厌氧污泥性质对超声破解效率的影响

超声破解是污泥溶胞-隐性生长处理的一种重要前处理手段,破解效果受到超声条件及污泥性质的影响。以厌氧污泥破解后溶解性化学需氧量的增加值和污泥溶出破解率为评价指标,通过不同性质的厌氧污泥超声破解实验,探讨不同的污泥性质对厌氧污泥破解效果的影响,为厌氧污泥的下一步隐性生长处理提供良好条件。控制在超声频率为20kHz,超声声能密度1.2 W/mL,超声辐照时间20 min的条件下进行破解实验,实验结果表明,污泥的初始温度、pH值和污泥浓度等参数对厌氧污泥破解效率影响较大。     

超声与碱耦合作用破解剩余污泥的效能分析

超声与碱耦合方法破解污泥,可破坏污泥絮体结构,使污泥胞内外物质进入水相.本试验采用超声与碱耦合方法破解剩余污泥,研究污泥破解过程前后SCOD、pH值以及氨氮的变化.经超声与碱耦合预处理后,污泥上清液SCOD有大幅度提高.当加碱调节污泥pH为12,超声破解30 min后,污泥溶液SCOD溶出率从3.96%增加到27.88%.加碱后污泥经超声破解,其pH值有所下降,污泥溶液氨氮值会有所增加,但变化幅度不大.污泥温度随破解时间的延长而明显提高,这有利于后续污泥厌氧消化.     

超声与碱耦合作用破解剩余污泥的效能分析

超声与碱耦合方法破解污泥,可破坏污泥絮体结构,使污泥胞内外物质进入水相.本试验采用超声与碱耦合方法破解剩余污泥,研究污泥破解过程前后SCOD、pH值以及氨氮的变化.经超声与碱耦合预处理后,污泥上清液SCOD有大幅度提高.当加碱调节污泥pH为12,超声破解30 min后,污泥溶液SCOD溶出率从3.96%增加到27.88%.加碱后污泥经超声破解,其pH值有所下降,污泥溶液氨氮值会有所增加,但变化幅度不大.污泥温度随破解时间的延长而明显提高,这有利于后续污泥厌氧消化.     

热碱-EDTA耦合法强化污泥破解及效果分析

采用热碱-EDTA耦合法进一步提升热碱法破解污泥的效果,以期减少碱量和热能的消耗。选用影响污泥破解效果的pH、温度和EDTA投加量等因素设计L_(16)(4~5)的正交实验,在得出最佳污泥破解条件下,对比考察了热碱法和热碱-EDTA耦合法破解污泥的效果。结果表明,热碱-EDTA耦合法相比热碱破解法,破解后SCOD、TN、TP、多糖和蛋白质溶出量分别提高了14.7%、5.6%、9.9%、3.6%和25.9%,污泥残渣中VS的含量(21.93%)也小于热碱破解法(29.68%),破解液中分子质量小于400 Da的小分子物质占比(40.68%)大于热碱破解的对应结果 (32.34%)。通过污泥粒径测定和SEM观察发现,热碱-EDTA耦合法破解的污泥粒径分布峰值响应小于热碱破解,污泥固体分散性优于热碱破解。通过分析可知,热碱-EDTA耦合法可以提高中低温条件下热碱破解的有机物溶出率和有机物水解性能,降低污泥残渣中VS的相对含量,热碱-EDTA耦合法相比热碱法强化了污泥的破解效果。     

低声能密度超声波破解污泥的效果研究

以生活污水处理厂污泥为研究对象,采用超声波技术进行污泥破解,研究不同声能密度和超声作用时间对污泥预处理效果的影响。结果表明,低声能密度超声波在120min内可破碎污泥絮体,分解细胞壁,使胞内有机物溶出;延长超声作用时间、增加声能密度均有助于污泥中有机物、氮、磷等物质的释放,当声能密度为0.10 W/mL、超声作用时间为120 min时,溶解性COD(SCOD)、可溶性蛋白质、可溶性多糖、TN、氨氮、TP、正磷酸盐的浓度较破解前分别提高了29.99、44.49、17.31、14.06、3.19、1.35、1.00倍;破解污泥释放出的氮以有机氮为主,磷的释放作用不明显。利用Pearson相关性分析得知,在声能密度变化条件下,除TP外,SCOD、可溶性蛋白质、可溶性多糖、TN、氨氮、正磷酸盐之间均呈极显著相关(p0.01);在超声作用时间变化条件下,各指标间均呈极显著相关(p0.01)。     

超声波破解对于剩余污泥酶活力的影响

为了研究超声波破解处理对污泥絮体中酶活力的影响,实验利用不同声能密度的超声波对污泥进行破解,并测试酶活力的变化。实验发现,在声能密度为0.48 k W/L和0.96 k W/L下,随着超声破解时间的增长,酶的活力变化总体呈现上升趋势。在声能密度为1.44 k W/L和1.92 k W/L下,酶活力的变化出现先增高后降低的趋势,α-葡萄糖苷酶和蛋白酶活力分别达到最大值69.91 EU/g VS和9.495 EU/g VS。在0.96 k W/L下,超声作用时间15 min时硝酸盐还原酶出现活力最大值5.361 EU/g VS。     

超声、臭氧处理石化污水厂剩余活性污泥研究

采用超声波和臭氧处理石化污水处理厂的剩余活性污泥，促进其脱水和破解。实验结果表明，小功率超声对污泥脱水效果较好，最佳超声条件为：输出电压70 V，超声时间2 min；污泥抽滤后的含水率在试验范围内随臭氧量的增加而降低，最佳臭氧剂量为0.05 g O³/g SS。经超声处理过的臭氧化污泥要比没经超声处理过的含水率低约1%。在传统的絮凝方法下，加上超声和臭氧可以使污泥含水率再降低2%以上，减少絮凝剂用量近40%；臭氧和超声联合比单独臭氧对污泥破解效果更显著，污泥可减量约25%。臭氧投量较少时，超声破解效果更明显。     

平板膜污泥浓缩工艺操作条件的优化研究

为了解决传统污泥浓缩存在的问题,采用平板膜污泥浓缩(MST)工艺进行污泥浓缩,在浓缩污泥的同时实现中水回用.采用正交试验和层次分析法分析评价操作条件对MST工艺的影响.正交试验选择了膜通量、曝气量和抽停比3个操作条件.结果表明,针对污泥浓缩效果、出水水质和曝气量3个不同的考核指标,工艺具有不同的最佳操作条件;整个试验过程中出水浊度小于1,COD在30mg/L左右,氨氮小于5mg/L,基本满足城市杂用水水质标准.采用层次分析法选择出了MST工艺的最佳操作条件为:曝气量1.0 m3/h,膜通量18L/(m2·h),抽停比10min:2min.     

基于剩余污泥的超声法提取微生物絮凝剂

通过超声系列实验,对超声法从剩余污泥中提取微生物絮凝剂(MBF)进行了系统研究。从剩余污泥中提取的MBF在碱性条件下表现出较好的絮凝活性。提高污泥浓度有利于提取出较高絮凝活性的MBF。由于超声波的破解作用,超声频率或功率过高均不利于MBF的提取。在20 kHz的超声频率下,连续超声比脉冲为1、4或8 s超声时的提取效果均要好。经过工艺优化,采用20 kHz、120 W的超声波对剩余污泥(19.4 g/L)连续超声30 s,所提取的MBF对高岭土悬浊液的絮凝率接近70%。结果表明,超声法可用于从剩余污泥中直接提取MBF,在降低MBF生产成本的同时实现污泥的资源化利用。     

正交实验优化超声波预处理污泥的工况研究

在污泥浓度为9 915 mg/L时,选取超声频率、超声声强和超声时间3个因素设计正交实验,以污泥破解度(DDSCOD)、污泥好氧率(SOUR)和脱氢酶(DHA)活性作为指标,对超声波预处理的工况进行了优化。研究结果表明,最佳的超声预处理参数组合为:超声频率28 kHz,声能密度0.15 W/mL,超声时间10 min。此外,研究还发现不同浓度的污泥,对应的最佳超声组合参数也不同。     

超声与次氯酸钠耦合预处理剩余污泥的中温厌氧消化效果

以某城市污水处理厂剩余污泥为对象,通过实验研究了超声与次氯酸钠预处理对污泥的溶胞效果,以及对后续厌氧消化的影响。结果表明,超声与次氯酸钠耦合作用最优操作条件为超声声能密度1.0 W/mL,作用时间50 min。在此条件下,次氯酸钠投加量为4.023 mg/g SS时,对污泥厌氧消化改善效果最明显,剩余污泥产气率及甲烷含量较对照组分别提高了69.73%和10%。同时污泥VSS去除率由11.11%提高到21.24%,在一定程度上实现了污泥减量。     

Performance evaluation of a bipolar electrolysis/electrocoagulation (EL/EC) reactor to enhance the sludge dewaterability

The present study aimed to evaluate the performance of a bipolar electrolysis/electrocoagulation reactor designed to enhance the sludge dewaterability. The reactor was 15 L in volume, with two series of plates used in it; Ti/RuO₂ plates for the electrolysis of the sludge, and also aluminum and iron plates for electrocoagulation process. The dewaterability of the sludge was determined in terms of its capillary suction time (CST) and specific resistance to filtration (SRF), while the degree of sludge disintegration was determined based on the value of degree of sludge disintegration (DD_SCOD). The maximum reduction in CST and SRF was observed at a detention time of 20 min and a voltage of 30 V. However, increasing of both detention time and voltage significantly increased the values of CST and SRF even to an extent that they both exceeded those of the untreated sludge. The optimal degree of sludge disintegration achieved by the present study was 2.5%, which was also achieved at a detention time of 20 min and a voltage of 30 V. As reported previously, increased DD_SCOD values led to increasing CST and SRF values, due primarily to the disruption of the sludge flocs. According to the results from the present study, it can be concluded that simultaneous application of electrocoagulation and electrolysis is effective in enhancing the sludge dewaterability, because electrocoagulation helps to achieve a higher degree of sludge disintegration while maintaining the desired sludge dewaterability.     

超声破解污泥上清液对A~2O工艺脱氮除磷和微生物群落结构的影响

为了提高传统污水处理工艺的脱氮除磷效率、实现污泥资源化,本实验通过超声破解污泥获取碳源,采用耗氧呼吸速率分析上清液作为碳源的可行性,并将上清液回用于生活污水,考察其对A2O工艺长期运行的脱氮除磷效果和微生物群落结构的影响。结果表明,上清液中可降解有机物达到76.2%,具有作为内碳源的潜能;上清液和生活污水按1∶15投入A2O反应器后,氮、磷的去除率分别从63.2%和53.4%提高到了82.1%和94.7%;上清液明显改变了微生物群落结构,使除磷菌Actinobacteia和反硝化聚磷菌Sphingobacterium富集。     

剩余污泥减量化工艺条件优化研究

运用超声处理连续流活性污泥系统中不同种类的污泥,并将其回流至原系统中,研究其剩余污泥减量化效果。按正交实验设计并进行试验,确定最优工艺条件。结果表明:当声能密度为0.6 W/mL,作用时间为5 min,超声污泥为混合污泥,回流比为7∶120时,减量效果最佳。且在该条件下经一周期的运行,污泥减量效果达到96.24%,COD由进水的830 mg/L降至44 mg/L,NH4+-N和TN分别由进水的62.43 mg/L和103.19 mg/L,降解到2.31 mg/L和6.52 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级排放标准。     

高声能密度超声波破碎污泥细胞效能的研究

采用超声波在较高声能密度下处理SBR的剩余污泥,主要考察了含固率、声能密度和作用时间对污泥细胞破碎效果的影响。结果表明,在声能密度0.5～3 W/mL内,含固率1%～1.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈线性升高;在声能密度1～3 W/mL内,含固率0.25%～0.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈平缓缓慢升高。高声能密度超声波更适合对较高含固率污泥的细胞破碎;此情况下,上清液SCOD增幅、NH4＋-N、TN及TP升幅均与声能密度正相关。经超声波作用6 min后,污泥形态结构已破坏。     

pH值对污泥发酵产酸的影响

利用剩余污泥厌氧发酵产生挥发性脂肪酸,可作为污水脱氮除磷的有机碳源,而pH值是发酵产酸过程中重要的控制参数.研究了不同pH值条件下剩余污泥厌氧发酵产酸过程中各参数变化规律,探索pH值对其过程的影响及其分析.结果表明,碱性条件有利于污泥发酵产酸过程,实验最佳条件是控制反应初始pH值为10.0,仅8d发酵挥发性脂肪酸浓度就达到8.90 mmol/L.此外,污泥在发酵过程中,酸性条件下NH4+-N和PO43--P的释放量均大于碱性条件.     

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。     

低强度超声波强化剩余活性污泥好氧消化的研究

污泥是城市污水处理厂的副产物,若处理不当,将会带来一系列严重的环境问题.实验采用低强度超声波对剩余活性污泥(WAS)的好氧消化过程进行强化,选取超声强度、超声时间、超声间隔3个因素设计正交实验.结果表明,经超声辐照的WAS,其好氧消化时间最短仅约为13 d,比未经超声辐照的缩短了18.00 d.对实验结果的极差分析和方差分析表明,低强度超声波强化WAS好氧消化的最佳参数为:超声强度1.0 W/cm2、超声时间10 min、超声间隔8 h.实验还研究了WAS达标前后溶解性化学需氧量(SCOD)和总化学需氧量(TCOD)的变化情况,发现在相对较短的处理时间内,经低强度超声波强化处理的WAS的TCOD降解率仍然能与对照相近甚至高于对照,主要原因是低强度超声波强化了微生物的新陈代谢,促进了其对有机物的吸收分解.