剩余污泥浓缩脱水投药量优化和模型建立

应用高分子阳离子絮凝剂（CPF-100）和聚丙烯酰胺（PAM）对污水厂剩余污泥进行浓缩脱水实验，研究表明：CPF-100的浓缩脱水效果优于PAM；当CPF-00投加量为1．16‰时，污泥沉降性能改善程度为37．51％；且在CPF-100投加量逐渐增大的初始阶段，污泥沉降性能改善程度随投加量的增加而增大，但CPF-100投加量也不宜过大，当CPF-100投加量超过1．16‰后，反而会使浓缩脱水效果变差。同时，建立了污泥沉降性能改善程度与絮凝剂CPF-100投加量、沉降时间之间的数学模型，其能较好地反映污水厂剩余污泥的浓缩脱水效果。     

PACT工艺处理PAM生产废水的实验研究

采用粉末活性炭活性污泥工艺(PACT)处理经凹凸棒土预处理后的聚丙烯酰胺(PAM)生产废水。实验考察了粉末活性炭(PAC)的投加对活性污泥处理系统的影响,并探讨了PAC投加量、曝气时间、水力停留时间等参数对降解反应的影响。结果表明:PAC的投加能提高水中溶解氧的利用率,改善污泥沉降性能,增强活性污泥系统对有机物的去除效果;在PAC投加量500 mg/L、曝气10 h的条件下,PACT工艺对PAM生产废水的处理效果良好,COD的去除率为80.8%,BOD5去除率为83.8%,丙烯酰胺(AM)去除率为84.2%。     

超声波联合化学调理改善疏浚底泥脱水性能的研究

以长沙市圭塘河疏浚底泥为研究对象,分别采用聚合氯化铝(PAC)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和超声波改善疏浚底泥脱水性能。结果表明,单一PAC、CPAM对疏浚底泥脱水性能均有一定程度的改善作用,CPAM效果优于PAC,经两种药剂联合化学调理后,疏浚底泥脱水性能进一步改善,调理结束后疏浚底泥属较易脱水污泥;超声波联合化学调理疏浚污泥时,宜先采用化学调理(先投加3g/L PAC再投加100mg/L CPAM,搅拌静置30min),再进行超声波调理(超声频率40kHz,声能密度0.8 W/mL,超声时间20s),调理结束后疏浚底泥比阻值降至0.38×10~9 s~2/g,属于易脱水污泥,疏浚底泥脱水性能大大改善。疏浚底泥脱水性能与其微形态结构相关,疏浚底泥二维分形维数越大、中值粒径越大,其脱水与沉降性能越好。     

CPAM调质浓缩污泥脱水的影响因素及其机理研究

污水处理厂剩余污泥的处置是当前业界的热点。研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)调质浓缩污泥脱水的一些影响因素，如药剂投加量、污泥pH值、环境温度、搅拌条件等。同时，还对污泥絮凝脱水机理进行了一定的探讨。研究表明：阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)作为浓缩污泥脱水剂，在优化投加量下、污泥pH值在5.0～7.5、低速搅拌时，有较好的脱水效果。环境温度对污泥的脱水效果也有一定的影响，夏天处理优于冬天处理。     

混凝剂对生物造粒流化床污泥中微生物生理生态的影响研究

为了系统研究聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)对生物造粒流化床颗粒污泥生理生态的影响,对投加PAC或PAM后活性污泥的特性和硝化菌群的空间分布进行了对比研究,同时考察了投加混凝剂后的污染物去除效果.结果表明,与不投加混凝剂相比,投加PAC后,运行60 d时反应器中混合液悬浮固体(MLSS)、混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)浓度分别提高了73％、29％；通过平板计数法计算结果可知,未投加混凝剂、投加PAC、投加PAM的反应器中微生物的增长是非常稳定的,投加PAC或PAM都促进了细菌的生长和繁殖；荧光原位杂交鉴定结果表明,各个反应器中亚硝化菌(AOB)或硝化菌(NOB)所占比例均基本相当,且AOB数量均略高于NOB数量；投加PAC或PAM都能够提高COD的去除率；投加PAC可大大提高TP的去除率；3个反应器中各种形态氮的去除效果非常接近,脱氮主要靠硝化菌群的生物降解作用,投加PAC或PAM对微生物的硝化作用没有抑制.     

不同泥质类型河流底泥脱水药剂优化实验研究

为了考察几种典型脱水絮凝剂对各泥质类型底泥脱水性能的影响,对3条不同泥质类型的典型河流(沙质、泥沙混合质、泥质)底泥的脱水效果进行了研究。结果表明,在一定投加量范围内,所有脱水药剂均能不同程度改善各泥质类型底泥的脱水性能。无机絮凝剂建议选择PAFC(聚合氯化铝铁)或PAC(聚合氯化铝),其中PAFC的最佳投加范围为0.4%~1.6%,PAC的最佳投加范围为0.4%~2.0%;有机高分子絮凝剂建议选择CPAM(阳离子聚丙烯酰胺),最佳投加范围为0.01%~0.03%;在各絮凝剂最优投加条件下,泥质底泥的脱水性能提高最为明显,其比阻最大可下降86%,泥沙混合质底泥污泥比阻最大可下降81%,沙质底泥污泥比阻则最大可下降58%。而当复合混凝剂为PAC和CPAM或PAFC和CPAM时,沙质底泥在优化混凝条件下其污泥比阻最大可分别下降82%和76%。     

阳离子聚丙烯酸酯对污泥脱水性能的影响

以比阻(SRF)、过滤时间(TTF)和泥饼含水率作为评价污泥脱水性能的指标,考察2种阳离子聚丙烯酸酯CPAL-1和CPAL-2对污泥脱水性能的影响,并与阳离子絮凝剂三氯化铁(FeCl3)、聚合氯化铝(PAC)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的作用效果进行比较.还测定了Zeta电位(ZP)和滤液中胞外聚合物(EPS)含量的变化来探讨CPAL的作用机理.实验结果表明,经CPAL-1调理的污泥脱水效果优于CPAM、PAC和FeCl3,明显优于CPAL-2和CTAB.当CPAL-1的投加剂量为0.200 g/g干基时,SRF、TTF和泥饼含水率降至最低,依次为5.37 ×1011m/kg、70 s和75.73％.CPAL主要通过电中和、吸附架桥作用和溶出EPS等来改善污泥的沉降脱水性能.     

微波预处理对制革污泥絮凝脱水性能的影响

分别采用微波、絮凝剂和微波联合絮凝剂对制革污泥进行脱水预处理,考察不同处理条件下制革污泥沉降速率(SV30)、毛细吸水时间(CST)和污泥比阻(SRF)的变化,并通过粘度、水分分布和微观结构的变化探讨相关的脱水机理。结果表明,在微波输出功率为648 W、辐射时间为60 s的预处理条件下,阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)投加剂量为8 mg/L时,污泥脱水性能达到最佳。与单独添加絮凝剂的污泥脱水相比,该条件下的SV30、CST和SRF分别降低了25.0%、48.9%和34.7%。污泥絮凝脱水前进行微波预处理能够进一步提高污泥的脱水性能,微波辐射联合CPAM进行污泥脱水时,CPAM则起主要脱水作用。微波辐射通过破坏污泥絮体结构,改变污泥中的水分分布,降低污泥的粘度,从而提高污泥的脱水性能。     

聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合硫酸铁复合絮凝剂对污泥的脱水性能

研究了聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合硫酸铁复合絮凝剂(PDMDAAC-PFS)对活性污泥的脱水性能,考察了投加量、配比和PDMDAAC的特性粘数等对污泥比阻降低和滤液浊度与COD去除的影响,并与PFS、PDMDAAC、PFS与PD-MDAAC联用(分开加入)、聚丙烯酰胺(PAM)、阳离子型聚丙烯酰胺(CPF130)和KHYC型絮凝剂的脱水效果进行了比较.结果表明,PDMDAAC-PFS对污泥比阻的降低和滤液浊度与COD的去除效果最好,但产生絮团的大小和强度比CPF130差,而其中PDMDAAC和PFS的用量分别比单独使用PDMDAAC和PFS减少了一半以上;PDMDAAC与PFS复配,增加了絮凝剂分子聚集体体积,利于在污泥粒子群间吸附架桥.     

混凝好氧颗粒污泥的絮凝剂选择

为选择出适应于混凝好氧颗粒污泥培养的絮凝剂,通过絮凝剂添加量、污泥浓度、搅拌速度、搅拌时间等因子进行L9(3)4正交实验,以COD、浊度去除效果及絮凝颗粒结构为考察因子,研究聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)及壳聚糖的絮凝效果。结果表明,在不同絮凝剂的最佳混凝条件下,PAM的效果最好,壳聚糖次之,PAC最差,但壳聚糖COD随其添加浓度的增加而增加;絮凝颗粒结构中,以PAM的絮凝颗粒效果最好,其结构紧溱而颗粒中间的空隙相对较大,有利于吸附污染物和微生物的生长,适宜作为颗粒污泥培养的絮凝剂。     

污泥絮凝调理对絮体理化性质的影响机制研究

采用无机混凝剂聚合氯化铝(PAC)、FeCl3和巴斯夫系列的聚丙烯酰胺(PAM)对污水处理厂的污泥进行化学调理,通过测定污泥毛细吸水时间(CST)、粒径、Zeta电位、结合水含量以及不同胞外聚合物(EPS)组分,研究了不同混凝剂调理对污泥脱水性的改善效果及其作用机制。研究表明:化学调理污泥时PAC和FeCl3所需的投加量远高于PAM,而且调理效果较差;PAM调理后,污泥粒径明显上升,远大于PAC或FeCl3调理后的污泥粒径;污泥调理过程中,粒径的变化与CST没有表现出明显的相关性。此外,絮凝调理过程主要通过压缩污泥EPS结构,促使储存在其中的部分水分释放出来,从而降低结合水含量。     

基于硫酸根自由基(SO_4~-·)的污泥预处理技术

应用基于硫酸根自由基(SO_4~-·)的污泥预处理技术对抚顺某市政污水处理厂浓缩池剩余污泥进行预处理,强化污泥的过滤脱水性能。研究了最佳的氧化反应时间、S_2O_8~(2-)与Fe~(2+)的最佳投加浓度与投加方式;并探讨了SO_4~-·对污泥特性的影响。结果表明,当S_2O_8~(2-)投加浓度为80 mg·g~(-1)(以干物质计),Fe~(2+)和S_2O_8~(2-)的摩尔比为1:1,Fe~(2+)按时间比10 min:20 min分2段投加时,在反应时间30 min内,污泥的过滤脱水性能达到最佳。此外,Fe~(2+)活化S_2O_8~(2-)产生的SO_4~-·是强化污泥脱水的关键。同时,影响污泥脱水性能的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)浓度和组成在氧化反应前后发生变化,污泥的脱水和过滤性能得到提高。     

玉米深加工废水的混凝实验

在室温条件下,分别选用聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)及三氯化铁(FeCl3)对玉米深加工废水进行混凝实验。综合考虑各种混凝剂对磷、COD以及SS的去除效果,最终选取PAC作为混凝剂。采用PAC和聚丙烯酰胺(PAM)作为复合混凝剂,对其去除效果做进一步研究,并确定了最佳投加量及pH值。实验结果表明,在PAC投加量25mg/L,PAM投加量0.5 mg/L,pH为8条件下,混凝效果最佳。磷、COD、SS去除率可分别达到90.1%、53.3%和88.2%,对应的出水质量浓度分别为0.41、26.8和2 mg/L。     

污泥调理对给水污泥脱水性能的影响

为了研究污泥调理对给水厂污泥脱水性能的影响,对不同水厂的污泥进行了特性研究及调理实验。实验结果表明:2个水厂污泥中有机物含量及Zeta电位差别较大,大庆某水厂污泥中不溶性大分子有机物和腐殖酸等亲水性物质含量较多,使得污泥的脱水过程受到影响。2种污泥在污泥比阻、沉降比、毛细吸水时间(CST)上的差异均可说明南通某水厂污泥的脱水性能远优于大庆某水厂污泥。经过污泥调理过程,二者的脱水性能均得到改善。对于南通某水厂污泥,高效聚合氯化铝(HPAC)的调理具有较为明显的优势,聚丙烯酰胺(PAM)对其脱水性能的改善作用次之,聚合氯化铝(PACl)调理效果最弱;对于大庆某水厂污泥,PACl、HPAC在提高污泥脱水性能方面效果欠佳,而使用阴离子型PAM虽然会增加体系中TOC含量,但其强大的吸附架桥能力可以有效地使污泥颗粒聚沉,使得污泥脱水性能得到较大幅度的提升,表现出最优的污泥调理效果。     

采用阳离子聚丙烯酰胺改善污泥水解液的脱水性能

针对市政污泥水解液脱水困难的问题,研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的投加量、水解液pH值、调理温度、搅拌转速等对污泥水解液脱水性能的影响。结果表明,当CPAM投加量为0.1%,水解液pH值为12.5,调理温度为50℃,搅拌转速为100~150 r·min~(-1)时,污泥水解液的脱水效果最佳,无锡和天津两地污泥水解液的毛细吸水时间(CST)分别下降98.43%和98.01%,调理前后,污泥粒径、Zeta电位、污泥黏度及絮体形态也获得明显改善,同时95%以上的污泥蛋白质保留在清液中,有利于污泥蛋白质的后续回收。     

聚二甲基二烯丙基氯化铵-聚合硫酸铁复合絮凝剂对污泥的脱水性能

研究了聚二甲基二烯丙基氯化铵．聚合硫酸铁复合絮凝剂（PDMDAAC-PFS）对活性污泥的脱水性能，考察了投加量、配比和PDMDAAC的特性粘数等对污泥比阻降低和滤液浊度与COD去除的影响，并与PFS、PDMDAAC、PFS与PD-MDAAC联用（分开加入）、聚丙烯酰胺（PAM）、阳离子型聚丙烯酰胺（CPF130）和KHYC型絮凝剂的脱水效果进行了比较。结果表明，PDMDAAC-PFS对污泥比阻的降低和滤液浊度与COD的去除效果最好，但产生絮团的大小和强度比CPF130差，而其中PDMDAAC和PFS的用量分别比单独使用PDMDAAC和PFS减少了一半以上；PDMDAAC与PFS复配，增加了絮凝剂分子聚集体体积，利于在污泥粒子群间吸附架桥。     

基于改性凹凸棒土的强化混凝处理高藻低浊原水工艺

针对水厂低浊高藻水的处理难题,研究了改性凹凸棒土(改性凹土)联合聚合氯化铝(PAC)强化混凝的除藻除浊效果。设计实验原水条件为叶绿素a(chl-a)浓度为98.58~110.35μg/L,浊度(5.6±0.5)NTU。考察了PAC和改性凹土的复配投加量、混凝沉淀时间、pH、投加顺序、搅拌速率等工艺参数对Chl-a和浊度耦合去除效果的影响。结果表明,"PAC+改性凹土"对Chl-a和浊度的去除效果明显优于单投PAC的效果。当PAC投药量12 mg/L,改性凹土投药量10 mg/L,沉淀时间20 min时,对Chl-a和浊度的去除率可分别达到92.5%和89.2%,可至少减少40%的PAC投量,且形成的矾花密实,沉降速度快,去除效率高。最适pH范围为7~8。投加顺序应为先投加改性凹土,混合搅拌转数宜慢速,可控制为50 r/min。     

混凝-吸附联用预处理页岩气压裂返排液

为降低液相中有机污染负荷,采用烧杯实验和气相色谱-质谱联用技术研究和分析了混凝-吸附法联用预处理页岩气压裂返排液的可行性。结果表明:精制硅藻土(硅藻土J)投加有利于污染物的去除,联用顺序和吸附反应时间可以影响处理效果;先投加硅藻土J 8 mg·L~(-1),反应30 min后再投加PAC 2 000 mg·L~(-1),COD和浊度去除率分别达到57%和87%;混凝-吸附联用能去除水中22种有机污染物,大部分烷烃类、醇类、邻苯二甲酸二丁酯和卤代烃得到很好的去除。PAC和硅藻土J联用比传统混凝/吸附可以更高效地降低溶液有机负荷物,可以作为一种页岩气压裂返排液预处理的方法。     

基于半焦的污泥调质与深度浓缩脱水

半焦具有孔隙发达、比表面积大、疏水性能强、热值高等特点,采用污泥重力浓缩脱水实验法考察了半焦投加量、粒度对污泥调质与浓缩脱水效果的影响.通过扫描电镜、红外光谱等现代分析手段探讨了基于半焦的污泥调质与深度浓缩脱水的机理.结果表明,当半焦粒度≤425 μm、半焦投加量为2.5 g/100 g污泥时,浓缩污泥上清液的浊度、COD、SS分别从污泥调质前的836 NTU、258.2 mg/L、630.1 mg/L降至调质后的14.8 NTU、38.2 mg/L、18.6 mg/L,达到国家污水综合排放二级标准;浓缩污泥的含水率由调质前的91.74％降至调质后83.71％;污泥静置重力浓缩过程中,经半焦调质后的污泥沉降速率明显增加,污泥在前20 min的平均沉降速率由调质前的2.49 mL/min提高至3.48 mL/min;半焦对污泥调质与深度脱水机理主要表现在半焦对污泥的吸附作用及半焦对污泥疏水性能的增强作用.可见,基于半焦的污泥调质不仅能显著地改善污泥的浓缩脱水性能,还能提高污泥的热值,为污泥的能源化利用创造了条件.     

污泥的浓缩、脱水和消化

污泥的浓缩和沉淀池结构,絮凝体含水率密切相关,固体流量的变化能准确反映污泥浓缩性能的变化;增加混合强度、减少污泥小颗粒的比例、投加混凝剂等能改善污泥的脱水性能;pH、温度、生污泥的固体浓度对污泥的消化过程产生明显影响。