热水解预处理对污泥厌氧消化有机物转化的影响及机理

热水解预处理能促进污泥厌氧消化,然而关于热水解后剩余污泥水解液中组分的变化研究较少。以城市剩余污泥为研究对象,探究了热水解预处理后水解液组分的变化。结果表明,热水解预处理能够有效水解污泥中的有机质,并且水解程度与温度密切相关。当热处理的温度分别为150℃和170℃时,挥发性悬浮固体(VSS)水解率分别为38.1%和41.2%,溶解性碳水化合物的水解率分别为37.9%和42.9%。水解液中氮主要以有机氮的形式存在,温度的变化对氨氮影响较小。对热水解预处理后水解液的组分分析有助于增加对水解液后续利用的认识。     

热水解对污泥厌氧消化可降解性的影响及其机理探究

本文探究了热水解预处理对剩余污泥(WAS)厌氧消化性能的影响。结果表明170℃是热水解的最佳温度,热水解预处理能够促进污泥厌氧消化产甲烷2 561 m L,是原污泥实验组的1.5倍。此外,热水解预处理能够促进挥发性脂肪酸的积累和挥发性悬浮固体的减量化,挥发性悬浮固体(VSS)的最大减量率为34%。热水解促进与甲烷有关关键酶的活性。微生物群落结构分析表明热水解促进Firmicutes和Actinobacteria的相对丰度,其相对丰度分别为35.6%和3.9%。     

热水解预处理改善污泥脱水性能的实验研究

采用脱水污泥为材料,从热水解的原理出发,研究了不同的水热时间、温度、加碱量对污泥脱水性能的影响,并用Zeta电位、SEM、UV-Vis对污泥进行表征。实验结果表明,含水率85%的污泥,在120℃条件下热水解30 min,污泥的离心干基含水率从4.09降到了3.85;当投加碱(m(CaX_2)/m(VS)=0.08)时,污泥的离心干基含水率下降明显,在160℃条件下热水解40 min,污泥离心干基含水率下降幅度达到9.4%和7.9%。     

超声预处理剩余污泥水解试验研究

通过改变超声时间、超声密度和水解时间,研究污泥厌氧水解过程中SCOD,NH3-N和TP释放量,最终确定最佳的剩余污泥预处理条件和水解时间。得到的试验结果如下:当剩余污泥超声预处理频率为20~25 k Hz,超声密度为1.6 W/m L,超声时间为15 min,污泥水解1 h时,污泥的释放达到最佳,此时SCOD溶出率高达45.55%,而NH3-N和TP释放量较低,该预处理条件下获得的污泥水解上清液为污水厂提供了有利的补充碳源。     

以SRB颗粒污泥为载体的硫酸盐型厌氧氨氧化的启动研究

采用复合式厌氧折流板反应器(HABR),研究先驯化硫酸盐还原菌(SRB)颗粒污泥、再以之为载体进行硫酸盐型厌氧氨氧化的启动,通过NH_4~+-N、SO_4~(2-)、COD等指标的变化探讨启动的效能。在7pH8.5、温度为(32±1)℃的条件下,采用低负荷启动方式,以CH_3COONa为有机碳源,通过逐步缩短HRT提高进水负荷来驯化培养硫酸盐还原菌颗粒污泥。结果表明,SO_4~(2-)与COD去除效果逐步达到稳定,最高去除率分别为86.2%和68.8%,S0全程积累并趋于稳定,经过60 d的驯化,SRB颗粒污泥平均粒径达到3 mm,硫酸盐还原反应启动成功。之后以驯化成熟的SRB颗粒污泥为载体,保持COD为50 mg/L,通过提高进水中NH+4-N和SO2-4负荷的方式启动硫酸盐型厌氧氨氧化。结果表明,NH_4~+-N和SO_4~(2-)去除效果逐步上升并稳定在50%以上,最高分别达到52.5%与53.7%。硫酸盐型厌氧氨氧化成功启动。     

城市污泥微波干化及污染物析出特性研究

采用直接热干化和微波两种方法对3种城市污泥进行了研究,分别考察了温度、污泥厚度、微波功率对干化过程的影响,并研究了干化气体的二次污染问题。研究表明,直接热干化耗时长,温度和污泥厚度是影响干化过程的主要因素;微波干化耗时短,效率高;厚度为4 mm的污泥在微波功率为1 200 W时,仅需3min含水率降至10%以下。微波干化气体的冷凝液COD,NH_4~+-N指标明显低于直接热干化。     

化工剩余污泥烧结填料的试验研究

以化工剩余污泥、粘土、重油为原料,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为3～6mm的水处理用填料。采用单因素考察了原料配比、预热时间、预热温度及烧结温度等试验条件对填料性能参数的影响,确立了最佳工艺参数:污泥灰渣、污泥、粘土、重油比例为5∶3∶1∶1、预热时间20 min、预热温度300℃、烧结温度1 050℃。在此条件下,填料的堆积密度为448 kg/m3,吸水率为54.2%,表观密度为517 kg/m3,比表面积为29.247 m2/g,并采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征。     

花生壳改性及其对Cu2+的吸附研究

研究了花生壳改性及改性花生壳对溶液中Cu2+的吸附特性及最佳吸附条件.结果表明,热水煮沸、乙醇加热回流可对花生壳有效脱色,脱色后对花生壳进行黄化处理使花生壳的表面及内部结构发生改变,有利于对Cu2+的吸附.以Cu2+初始质量浓度、pH值、时间、温度为影响因素,进行正交试验确定了改性花生壳对Cu2+最佳吸附条件:Cu2+初始质量浓度为20 μg/mL,pH=7,温度为25℃,时间为30min.Cu2+的吸附效率可达98%,吸附量约为2.7 mg/g.     

超声强化好氧堆肥结合蚯蚓处理污泥过程中有机碳的动力学研究

有机碳的变化能反映好氧堆肥及蚯蚓处理这两个过程中污泥有机物的分解情况。将城镇污水处理厂剩余污泥通过超声强化10 min,研究4种不同的污泥混合比例,在蚯蚓放养密度为80 g/kg的条件下,好氧堆肥结合蚯蚓处理污泥过程中有机碳的变化规律。结果显示:经过超声强化的污泥,有机碳的分解率高于未经超声强化的污泥;有机碳随着反应时间的增加而逐步下降。好氧堆肥阶段的有机碳分解率高于蚯蚓处理阶段。经超声强化的实验组别有机碳平均分解率为43.36%,其平均降解速率常数k值为0.007 3 d-1。从有机碳的变化趋势来看,使用超声强化好氧堆肥结合蚯蚓处理剩余污泥系统,宜选择的工艺参数是,超声处理时间10min,蚯蚓放养密度是80 g/kg,混合超声强化污泥量60%。     

UASB去除猪场废水有机物影响因素研究

为有效解决畜禽养殖废水有机物的污染问题,采用UASB小试装置处理某猪场养殖废水,考察容积负荷、pH值、温度及回流比等因素对UASB去除有机物效果的影响,并对稳定运行期颗粒污泥的粒径和生物相进行观察。结果表明,UASB能有效去除猪场养殖废水中的有机物,其处理效果与容积负荷、pH值、温度、回流率等因素有关。在容积负荷、pH值、温度、回流率分别为3.68 kg COD/(m3.d)、7.0、35℃和40%的条件下,UASB对COD的去除率稳定在85%左右。厌氧颗粒污泥的形成(颗粒污泥粒径为1.0~2.0mm时,污泥质量占总量的69.56%)及污泥表面丰富的细菌群落为UASB高效的处理效能奠定了基础。     

pH值对剩余污泥有机物溶出和菌群结构的影响

碳源不足是制约生物脱氮除磷效果的重要因素,对剩余污泥进行厌氧发酵处理可获取污泥内碳源,而pH值是影响污泥发酵产酸的关键因素。以城市污水处理厂剩余污泥为研究对象,采用批次试验考察了pH值分别为3、5、7、9、10、11时剩余污泥厌氧发酵过程中有机物的溶出情况,并利用高通量测序技术对强酸和强碱环境下的发酵污泥进行细菌群落结构分析。结果表明,pH值影响剩余污泥厌氧发酵过程中有机物的溶出和发酵体系的细菌群落结构。碱性条件下污泥破解率和有机物溶出率均高于酸性和中性条件,pH=10是厌氧发酵产酸的最适pH值条件,发酵10 d时的VFAs质量浓度最高为166.23 mg/L,且以异丁酸为主。高通量测序结果显示,pH=3和pH=10时的优势菌门均为Proteobacteria、Chloroflexi、Firmicutes和Bacteroidetes,pH=3时的微生物群落结构的丰度和多样性均高于pH=10时,但pH=10时的发酵污泥中水解酸化菌的丰度更高,因此可促进有机酸的积累,优势度最高的门为Firmicutes,其次为Chloroflexi。     

温度和时间因素对滤料水解特性的影响北大核心CSCD

滤料是决定袋式除尘器除尘效率和污染物排放质量浓度的关键因素,在工业使用过程中经常出现水解破损的问题。为研究温度和时间对滤料水解特性的影响并对比不同滤料的耐水解性能,采用蒸汽试验法在高温高压环境下模拟并加速滤料的水解反应。结果表明:在135℃、80%湿度、0.22 MPa相对压力的环境中水解12 h后涤纶滤料纬向断裂强力保持率为61.6%,纬向断裂伸长率保持率为90.6%;亚克力滤料经向断裂强力保持率为93.6%。中性环境下,延长水解时间或提高水蒸气温度可加速滤料水解,水解后滤料表面出现褶皱,内部纤维卷曲,断裂强力降低,断裂伸长率先增后减,并伴随出现收缩现象;红外光谱中无新官能团产生,亚克力滤料耐水解性能优于涤纶滤料。     

黄孢原毛平革菌在城市剩余污泥中的培养条件优化研究

城市剩余污泥中含有一定的营养物质,可作为微生物的培养基。以黄孢原毛平革菌为对象,从剩余污泥和马铃薯葡萄糖液体培养基(PDL)配比、接种量、摇床转速、培养温度和时间等方面进行试验研究。结果表明:在100mL培养体系中含30g剩余污泥、40mLPDL或3g葡萄糖(pH=6.5),接种1 mL含107mL-1黄孢原毛平革菌的孢子悬液,温度为28℃,转速为150 r/min,培养84 h,得到黄孢原毛平革菌生物量可达3.3 g,剩余活性污泥的生物学转化率为30%~50%。城市剩余污泥可以作为黄孢原毛平革菌生长的培养基,从而实现污泥的无害化和资源化的最终目标。     

活化剩余污泥对Pb2+的吸附热力学研究

以城市污水处理厂脱水干污泥为原料,以浓硫酸为活化剂,制备活化剩余污泥吸附剂,采用正交试验法考察了Pb2+初始质量浓度、初始pH值、吸附温度、活化剩余污泥投加量对活化剩余污泥吸附性能的影响.结果表明,活化剩余污泥对Pb2+的最佳吸附条件为pb2+初始质量浓度60 mg/L、初始pH值5、活化剩余污泥投加量100mg、吸附温度288 K,影响从高到低的各因素为Pb2+初始质量浓度、吸附温度、初始pH值、活化剩余污泥投加量.采用Langmuir、Freundlich、D-K-R吸附等温方程对不同温度下的吸附平衡试验数据进行拟合.Langmuir吸附等温方程可以较好地描述活化剩余污泥对pb2+的吸附平衡过程.其吸附过程吉布斯自由能△G为-3.35 ～-0.32 kJ/mol,焓变△H和熵变△S均为负值,表明活化剩余污泥对pb2+的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应.     

北京城市污泥大颗粒低温热干化效率研究

污泥热干化工艺的高运行成本制约着该工艺在我国的推广.为确定污泥低温热干化的最佳效率条件,提供节约热干化工艺成本的理论基础,以北京市城市污泥为样品对低温热干化进行了模拟试验.比较了不同温度(125℃、150℃、175℃、200℃)、不同比表面积(柱形、饼形、球形)的大颗粒污泥的干化速率,并试验了有无流动气氛两种环境条件.结果表明,污泥热干化大致分为3个阶段:升速阶段、匀速阶段和降速阶段.3种形状中,饼形污泥的干化效率最好;干化效率点在125～150℃;提出了修正的Page模型,并且通过参数分析得到了低温热干化的温度效率拐点,佐证了效率点温度在140℃左右;流动气氛会进一步提高脱水效率.污泥热干化尾气释放特性一直是研究难点,用土壤中VOC的监测方法发现,新鲜污泥中的VOC能被准确监测,但经过加热干化后的尾气中的有机成分剧增,而且难以使用GC/MS定性.     

褐煤燃烧阶段烃生成规律研究

为研究煤矿火灾时期烃生成规律,对褐煤进行热重分析和管式炉程序升温实验,得到不同温度下CH_4,C_2H_6,C_3H_8,C_2H_4,C_2H_2及O_2的体积分数。结果表明:褐煤燃烧阶段温度为247~433℃;CH_4体积分数在348℃达到最大值,耗氧量及C_2H_6,C_3H_8,C_2H_4,C_2H_2体积分数在399℃达到最大值;CH_4,C_2H_4,C_3H_8体积分数及耗氧量与温度呈近线性关系;C_2H_6,C_2H_2体积分数与温度呈指数关系;随着温度升高,(C_2H_6+C_3H_8)/(CH_4+C_2H_6+C_3H_8)比值升高,CH_4/(CH_4+C_2H_6+C_3H_8)比值、CH_4/(C_2H_6+C_3H_8)比值均降低,C_2H_6/CH_4,C_2H_2/CH_4和C_3H_8/C_2H_6比值与温度呈指数关系变化,可以作为预测火区燃烧状态判定指标。     

十六烷基三甲基溴化铵改性污泥对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以开封市西区污水处理厂剩余污泥为原料,在酸性条件下添加十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)制备了改性污泥吸附剂。通过静态吸附实验考察了污泥改性前后对Cr(VI)废水的吸附性能。结果表明,最佳改性条件为在0.6 mg/L的HCl溶液中,按液固比为20∶1加入污泥,控制温度95℃以上添加1%的CTAB,反应5 h;SEM,BET分析表明,污泥改性后其表面以及孔洞内变得更加粗糙和疏松,污泥BET比表面积增大了2.3倍,总孔容增大了1.7倍,红外光谱表明CTAB基团嫁接到污泥结构中;当Cr(VI)初始质量浓度20 mg/L、最佳pH为2.0、反应温度25℃,改性吸附剂投加量为8.0 g/L、吸附0.5 h后,Cr(VI)的去除率可达到91.3%,去除率比改性前增大了53.5%。     

桨叶式干燥机干化含油污泥工艺研究

含油污泥属于危险废物,对环境危害极大,但因含有一定的油质而具有回收价值,利用热干化技术将其水分降低后,可成为燃料加以利用。为了探索桨叶式干燥机处理含油污泥的可行性,以炼油厂污水处理厂的含油污泥为处理对象进行干化处理试验研究,分析了不同干化温度、干化时间和污泥供给量对出料污泥含水率和热值的影响。研究结果表明,含水率77.6%的污泥样品,在最佳运行条件下,即当干化温度为180℃,干化时间为25min和污泥供给量为60kg/h时,干化污泥的含水率可降至30%,热值达到4 250kcal/kg。     

进水方式对序批式深床人工湿地硝化效能的影响

针对现有人工湿地硝化效能低、占地面积大的问题,研究污水处理厂尾水人工湿地高效硝化深度处理技术,采用序批式深床人工湿地反应器(DSCW),考察进水方式及其运行工况对硝化效能的影响。结果表明,进水方式、进水时间和闲置时间对湿地硝化效能影响显著。进水方式采用"连续进水-间歇出水"较连续进出水运行工况NH_4~+-N去除率高39.69%。连续进水时间为5.5 h、7.5 h、11.5 h时,NH_4~+-N去除率分别为81.82%、88.12%、89.91%;闲置时间为0、2 h、4 h时,NH_4~+-N去除率分别为88.12%、94.46%、92.60%。反应器在水温(20±3)℃、负荷35.56 g NH_4~+-N/(m2·d)、连续进水7.5 h-间歇出水0.5 h-排空闲置2 h运行工况下,出水NH_4~+-N为0.91 mg/L,去除率为94.46%,系统NH_4~+-N去除效能大幅提高。     

油田高浓度含油污泥热馏油回收工艺研究

利用研制的热馏处理反应装置处理油田产生的高浓度含油污泥,回收其中的轻质石油烃类,分析了该工况下影响含油污泥轻质油回收率的主要因素.结果表明,在该装置中,石油烃类回收效率达到60%以上,油泥总体积减小70%;控制加热温度及速率、调整搅拌强度与催化剂投加量是决定油回收量及油品状况的参数,理想的条件参数为:搅拌速率60 r/min以上,反应温度600℃以下,反应釜升温速率2℃/min,催化剂投加量4%.对回收油品进行分析,表明该油品性质指标除碘值和酸度同国家柴油标准有差别外,其余指标均符合国家0#柴油标准.