市政污泥热水解-深度脱水工艺工程化应用研究

从温度、压力、pH、滤布孔隙大小、反应时间、进泥含固率、搅拌转速和保压时间这几个因素出发研究了污泥热水解反应,得出最佳工艺条件为:进泥含固率20%、有机物质量分数60%的市政污泥30 L,不添加外界压力的情况下保持转速30 r/min、200℃反应30 min,再经深度脱水至无水产生为止(约2~3 h)。通过影响因素研究得出市政污泥通过热水解-深度脱水后含固率达65%,可取代热干化工艺,实现污泥资源化处理。     

市政污泥热水解-深度脱水工艺工程化应用研究

从温度、压力、pH、滤布孔隙大小、反应时间、进泥含固率、搅拌转速和保压时间这几个因素出发研究了污泥热水解反应,得出最佳工艺条件为:进泥含固率20%、有机物质量分数60%的市政污泥30 L,不添加外界压力的情况下保持转速30 r/min、200℃反应30 min,再经深度脱水至无水产生为止(约2~3 h)。通过影响因素研究得出市政污泥通过热水解-深度脱水后含固率达65%,可取代热干化工艺,实现污泥资源化处理。     

市政污泥深度脱水滤液水质特性研究

以武汉市五座污水处理厂剩余污泥经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种污泥调理方法调理及脱水的污泥深度脱水滤液为研究对象,分析测定了水样的常规水质指标。结果表明,配方Ⅰ所得脱水滤液pH为12.8左右,呈强碱性,配方Ⅱ、Ⅲ所得脱水滤液pH=3.0~6.2,呈酸性。污泥深度脱水滤液的水质随脱水污泥的来源、污泥调理方法不同而异,稳定、氧化程度高的污泥其深度脱水滤液水质较好。经调理后的深度脱水滤液ρ(COD)为180~1200 mg/L,为中低浓度有机废水;BOD5/COD=0.49~0.66,可生化性良好;氨氮浓度为20~200 mg/L,差异较大,但普遍较高,C/N在2.2~13.4,属低C/N比废水;TP在0.4~5.5 mg/L,C∶N∶P对微生物生长来说并不协调。污泥调理剂中的破胞试剂对污泥脱水滤液水质影响较大,配方Ⅱ、Ⅲ调理剂中含破胞试剂,调理后的污泥深度脱水滤液COD和氨氮值较大。最后,建议对氨氮负荷过高而不适合回流的深度脱水滤液采用高效的生物脱氮工艺进行处理。     

零价铁活化过一硫酸盐联合单宁酸调理改善市政污泥脱水性能的机理研究

探讨了零价铁（ZVI）活化过一硫酸盐（PMS）联合单宁酸（TA）调理对市政污泥高压压滤深度脱水的影响;通过单因素试验,考察了TA、ZVI和PMS投加量及初始pH值对污泥脱水性能的影响,并深入探究实现污泥深度脱水的潜在机理.结果表明,初始pH值为6.0,ZVI投加量为120 mg·g^-1干污泥量（DS）,PMS投加量为100 mg·g^-1DS,TA投加量为0.06 mmol·L^-1·g^-1DS时,污泥的脱水效果达到最佳,比阻（SRF）和结合水去除率分别高达88.60%和53.17%.经调理联合高压压滤系统处理后,污泥泥饼含水率由89.75%降低至45.17%.进一步研究表明,联合调理实现污泥深度脱水分为3个阶段,包括氧化、絮凝和蛋白质沉淀.最终,ZVI/PMS联合TA调理可大幅提高污泥的脱水性能.该研究结果可为ZVI/PMS联合TA调理技术在市政污泥深度脱水中的应用提供一定的参考价值.     

污泥电脱水过程重金属迁移规律研究

以市政污泥和添加外源重金属的污泥为对象,研究了污泥中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn)及常见金属元素(Fe、Ca、Al和Na)在电脱水过程中的迁移规律。在特定电脱水条件下,分别考察了2种污泥的脱水效果和脱水速率,解析了电脱水过程中重金属的迁移程度及迁移速度。结果表明,电脱水可以有效降低污泥中的水分,市政污泥和添加外源重金属污泥的含水率分别由84.2%和82.3%降至54.7%和52.6%。电脱水后,重金属基本保留在泥饼中。市政污泥中重金属保留在泥饼中的比例高达88.1%~96.7%,添加外源重金属污泥则为90.2%~95.4%。常见金属保留在泥饼中的比例为82.3%~94.1%,仅有Na大部分迁移至滤液,脱水后其保留在泥饼中的比例为17.6%。该研究还发现重金属从污泥至滤液的迁移程度主要取决于其物理存在形态,而重金属的迁移速度则主要取决于其化学形态。     

城市污泥生物沥浸法和化学法调理的效果比较——对污泥理化性质及其深度脱水性能的影响研究

分别用生物沥浸法（BC）、Fenton法和石灰/三氯化铁/PAM法（石灰法）对同一批城市污泥进行调理,并以常规PAM法（CC）为对照,探究不同调理后污泥的理化性质及其脱水性能的变化差异,并用流式细胞仪测定污泥中细胞裂解情况,以分析其机理.结果表明,BC法、Fenton法和石灰法均能大幅提高城市污泥脱水性能,表现在污泥过滤比阻（SRF）值仅为常规处理的0.43%~6.12%,尤其以石灰法处理脱水性能最佳.但BC法脱水泥饼中的有机质和养分能得到最大程度的保留,有机质（56.9%）、总氮（4.66%）、速效氮（0.47%）、矿化氮（1.80%）和总磷（1.60%）含量均远高于石灰法处理,而且污泥中重金属能被部分去除（Cr、Mn、Ni、Zn溶出率分别为18.7%、50.0%、48.7%和72.9%）,该处理的污泥最具资源化潜力.而石灰法脱水泥饼由于大量脱水剂添加导致有机质（49.5%）、总氮（3.55%）和总磷（1.20%）含量明显下降,且泥饼呈强碱性（pH值接近11）.脱水滤液中的sCOD（645mg/L）和TP（4.62mg/L）也显著高于其他处理.流式细胞仪测定结果显示,BC法、Fenton法和石灰法均能导致污泥微生物凋亡,活细胞数量由原始的86%降至75%左右,特别是石灰法对污泥中细胞的破解效果最为彻底,从而释放出更多内部水和胞内物质,这可能是引起其有机质和养分大量损失至脱水滤液中的原因之一.与Fenton法和石灰法调理相比,生物沥浸法既具有能大幅提高污泥脱水性能,脱水滤液水质相对较好的优点,又具有泥饼有机质和氮磷养分高,重金属含量低的优点.     

超声-生物沥浸-氧化钙联合超高压压滤系统实现市政污泥深度脱水及其泥饼的毒性评估

本研究采用超声-生物沥浸-氧化钙调理联合超高压压滤系统对市政污泥进行深度脱水试验,探讨了其调理过程对污泥脱水效率的影响,并对调理后的脱水污泥的重金属含量及植物毒性进行评估.结果表明,经超声-生物沥浸-氧化钙调理后,比阻（SRF）去除率和结合水去除率分别达到90.12%和72.21%.经预调理联合超高压压滤系统处理后,泥饼含水率降低至49.94%,泥饼中Cr 、Cu、Cd、 Zn、As 和Pb的去除率分别为42.41%、36.50%、30.92%、27.97%、25.94%、22.11%,白菜发芽指数大于80%.通过分析污泥理化性质及滤液有机物含量,阐明该联合技术的作用机理.首先,超声预处理后,污泥结构被破坏,造成污泥粒径d_0.5减小、zeta电位上升,污泥中多糖和蛋白质被释放,从而改善脱水性能,促进污泥中重金属释放,植物毒性降低;经超声-生物沥浸调理后,污泥粒径d_0.5进一步减小、zeta电位趋近于中性,滤液中酪氨酸/色氨酸类氨基酸类有机物和酪氨酸/色氨酸类蛋白有机物被降解且疏水性的腐殖酸和富里酸类有机物含量升高,污泥脱水性能进一步提高,泥饼重金属含量进一步下降,但植物毒性反而加强;最后添加氧化钙后,污泥颗粒被重新絮凝,形成刚性骨架,增加了污泥的可压缩性能,在高压压滤过程释放出更多有机物,最终实现了污泥深度脱水,重金属总量减少,植物毒性显著降低.此外,经济分析表明该联合工艺具有一定潜在推广应用价值.     

SCDD污泥处理处置工艺简述

污泥的化学及物理调理是改善污泥脱水性能最有效、最常用的方法;污泥深度脱水可以大大减小污泥的体积,降低管理、运输、处理成本,便于后续脱水污泥的资源化利用。本文介绍了高效、实用的SCDD污泥处理处置工艺,即"调理(sludge conditioning)-深度脱水(high pressure filtration dewatering)-综合处置(comprehensive disposal)"工艺路线。目前该工艺已经在多个市政和工业污泥处理处置项目中得到了应用,取得了良好的环境和社会效应。     

广州市城市污泥处理方法

介绍了水泥窑协同处理城市污泥技术、利用城市污泥生产有机肥技术、城市污泥新型压滤机深度脱水技术及污泥改性技术,分析了它们的工艺特点、存在问题、对策及城市污泥处理处置的趋势。认为应当采用多种技术使城市污泥无害化与资源化,在自然界中应建立城市污泥的健康循环,使城市环境可持续发展。     

应用聚丙烯酰胺对市政污泥脱水性能影响的研究

简述了污泥调理方法和调理剂的分类,分析论述了污泥调理时应注意的各种影响因素;污泥调理剂应以脱水性能好、用量少、产生二次污染小为优选.通过对市政污泥进行絮凝过滤试验,研究三种类型聚丙烯酰胺对污泥脱水性能的影响.试验结果表明:当阳离子型聚丙烯酰胺投加率为0.03%时,污泥脱水性能最好,过滤水量达65.3 ml,抽滤泥饼含水率最小,为71.8%;阴离子型聚丙烯酰胺投加率为0.05%时,污泥脱水性能最好,过滤水量达66.1 ml,抽滤泥饼含水率为72.5%;非离子型聚丙烯酰胺投加率为0.06%时,污泥脱水性能最好,过滤水量达65.2 ml,抽滤泥饼含水率为74.1%.证明了对有机物含量高的市政污泥,宜选聚合度较高的阳离子型有机高分子调理剂,其消耗量少,调理效果好.     

基于半焦的城市污泥调质与机械压滤脱水

采用污泥调质和机械压滤脱水的实验方法,研究了半焦添加量和压榨压力对基于半焦的城市污泥调质与机械压滤脱水泥饼含水率的影响。结果表明:在相同的实验条件下,城市污泥机械压滤脱水泥饼含水率随着半焦添加量的增加、压榨压力的增大而降低,当半焦添加量为4 g/100 mL污泥（含水95%）,压榨压力为1.6 MPa时,压滤泥饼的含水率由现有的80%左右降至32.19%;基于半焦的城市污泥调质与机械压滤脱水的半工业试验验证了上述结论的正确性,同时发现压滤泥饼的热值由原污泥的7.82 MJ/kg提高到15.29 MJ/kg,可直接代替煤炭燃烧发电。半焦调质城市污泥+机械压滤脱水能实现城市污泥的高效能源化利用,对节约资源,保护环境有重要意义。     

基于酸化与Fenton试剂处理的焦化污泥脱水过程及其重金属迁移研究

焦化废水污泥作为典型的危险废物,含有氰类、酚类、稠环芳烃与多环芳烃等有毒成分,严重影响人类健康与生态环境安全,焦化污泥减量化是其处理处置中重要一环.针对焦化废水污泥高有机物、高油含量特点,采用酸化+Fenton试剂进行复合调理改性,改性后污泥毛细吸水时间(Capillary Suction Time,CST)、比阻(Specific Resistance to Filtration,SRF)分别达到51.2 s和0.043×10¹³ m·kg^-1,药剂投加量通过响应表面法(Response Surface Method,RSM)进行优化,在实验室板框脱水实验中得到30%硫酸投加量为37.8 mL·L^-1,FeSO₄、H₂O₂和生石灰投加量分别为47.93、34.29和143.21 mg·g^-1DS时,脱水后泥饼含水率为55.82%,滤液pH为6.66,达到污泥深度脱水目标.采用酸化+Fenton试剂复合处理可使焦化废水污泥有效减量化,其良好的深度脱水效果能为后续的无害化处置奠定基础,并有效降低处置费用.     

双氧水与硫酸铝联用改善污泥脱水性能的试验研究

基于化学溶胞和絮凝剂单独调理污泥,均能在一定程度上改善污泥脱水性能。通过联用双氧水和硫酸铝对污水厂剩余污泥进行调理,分析两者联用对污泥脱水性能的改善效果,探求最佳的试验条件。将污泥脱水滤液回用至原泥(含水率80%),探求滤液回用在两种药剂联用下对脱水性能的改善效果。试验结果表明:在双氧水和硫酸铝联合调理下,污泥的脱水性能有明显改善;两者联用的最佳条件如下:初始污泥pH=3,投加2 mL/L(AR H_2O_2体积/湿污泥体积)的双氧水,调理60 min,再投加0.2 g/g的硫酸铝。     

蓝藻泥流变学性质与压滤脱水性能的关系

蓝藻泥由于富含荚膜多糖类有机质而导致其压滤脱水性能较差且后续处理成本居高不下.采用滤饼比阻（SRF）作为压滤脱水性能的评估指标,分析了不同絮凝剂种类、絮凝剂投加量、温度、pH下蓝藻泥的压滤脱水性能与流变学参数的关系,以期利用流变学性质指导蓝藻泥的压滤脱水过程.结果表明:蓝藻泥温度升至80℃且在不加絮凝剂的情况,可以使蓝藻的压滤脱水性能接近于常温絮凝（藻泥干物质质量分数3%的聚合氯化铝）后的压滤脱水性能.从流变学角度分析,蓝藻泥是一种拟塑性流体,降低含固率、降低pH、升高温度、加入絮凝剂都可以使蓝藻泥的弹性模量和黏性模量降低,从而改善其压滤脱水性能.蓝藻泥的滤饼比阻与其流变学参数[稠度系数（K）和复数模量（|G*|）]具有显著线性相关关系,利用方程SRF=9.18×1011×K+6.70×1012和SRF=8.43×1010×（|G*|）+4.99×1012可描述蓝藻泥流变学性质与压滤脱水性能的关系.研究显示,利用流变学性质与滤饼比阻的关系方程指导实际压滤生产具有可行性,可为利用流变学性质指导实际压滤生产提供依据.      

印染行业污泥资源化技术研究和工程示范

印染行业是传统的劳动密集型产业,也是耗水大户,江浙地区是我国印染行业的集中区域。从资源化利用和实用的角度出发,针对江苏无锡某工业园区的印染污泥进行了试验研究,并根据研究结果,以常规的板框压滤工艺为主体,建设了40 t/d的印染污泥高压板框压滤脱水的示范工程。运行表明:压滤后污泥含水率平均值低于60%,并满足其作为原料送给火电厂掺烧的热值要求,达到了污泥减量化和资源化的目的。按照此示范工程处理能力估算,污泥减排率≥90%,年减排折合标准煤850 t以上。同时,压滤产生的废水通过"混凝沉淀+三维电催化氧化"预处理后,纳管排入园区的污水处理厂,未出现二次污染。     

天津市典型生物质固体燃料锅炉NO、CO排放研究

针对实际运行条件下,国内生物质固体燃料燃烧过程中NO、CO排放研究不足,排放现状不清晰等问题,在天津地区选择了6台具有代表性的生物质固体燃料锅炉,在测试中燃烧其常用燃料,采用烟气分析仪Testo350对锅炉展开了气态排放研究,重点研究了其中5台生物质固体成型燃料锅炉在不同燃烧负荷下,NO和CO的排放情况,以及另1台捆烧式锅炉在正常工况下的排放情况。测试结果表明:6台生物质锅炉的NO排放浓度均在180 mg/m~3以上,CO排放浓度均高于500 mg/m~3。其中,3台炉型的固体成型燃料锅炉随着燃烧负荷的增大,NO排放浓度降低CO浓度升高,燃烧负荷控制在75%~80%可相对减少气态污染物NO、CO的排放,其余2台炉型NO、CO排放浓度随燃烧负荷的增大变化趋势与前3台相反,且燃烧负荷控制在95%左右为优;捆烧式锅炉NO排放浓度最低为182.9 mg/m~3,但CO排放浓度却高达2 243.6 mg/m~3。研究结果可为用生物质固体燃料锅炉的实际运行提供参考,从而优化生物质固态燃料的燃烧和排放。     

水力空化-酸化调理增强污泥脱水性能分析

研究了水力空化-酸化调理作用于污泥脱水的机理。以污泥比阻（specific resistance to filtration,SRF）、污泥含水率和污泥毛细吸水时间（capillary sunction time,CST）作为主要的评价指标,测定污泥胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）中多糖、蛋白含量并进行了污泥酸化程度、污泥电子显微图像分析。结果表明:经水力空化-酸化调理污泥,污泥含水率和SRF分别从83.1%和5.12×1011 m/kg下降到69.8%和2.41×1011 m/kg,CST由50 s下降至20.8 s,各EPS组分含量下降明显,酸化作用通过影响污泥的溶解型胞外聚合物（S-EPS）和松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）中的多糖及蛋白含量改变污泥的脱水性,pH=3时污泥脱水效果最好。综上所述,水力空化-酸化调理能大大增强污泥的脱水性能,在实际工程中具有很大的应用价值。     

酸-低热联合处理对剩余污泥脱水性能的影响

为有效降低城市污水处理厂剩余污泥含水率,通过酸-低热（温度 < 100℃）联合处理污泥,探索该方法对污泥的脱水性能.研究不同pH、反应温度、反应时间对污泥脱水性能的影响,并对污泥上清液中SCOD、蛋白质、多糖的浓度以及污泥Zeta电位和污泥形貌进行分析,初步探讨其脱水的作用机理.结果表明:①酸-低热联合处理污泥时,污泥溶解性有机质大量释放,经过40 min反应,上清液中SCOD浓度达到925.76 mg/L,表明该方法能有效破解污泥EPS（胞外聚合物）,释放内部结合水.②原污泥Zeta电位为-14.10 mV,酸-低热联合处理后降至-3.49 mV,污泥颗粒之间的静电斥力显著降低.③酸-低热联合处理有利于污泥的絮凝作用,显微镜观察处理后的污泥絮凝物大且结构紧密,污泥脱水性能得到改善.④试验获得的最佳处理条件为pH 3、温度90℃、加热时间40 min,在该条件下,污泥真空脱水初始速率可达20.67 mL/min（以80 g原泥计）,泥饼真空抽滤后含水率可降至63.05%.研究显示,酸-低热联合处理可有效提高剩余污泥脱水性能,并能释放较多溶解性有机质,抽滤后污泥含水率可降至接近60%,是一种可行的低能耗污泥脱水方法.      

阴阳离子有机絮凝剂对污泥脱水效果的研究

为研究阴阳离子有机絮凝剂对污泥的脱水效果,在不同条件下分别向污泥中投加聚二甲基二烯丙基氯化铵(HCA)和聚丙烯酰胺(APAM)。结果表明:絮凝剂浓度、过滤时间、p H显著影响污泥的脱水性能;污泥脱水最佳的絮凝反应条件为絮凝剂投加量为30 mg/L,污泥p H为5,真空抽滤时间为4 min;投加HCA和APAM的污泥都能取得良好的脱水效果,但HCA污泥脱水效果优于APAM。另外,吸附架桥是离子型有机絮凝剂高效絮凝的主要机理,电中和起辅助作用。