城市污泥电渗脱水实验研究

电渗脱水是一种能有效去除污泥中水分以实现减量的处理方法.本文采用自制电渗脱水装置进行了城市污泥的电渗脱水实验.通过监测脱水过程中电渗流量、电压梯度与剩余含水率的变化,考察了电压梯度、电极间距和处理时间的影响,并进一步分析了电渗处理过程中脱水效果变化的原因.处理中随着脱水效果由阳极向阴极发展,污泥可划分为已脱水污泥与未脱水污泥,已脱水污泥内电渗停止,电渗与水分的脱除发生在未脱水污泥内,并由未脱水污泥的电压梯度决定.已脱水污泥阻值上升,使未脱水污泥电压梯度逐渐降低,造成了电渗流量与脱水效果的衰减,并使得污泥剩余含水率由阳极至阴极逐渐增加.电渗脱水的整体效果随加载电压的增加而提高,脱水能耗亦随之增加,选取较小的电极间距时电渗脱水能效较高.     

酸碱调质对污水厂剩余污泥电渗深度脱水的影响

以城市污水处理厂机械脱水后的剩余污泥为对象,研究了不同pH条件下酸碱调质对污泥电渗脱水的影响。试验结果表明:电渗脱水过程的前30 min污泥含水率下降迅速,之后逐渐变缓。Matlab拟合结果表明:含水率随时间的变化曲线与高斯函数(二维)高度吻合(R~2>0. 99)。pH5时,pH越大电渗脱水效果越差。说明微酸性环境有助于污泥的电渗脱水;当pH为5时,脱水所得泥饼的含水率为32. 5%,耗电量和腐蚀量分别为201. 7 k W·h/t和20. 1 kg/t,为试验最低值。     

微氧化对剩余污泥电渗深度脱水的影响

以机械脱水后的剩余污泥为研究对象,探索了污泥电渗脱水的可行性及微氧化对其的影响。试验表明,电渗脱水过程前30min内污泥含水率下降迅速,之后基本保持稳定。经Matlab拟合发现,含水率随时间的变化曲线与高斯函数(二维)高度吻合(R~2>0.99)。经微氧化处理后,污泥的带电性能和脱水性能得到改变,污泥电渗脱水效果得到改善,且微氧化时间越长脱水效果越好,但改善幅度减小。此外,污泥电渗脱水过程的耗电量和阳极腐蚀量均明显减小,当微氧化时间为2 d时,脱水后所得泥饼的含水率为48.3%,耗电量和腐蚀量分别为84.3 kW·h/t和10.0 kg/t。但微氧化超过3 d时会造成污泥颗粒表面干硬化,不利于能耗的降低,耗电量和腐蚀量略有回升。     

LMB8菌株产微生物絮凝剂用于河道疏浚底泥快速脱水的研究

河道疏浚会产生大量疏浚底泥,其水分含量很高,不利于处理和二次利用。而将微生物絮凝剂用于河道疏浚底泥快速脱水,具有高效、无毒、无二次污染的特点。对菌株LMB8进行产絮凝剂优化培养后,将其所产微生物絮凝剂用于河道疏浚底泥快速脱水。实验结果表明,当底泥泥浆(含水率为93%)体积为100 m L,p H值为9,助凝剂Ca Cl2溶液投加量为5 m L,LMB8菌株发酵液的最适投加量为3 m L时,LMB8菌株产絮凝剂对河道疏浚底泥泥浆的絮凝率最高可达83.1%。LMB8菌株所产絮凝性物质中含有多糖,不含有蛋白质,具有热稳定性。LMB8菌体本身则不具有絮凝性,其有效絮凝性物质是该菌体在发酵过程中产生的胞外分泌物。     

不同类型脱水药剂对底泥固化效果和理化性质的影响

为研究不同类型脱水药剂对疏浚底泥脱水固化等综合作用的效果,以太湖疏浚底泥为对象,选择了微生物类、聚合铁铝盐类、有机聚合物类、有机无机复合类和铝盐微生物复合类这5种类型的复合脱水药剂,以土工管袋固化的方式对疏浚底泥进行为期3个月的固化实验.结果表明,有机聚合物类和有机无机复合类药剂脱水效率较好,1个月后底泥含水率分别降至61.78%和63.26%, 3个月后分别降至40.56%和32.16%.与未固化底泥相比,经过有机无机复合类药剂固化后底泥总氮削减74.82%,达591 mg·kg^-1,主要以铵态氮的减少为主,固化底泥中的磷以铝结合态磷、钙结合态磷和铁结合态磷为主,其中有机无机复合类药剂对活性磷的削减量最大,活性磷含量降至64.3 mg·kg^-1.此外,研究发现有机聚合物类药剂对重金属的固化效果最好,重金属综合生态风险指数降低了51.3%,浸出毒性浓度均远低于标准阈值.有机聚合物类和有机无机复合类药剂对底泥的脱水固化综合效果较好,具有较好的应用前景.     

官厅水库坝前疏浚底泥的理化特征和土地利用研究

用环保疏浚船抽取官厅水库坝前表层底泥,在田间脱水池进行自然脱水,研究脱水后底泥的理化性质和污染物特征,底泥无害化处理方式和处理后底泥的土地利用效果.结果表明,官厅水库坝前疏浚底泥中黏粒含量高,容重高达1.89 　g·cm^-3,孔隙度只有23.8%,干后龟裂且非常坚硬,植物不能在上面生长.底泥中含有大量的还原性物质和速效性氮、磷,但重金属和有机氯农药含量均低于二级土壤环境质量标准.通过加入砂性土壤和作物秸杆等材料可以降低底泥容重和还原性物质含量,提高底泥的孔隙度并固持底泥中的速效性氮、磷.经过处理后的底泥可以成为良好的植物生长介质,玉米、苜蓿和杏树苗在上面生长良好.     

污染底泥环保疏浚工程的理念·应用条件·关键问题

污染底泥是水体最主要的内源,存在污染物二次释放的风险,而环保疏浚可以有效地清除污染底泥、降低内源污染负荷及其释放风险,因此近年来该技术在水环境治理中得到广泛的应用.环保疏浚的主要目的是有效清除河流、湖泊（水库）水体污染底泥中累积的污染物,并对浚后污泥进行安全处理处置,为污染河流、湖泊（水库）水质改善与生态修复发挥工程作用.作为湖泊、河流水污染综合治理技术体系的重要组成部分,环保疏浚是生态环境工程技术之一,也是湖泊河流水污染治理的重要手段;但底泥疏浚同时也存在疏浚效果不理想、可能造成原位扰动与异地污染、改变水生态系统的结构与功能等生态风险.研究显示,未来环保疏浚的主要发展方向应包括:① 基于调查评估基础上的污染底泥分区、分类环保疏浚及处理处置研究;② 污染底泥环保疏浚与区域生态修复一体化设计研究;③ 污染底泥环保疏浚-浚后干化-处理处置-资源化集成技术研究;④ 污染底泥环保疏浚、处理和资源化全过程监管评估技术研究.      

河湖疏浚底泥处理处置与资源化利用技术进展及展望

河湖环保疏浚处理工程会产生大量的疏浚底泥,底泥中含有氮磷营养盐、重金属、有机物等多种环境污染物,若不予以合理的处理处置,将对生态环境造成严重的二次污染。系统介绍了河湖疏浚底泥的化学组成特征,综述了河湖疏浚底泥调理、脱水、固化、稳定化、异位修复等常规处理方法的优缺点和适用性,总结了现有的河湖疏浚底泥资源化利用途径,并针对污染河湖疏浚底泥处理处置技术研究现状及存在的问题,从生态风险评估、新型处理技术发展和绿色资源化利用产业、质量基准和技术规范构建等方面展望了河湖疏浚底泥处理的后续重点研究方向。     

采用移动电极法提高机械脱水污泥电动脱水能效的试验研究

采用一种能移动阳极的电动脱水模型试验装置,对机械脱水污泥开展了固定间距电极和移动电极的电动脱水试验,比较分析了这2种方法的脱水效果及对应的能耗.试验结果表明:固定间距电极法脱水处理过程中,阳极附近已脱水污泥的阻抗增加,消耗的电压和电能上升;而后面未脱水污泥分得的电压下降,导致其脱水效果从阳极至阴极衰减.移动电极法通过移动阳极逐步越过已脱水污泥部分,将电压作用在未脱水的污泥,避免了电能消耗在高阻抗的脱水污泥,显著提高了能效,脱水过程中电渗流量稳定,脱水效果均匀.采用移动电极法进行脱水处理时能耗随加载电压梯度的增加而上升,随试样长度的缩短而降低.当采用8 V·cm-1电压梯度的移动电极处理5 cm长度的污泥时,污泥含水率可由初始的82.1％降至62.2％,所需要的能耗约为89.8 kW·h·m-3.     

基于生态修复的河湖环保清淤关键问题研究

在当前水环境综合治理中,底泥清淤疏浚是清除湖泊和河道内源污染、减少污染物释放的重要措施之一。该文基于环保清淤的基本概念,分析了环保清淤与传统工程疏浚的区别,并介绍了环保清淤在中国的发展现状和存在的问题。从底泥调研与分析评估、清淤深度控制、清淤方式及清淤设备选择、底泥脱水与固化、尾水处理与排放标准控制和底泥资源化方式等方面对环保清淤的关键问题进行了深入讨论分析。研究结果可为城市湖泊水质修复和黑臭水体治理工程环保清淤方案的比选设计提供一定借鉴和参考。     

环保疏浚底泥干化技术研究

环保疏浚过程中产生的大量污染底泥堆放在底泥堆场,不能快速干化,长时间占用土地资源,增加工程投资。在总结分析国内外环保疏浚底泥干化技术的基础上,系统地介绍不同底泥干化技术及其应用现状,并分析存在的问题,探讨了今后的发展趋势。     

电导率对城镇污泥电渗透脱水效果的影响

采用电渗透脱水技术对经机械脱水的城镇污泥泥饼进行深度脱水,考察了使用添加Na2SO4溶液以及使用去离子水清洗的方式改变污泥的电导率对污泥电渗透脱水效果与能耗的影响.结果表明,随着添加的Na2SO4的量的增加,污泥的电导率从1103μS/cm上升至2575μS/cm,电渗透脱水后污泥的最终含水率从51.2%降低至45.7%,脱水效果有所提高,但是由于初始阶段通过污泥泥饼的电流的增加,脱水过程中所需能耗也相应上升23.3%~69.2%.随着对污泥清洗次数的增加, 污泥的电导率从988μS/cm上升至371μS/cm,电渗透脱水后污泥的最终含水率从52.3%增加至53.1%,脱水效果有所下降,但是由于初始阶段通过污泥泥饼的电流的降低,使得所需能耗降低15%~24%.因此,对电导率较低的污泥使用电渗透脱水技术进行深度脱水,可以在保证脱水效果的情况下最大限度地降低能耗.     

Possible solutions for sludge dewatering in China

In China, over 1.43×10⁷ tons of dewatered sewage sludge, with 80% water content, were generated from wastewater treatment plants in 2007. About 60% of the COD removed during the wastewater treatment process becomes concentrated as sludge. Traditional disposal methods used by municipal solid waste treatment facilities, such as landfills, composting, or incineration, are unsuitable for sludge disposal because of its high water content. Disposal of sludge has therefore become a major focus of current environmental protection policies. The present status of sludge treatment and disposal methodology is introduced in this paper. Decreasing the energy consumption of sludge dewatering from 80% to 50% has been a key issue for safe and economic sludge disposal. In an analysis of sludge water distribution, thermal drying and hydrothermal conditioning processes are compared. Although thermal drying could result in an almost dry sludge, the energy consumption needed for this process is extremely high. In comparison, hydrothermal technology could achieve dewatered sewage sludge with a 50%–60% water content, which is suitable for composting, incineration, or landfill. The energy consumption of hydrothermal technology is lower than that required for thermal drying.     

Clean-up and disposal process of polluted sediments from urban rivers

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｕｒｂａｎｒｉｖｅｒｂａｓｉｎｓａｒｅｇｅｎｅｒａｌｌｙｌｏｃａｔｅｄｉｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｒｅｇｉｏｎｓ ,ｅａｓｉｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ.Ｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｉｎｅｆｆｌｕｅｎｔｓｆｒｏｍｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓａｎｄｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌａｒｅａｓｃｏｎｔｒｉｂｕｔｅｔｏｕｒｂａｎｒｉｖｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ .Ａｑｕａｔｉｃｃｏｎｔａｍｉｎａｎｔｓｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｔｏｔｈｅｂｏｔｔｏｍｏｆｔｈｅｒｉｖｅｒｓａｎｄｐｒ…     

污泥的电渗透脱水技术研究进展

污泥的处置困难,其关键是含水量过高。为了综合利用和最终处置,需对污泥作脱水处理。所以在整个污泥处理系统中,脱水是最重要的减量化手段。文章介绍了常规的污泥脱水方法,并且介绍新型污泥脱水技术-电渗透脱水技术（EDW）的原理及该技术在国内外污泥脱水领域的研究进展,指出了电渗透脱水的优势及存在的问题。最后,对其研究发展作了展望。     

Optimizing sludge dewatering with a combined conditioner of Fenton's reagent and cationic surfactant

Enhancing sludge dewatering is of importance in reducing environmental burden and disposal costs. In this work, a cationic surfactant, cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), was combined with Fenton's reagent for sludge dewatering. Results show that the Fenton-CTAB conditioning significantly promotes the sludge dewatering. Using combined techniques of response surface methodology and uniform design, dosages of Fe²⁺, H₂O₂, and CTAB for water content response were optimized to be 89, 276, and 233?mg/g dry solids (DS), respectively. The water content of sludge decreased from 79.0% to 66.8% under the optimal conditions. Compared with cationic polyacrylamide, the Fenton-CTAB system exhibited superior sludge dewatering performance. To gain insights into the mechanisms involved in sludge dewatering, the effects of Fenton-CTAB conditioning on the composition of extracellular polymeric substances (EPS) and the morphology of the sludge flocs were investigated. The decomposition of EPS into some dissolved organics and the release of proteins in tightly bound EPS facilitated the conversion of bound water to free water and further reduced the water content of sludge cake. After conditioning, morphology of sludge showed aggregation. Overall, the enhanced sludge dewatering by Fenton-CTAB treatment provides an efficient way for management of sewage sludge.     

城镇污水厂污泥浓缩脱水的优化控制研究

污泥浓缩脱水是城镇污水厂节能降耗的一个重要环节,提高剩余污泥浓度并优化污泥絮凝剂投加量利于污泥的浓缩脱水。在维持曝气区污泥浓度稳定的工艺控制中,根据日常污泥沉降比试验,确定沉淀区最大污泥浓度,再通过物料衡算及沉淀区池面观察情况与出水SS,确定最小污泥回流比,以获得最大的回流污泥浓度,改善污泥的浓缩脱水。通过试验确定不同污泥浓度下PAM高分子絮凝剂的最佳投配率,以控制絮凝剂的动态投加,优化污泥浓缩脱水过程中的絮凝剂投加量,达到节能降耗的目的。     

酱油污水污泥脱水的影响因素及其作用机理

为提高酱油污水污泥的脱水性能及絮凝剂的利用率,降低污泥的处理成本,实验考察了酱油污水污泥的含水率、丝状菌、厌氧时间和pH等对污泥脱水性能的影响,明确对其进行机械脱水的适宜条件.结果表明:机械脱水前浓缩污泥适宜的含水率为97%,此时,调质后的污泥有最低的比阻和最高的药剂利用率,最佳用药量与干泥的质量比小于0.3%;丝状菌的数量和长度可以影响污水污泥中水分的存在形式,并改变污泥的脱水性能;在厌氧过程中,污泥的ρ(还原糖)和污泥脱水性能有较强的相关性;当pH接近污泥的等电点时,污泥的比阻变小.      

非离子表面活性剂对污泥调理脱水效果的影响

现有污泥脱水技术仅使污泥含水率降到80%左右,难以满足日益严格的污泥处置要求.以污泥比阻（SRF）、脱水率为考察指标,比较了两大类非离子型表面活性剂（辛基酚聚氧乙烯醚OPEO型和烷基糖苷APG）对剩余污泥的脱水效果,并对原泥及调理后污泥进行了显微观察.结果表明,非离子表面活性剂可使污泥絮体粒径变小,不规则程度降低,改善了污泥的脱水性能,而且烷基糖苷APG脱水效果优于OPEO型.APG投加量为0.05%干固体时,污泥比阻即可降低到原泥的42%,脱水率可达到93%.以烷基糖苷APG为调理剂进行板框脱水实验,结果表明,当APG投加量为0.05%干固体时,脱水泥饼含水率比原泥脱水泥饼含水率低约10%,脱水率可达到97%.本研究为APG应用于污泥脱水,改善污泥脱水性能提供一些参考.     

交变电场-铁改性生物质强化城市污泥深度脱水

为了实现城市污泥的深度脱水,采用铁改性生物质作为骨架构建体联合交变电场电渗透技术处理污泥,以单因素实验为基础,探究了该联合技术对污泥脱水性能的影响,并通过表面响应法优化了污泥脱水的工艺参数.将玉米秸秆使用浓度为0.03g/mL的FeCl₃溶改性后与污泥混合,当采用不等占空比为4.33:1的交变电场,电压为17.22V/cm,改性生物质投加量为96.81mg/g DS,改性生物质含水率为61.91%,生物质粒径为1.05mm,阴阳极间距为2.10cm时,可以得到含水率为58.21%的脱水污泥,脱水能耗为0.0148kW·h/kg RW (脱除水分).脱水污泥的扫描电镜表征结果显示,铁改性生物质可以在污泥中起到良好的骨架支撑作用,有利于提高污泥的机械强度和可渗透性;热重分析显示,脱水后污泥的上、下层燃烧过程可划分为析出自由水和束缚水阶段,析出和燃烧挥发分阶段、分解无机盐阶段,添加铁改性生物质的脱水污泥有机质含量更高,燃烧得更快.