺技术,可弥补我国城市污泥资源化处理方式的不足。实验研究了反应温度和时间对污泥水热产物性质的影响,并探究了水热炭通过KOH改性后对溶液重金属的吸附性能。结果表明:提高温度和延长时间有利于提升水热炭稳定程度与吸附性能;综合考量吸附效果与制备成本,确定水热碳化反应温度220℃和反应时间1 h为最佳反应条件;水热炭活化后对溶液中铜和镉的吸附性能良好,饱和吸附量分别达到49. 89,52. 04 mg/g,吸附过程可用Lagergren伪二级动力学模型和Langmuir/Freundlich吸附等温模型进行较好地拟合。     

铝污泥酸化提取液改性沸石的除磷特性及机制

为了提高沸石的除磷能力并降低改性成本,以给水厂铝污泥为铝源,采用酸化提取液合成层状双氢氧化物(LDHs)覆膜于沸石表面制备改性沸石,分别测定原沸石、Al-Zn改性沸石及铝污泥改性沸石的表面特性和化学组分,分析等温吸附及吸附动力学特性,探讨铝污泥改性沸石的除磷性能及除磷机制.结果表明,最佳酸化提取条件为60 min、150 r·min~(-1)和p H1. 0,该条件下1 g铝污泥(干重)可提取77 mg的铝;改性沸石的饱和吸附容量和解吸性能较原沸石显著提高,尤其是铝污泥改性沸石,其理论最大吸附量从30. 24 mg·kg~(-1)提升至170. 40 mg·kg~(-1);改性使得沸石对磷酸盐的主要吸附类型由物理吸附向化学吸附转变.以铝污泥为铝源改性沸石能有效地提高其对磷酸盐的吸附能力及再生能力,在降低磷浓度过高引发的水体富营养化风险的同时,实现以废治废的目的.     

桐壳基活性炭对水中苯胺的吸附性能研究

桐油加工过程中的副产品——桐壳由于含碳量高,可作为制备活性炭的理想原料之一,这是农林固废资源化综合利用的有效途径。本文考察了桐壳基活性炭对水中苯胺的吸附规律,以及在不同吸附时间、溶液初始浓度、活性炭投加量、溶液pH值等条件下,桐壳基活性炭对水中苯胺的吸附性能,希望能为桐壳的资源化综合利用及含苯胺废水的净化处理提供参考价值。     

藻类植物在水体污染中的研究进展

淡水资源随着工业发展出现污染问题,加强对水体中各种污染物的治理十分必要,藻类在水净化中显示出一定优势。本文以水体污染中藻类在重金属吸附、有机物治理和菌藻共生系统等方面进行深入的探索和研究,综述了藻类在水体净化方面的研究进展。     

OSA工艺活性污泥的吸附性能研究

用序批和静态的方法,研究OSA工艺中曝气池和厌氧池活性污泥对有机污染物的初期吸附特性,并探究两种污泥在不同混合比下污泥特性对吸附性能的影响。结果表明,活性污泥对污水中有机物初期吸附是一个以物理吸附为主,生物吸附为辅的快速吸附过程,前5 min内污泥吸附速率最大,这与传统工艺污泥吸附特性相同。达到吸附平衡时,曝气池污泥吸附量大于厌氧池。活性污泥对颗粒性COD吸附能力高于溶解性COD。两者污泥都是较理想的有机物吸附剂,但曝气池污泥的吸附性能优于厌氧池。混合污泥吸附性能与污泥性质密切相关,污泥粒径越小,表面电荷越小,比表面积越大,越有利于污泥对有机污染物的吸附。     

PACT工艺系统中的吸附和生物降解性能研究

通过对比研究生物活性炭法(PACT)中各作用相对实际废水和模拟废水中污染物的吸附和生物降解性能,以及活性炭用量和污泥量对PACT降解污染物动力学的影响,探讨了PACT系统对废水处理的特征和作用机理. 结果表明:PACT工艺对污染物的去除效果要优于纯活性炭吸附和活性污泥法,且对污染物具有更好的持续去除效果. 活性炭用量越大,PACT工艺的处理效果越好,最佳污泥量〔以ρ(MLSS)计〕在1 500 mg/L以上. 动力学曲线拟合结果表明,伪二级动力学方程可以精确拟合PACT工艺降解有机物的过程,表明PACT工艺中吸附过程并非系统的控制步骤,生物降解性能至关重要. PACT系统污泥中活性炭的扫描电镜照片证明了活性炭作为微生物载体进行生物作用的事实,固定化载体作用是PACT系统主要的强化作用机理.      

胞外聚合物对活性污泥吸附生活污水碳源的影响

为探索活性污泥中不同层胞外聚合物(SB-EPS、LB-EPS和TB-EPS)对污泥吸附性能的影响,以培养污泥、污水厂污泥为研究对象,采用加热法分层提取EPS,研究不同层EPS对生活污水中COD的吸附特征,并采用Lagergern单层吸附动力学模型、Ritchie双层吸附模型和颗粒内扩散模型方程进行动力学数据分析.结果表明:两种污泥的原污泥、-SB污泥和培养-LB污泥与Lagergern单层吸附模型和Ritchie双层吸附模型的拟合效果均比较好,说明污泥吸附过程既存在单层的物理吸附过程,又存在多层的物理化学吸附过程.污泥从外层到内层,EPS含量逐步增加,蛋白质与多糖比值均为外层小于内层,但培养污泥LB-EPS中蛋白质与多糖比值大于TB-EPS.两种污泥单位SB-EPS的吸附量分别为0.650 mg·mg~(-1)、3.37 mg·mg~(-1),吸附速率比原污泥分别增加了0.0997 min-1、0.0390 min-1,因此,SB-EPS可吸附有机污染物,但吸附速率较小.两种污泥单位TB-EPS的吸附量分别为1.06 mg·mg~(-1)、0.443 mg·mg~(-1),吸附速率比原污泥分别增加了10.7 min-1、0.183 min-1,因此,TB-EPS结构紧密,导致吸附速率减慢,但其能很好地将吸附上的污染物保存在菌体细胞壁外而不被释放.而LB-EPS对污染物没有储存能力,只有快速传递污染物的能力.     

浅谈城镇污水污泥的资源化利用

城镇污水污泥产量较大而且成分复杂,对其进行合理资源化利用显得尤为重要。如果处理与运用不当就会造成严重污染,在一定程度上削弱污水污泥处理工厂的净化功能。本文主要对城镇污水污泥处理和运用现状进行了分析,同时对资源化应用技术进行了研究,为污水污泥的处理与应用提供参考。