添加餐厨油脂对高含固污泥热水解及厌氧消化的影响

针对高含固污泥热水解传热差的问题,通过向剩余污泥中添加餐厨油脂协同污泥热水解以达到加速热水解过程的目的,探究了热水解时间和油脂添加量对污泥有机物水解及中温(35±1) ℃厌氧消化性能的影响。结果表明：油脂与污泥协同热水解可有效促进污泥中不溶态有机物的水解,当热水解温度为165 ℃、水解时间为90 min时,油脂与污泥的质量比为0.4∶1时,有机物水解效果最佳;添加油脂能提高热水解速率,当油脂与污泥的质量比分别为0.2∶1、0.4∶1、0.6∶1时,污泥中不溶态有机物的水解速率分别提高了23.30%、43.63%和62.98%;油脂的添加可提高甲烷产量和产甲烷速率,但会延长延滞期,综合考虑热水解与厌氧消化的性能,建议预处理时间为90 min、油脂与污泥的质量比为0.2∶1为最佳条件。添加餐厨油脂可加速高含固污泥的热水解过程,有助于实现污泥的高效处理。     

热水解预处理对剩余污泥可生物降解性的影响

针对剩余污泥可生物降解性差的问题,以热水解作为预处理手段,研究了其对剩余污泥可生化性的提高作用。热水解在175℃,0.6~0.8 MPa条件下进行30 min。结果表明,剩余污泥经热水解后,水解率可达48%,挥发性脂肪酸浓度提高7~8倍,COD当量平均7 800 mg·L-1,生化产甲烷潜力提高43%左右。厌氧消化实验中,组合有热水解预处理的温度两相工艺和中温单相工艺容积产甲烷率为0.760和0.719 L·（L·d）-1,甲烷产率为0.288 L·g-1和0.255 L·g-1,均显著高于传统中温单相工艺的0.376 L·（L·d）-1和0.138 L·g-1。组合工艺的挥发性有机物去除率为48.64%和46.51%,比传统工艺高8%~11%。比甲烷产率提高约50%,表明这些被转化的有机物较传统工艺中被转化者产能更多。工艺对比发现,虽然热水解联合温度两相工艺效率最高,但热水解联合中温单相工艺几乎同样高效且工艺更简单实用。     

热水解超声组合预处理对污泥厌氧消化产气潜力的影响研究

针对城市污泥厌氧消化由于融胞困难所导致的消解速率低、产气量低等问题,采用热水解与超声组合的方法对污泥进行预处理,考察经预处理后污泥融胞效率的变化及对厌氧消化产气潜力的影响.结果显示,热水解与超声波组合工艺对污泥的破胞作用明显,在30 min热水解与0.53 W/mL超声声能密度组合工艺反应60 min条件下,相对于处理前污泥,预处理后污泥溶解性COD(SCOD)溶出率可提高41.6％,蛋白质增加值达282.7 mg/L,污泥厌氧消化的产气潜力显著增加;30 min热水解分别与0.53、0.33 W/mL超声声能密度组合工艺对污泥破胞效率的差异不大;随着超声时间的延长,在组合预处理工艺前20 min内SCOD的溶出速率较慢,20260 min时溶出速率逐渐提高.试验结果可为城市污泥厌氧消化预处理工艺的选择提供一定的理论依据.     

温度和污泥浓度对碱性条件下剩余污泥水解酸化的影响

挥发性脂肪酸(VFAs)是脱氮除磷过程中易于利用的碳源。剩余污泥在碱性条件下发酵能产生大量的VFAs,而温度和污泥浓度是影响剩余污泥发酵的两个重要因素,为此考察了厌氧环境,温度15℃和35℃,pH为10的条件下,剩余污泥挥发性悬浮污泥浓度(VSS为1.708～11.049 g/L)对水解酸化的影响,为实现剩余污泥的资源化提供理论依据。研究得出如下结论:污泥浓度对剩余污泥溶解性化学需氧量(SCOD)溶出率影响不大。低污泥浓度和高污泥浓度均不利于剩余污泥产酸,最佳产酸的污泥浓度为8.540 g/L。各污泥浓度条件下产生的6种挥发性有机酸中乙酸的比例总是最大,且低污泥浓度条件下乙酸的百分含量要高于高污泥浓度条件下。温度对高污泥浓度条件下污泥的最大SCOD溶出量影响较大,而对低污泥浓度条件下污泥最大的产酸量影响较大。无论15℃还是35℃,中等污泥浓度对氨氮的释放量影响不大,35℃条件下污泥浓度对正磷酸盐的释放要比15℃条件下大。     

剩余污泥超声预处理后水解酸化特性

为探讨剩余污泥超声预处理后的水解酸化特性,考察了0.6 W/mL、5 min和1 W/mL、5 min 2种超声预处理条件下污泥水解酸化过程有机质、氮、磷的释放情况。实验结果表明,2种超声预处理均可促进污泥水解酸化,并且0.6 W/mL比1 W/mL的超声预处理更有利于SCOD的释放、VFAs的产生以及氮和磷的释放;水解酸化初期,超声预处理比未经超声预处理的污泥在有机质、氮、磷释放率上差异非常明显,随着水解酸化的进行,有机质和氮释放率差异仍很明显,而磷释放程度逐渐接近;经0.6 W/mL超声预处理,污泥水解酸化3 d后,SCOD释放率、VFAs浓度、TN释放率和NH4+-N释放率分别是未经处理污泥的1.85、2.63、1.85和1.41倍,而TP和PO43--P释放率较未经处理污泥仅分别多2.44和1.23个百分点。研究表明,控制适宜的声能密度、超声时间和水解酸化进程是超声预处理强化剩余污泥水解酸化效果的关键。     

低温热水解对污泥触变性及脱水性能的影响

污泥经过热水解预处理后,其流变和理化性质发生了不可逆的变化。为实现后续污泥处理处置过程的最优化,分别采用触变动力学系数(K)和离心脱水泥饼的总固体含量(TS)作为污泥触变性及脱水性能的评价指标,系统研究低温热水解(60~90 ℃)对于污泥触变性及脱水性的影响。结果表明,热水解48 h后,污泥的触变性增大,脱水性能提高,且热水解温度的升高与触变性的增大和脱水性能的提高呈对数关系。污泥脱水性的提高与触变性的增强呈良好的线性关系,触变动力学系数有望成为比较污泥脱水性能的新工具,从流变学角度提出了评价污泥脱水性能的新方法。     

剩余污泥热水解厌氧消化中试研究

针对糖纸厂污水活性污泥法处理后剩余污泥进行热水解厌氧消化中试研究,结果表明,热水解预处理工艺能够有效改善污泥性质,SCOD与VFA分别提高5.2和7.6倍,在厌氧消化过程中随着水力停留时间(HRT)缩短,消化罐有机负荷和比沼气产率提高,在2.5 kg VS/(m3·d)、HRT=12 d条件下达到28.1 Nm3/t。整个厌氧消化过程中无过度酸化现象发生,沼气甲烷含量稳定,平均达到60%。     

热碱水解提取污泥蛋白质的实验研究

为了确定污泥热碱提取微生物蛋白质的操作工艺条件,首先选用1#原泥为原料进行了以pH值、温度T为变量的全面实验,考察了pH值、T随反应时间的延长对蛋白质提取的影响。在1#原泥实验结果的基础上确定了以2#原泥为原料的正交实验因素水平,考察了体系pH值、T、原料含水率W以及水解时间t对污泥蛋白质回收率的影响,结果表明,热碱水解是一种有效的污泥蛋白提取方法,在热碱条件下蛋白质的回收率高达61.37%。水解过程中各因素对蛋白质回收的影响程度为pH>T>W>t,较优的提取工艺条件为：pH=13,T=140,W=91%,t=3 h。     

预处理温度对剩余污泥碱性发酵性能的影响

为了研究预处理温度对剩余污泥厌氧发酵性能的影响,将剩余污泥在碱性条件下进行发酵处理,待系统稳定后将30、50、70、90℃预处理剩余污泥作为种泥进行投加,分析发酵系统中的蛋白质、糖类、挥发性短链脂肪酸(SCFAs)和生物酶等指标。结果表明,50℃剩余污泥发酵系统酸化性能最佳,SCFAs达到2 852.27mg/L。蛋白酶和碱性磷酸酶活性随着预处理温度的升高而降低,α-葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性先升高后降低。30℃剩余污泥发酵系统中熟化发酵污泥对蛋白质的水解率最高,为82.22%,而50℃剩余污泥发酵系统中熟化发酵污泥对糖类的水解率最高,为84.71%。     

臭氧预处理促进剩余污泥的水解酸化

以某城市污水处理厂剩余污泥为研究对象,探讨臭氧预处理对剩余污泥破解效果以及对后续水解酸化有机物释放的影响。实验结果表明,随着臭氧投加量的增大,污泥溶胞率增加,有机质释放到污泥液相中,SCOD、蛋白质和多糖含量都大幅增加。臭氧预处理有利于污泥水解酸化过程,臭氧投加量越大,SCOD和蛋白质释放越多;随着水解酸化过程的进行,SCOD和蛋白质的含量逐渐趋于稳定,VFAs的浓度增大,臭氧投加量150 mg/g SS污泥产生的VFAs浓度是对照组的1.82倍。     

椰壳颗粒活性炭活化过硫酸钠预处理促进高固污泥水解产酸性能

为探究椰壳颗粒活性炭活化过硫酸钠(PS)预处理对高固污泥厌氧发酵水解产酸性能的影响,通过调节挥发性脂肪酸(VFAs)产量、溶解性化学需氧量(SCOD)、溶解性蛋白质及多糖等指标,探究了不同剂量颗粒活性炭(GAC)与PS预处理对高固污泥产酸发酵的最佳条件。结果表明,当PS和GAC投加量分别为1.50 mmol·g⁻¹(以总固体计)和0.65 g g⁻¹(以总固体计)时,在发酵前期产酸速率相比于对照组提高了341.43%,后续发酵过程中,VFAs最大产量相比于对照组提高了28.43%。其中,乙酸作为优质碳源,其质量浓度增加了48.98%;继续增加GAC剂量时,反应器厌氧发酵性能下降,其原因可能是过量GAC会消耗已生成的SO₄⁻·,降低污泥水解作用,同时GAC表面对VFAs的吸附也导致产酸量下降。三维荧光分析表明,在产酸量较高的反应器中,氨基酸、芳香族蛋白质等溶解性有机物的质量浓度较低,这说明适量椰壳颗粒活性炭活化PS预处理方式可提高高固厌氧发酵中微生物对于水解底物的利用率,从而提高污泥的厌氧产酸性能。本研究结果可为炭活化PS预处理技术在高固污泥厌氧消化中的应用提供参考。     

电子束辐照结合低温热水解协同提高污泥破解率

以城市污水处理厂脱水污泥为供试材料,通过比较电子束辐照、热水解及组合工艺对污泥破解率的影响发现：随着热水解温度从90 ℃提高到120、140和160 ℃,污泥破解率分别从14.82%升高至19.97%、23.16%和33.28%。当热水解温度低于140 ℃时,氨氮/溶解性总氮的比值（NH3-N/TSN）在0.14~0.17之间波动,而温度达160 ℃时,NH3-N/TSN升高至0.22。另一方面,当污泥吸收剂量由5 kGy增加至10、15、20 kGy时,污泥破解率分别由3.77%缓慢上升到4.87%、5.01%、5.42%。但是,NH3-N/TSN维持在0.32~0.33之间,比热水解处理约提高1倍。在组合工艺中,15 kGy+90 ℃热水解30 min污泥破解率最高,达25.1%,NH3-N/TSN≈0.22。实验证明：热水解对污泥破解效果显著,但电子束辐照可进一步将大分子有机物质降解为小分子物质。     

磷酸盐缓冲液初始pH值对高含固污泥厌氧消化性能影响

在高含固污泥厌氧反应器中投加浓度为20 mmol·L-1（以P元素计）的磷酸盐缓冲溶液,考察不同pH值的缓冲溶液对污泥厌氧消化效果的影响。结果表明,投加pH为7.0的缓冲溶液后,总甲烷产量达到最大值61.08 L,较对照提高了38.1%,而投加pH为7.5和8.0的缓冲溶液后对产甲烷过程产生了抑制。投加缓冲溶液的各组厌氧消化至45 d,污泥的VS去除率均高于对照组。动力学研究表明,蛋白质和多糖的降解符合一级反应动力学,投加缓冲溶液有利于加速蛋白质的降解,而对多糖的降解无明显影响。     

污泥用量对生活垃圾堆肥氮素转化与损失的影响

为了探讨生活垃圾堆肥的氮素损失问题,对生活垃圾（A组）、污泥和生活垃圾混合B组（w/w=1∶6）、C组（w/w=1∶4）组等3组物料进行高温好氧堆肥,研究污泥用量对生活垃圾堆肥化过程中温度、pH值、各氮素转化与损失的影响。结果表明：投加污泥会影响生活垃圾的通风性能,减慢物料的升温速率,延长堆肥周期。污泥用量对生活垃圾堆...