干化床和芦苇床稳定污泥过程中的腐殖化特征简

通过现场实验，考查污泥干化床和污泥干化芦苇床稳定污泥过程中的腐殖质变化特征，重点分析了污泥腐殖化率和污泥腐殖化指数的变化情况。系统运行了3年，包括前2年的污泥负荷期和第3年的自然稳定期，检测分析在第3年进行。实验结果表明，污泥腐殖质含量历月变化不大，基本在1.1%~2.1%范围；总体上污泥的腐殖化率具有上升趋势，同一时间样品芦苇床中污泥的腐殖化率略高于干化床；污泥腐殖化指数呈上升趋势，但芦苇床略低于传统干化床；4—11月，干化床中的污泥腐殖化指数从0.079升高到0.742，芦苇床从0.042升高到0.715。经过3 y的稳定化处理，污泥的腐殖化程度和腐熟度得到有效提高。     

污泥干化芦苇床中的渗滤液水质变化特征

对3个中试规模的高有机质剩余污泥干化床中污泥渗滤液水质变化特征进行了为期2年的实验研究。Ⅰ单元作为对照床,未种植植物;Ⅱ单元和Ⅲ单元种植芦苇。Ⅰ单元和Ⅱ单元底部充填炉渣,通过穿孔PVC通风管与大气相连通,目的是通过床体填料空隙提供氧气。3个干化床按照如下周期运行:进泥大约半小时,闲置1周,污泥负荷平均为41.3kg TSS/(m2·a)。实验结果表明,污泥干化芦苇床去除污泥渗滤液中的有机物较传统干化床更有效,通风结构有利于有机物的降解;3个床体的污泥渗滤液总磷浓度均高于进泥,但两个芦苇床渗滤液总磷浓度较低,可能的原因是较传统干化床多了植物吸收作用。根据实验数据分析,3个床体中都发生了氨化、硝化和反硝化作用,单元Ⅲ获得了最高的总氮去除率30.38%,Ⅱ单元和Ⅰ单元获得的总氮去除率分别为25.47%和20.59%。高有机质剩余污泥渗滤液仍含有较高的污染物浓度,需回流至污水处理单元进行进一步处理。     

沸石粉在污泥生态床中的应用研究

研究了不同沸石粉投加比例对污泥脱水、沉降、干化时间、污泥生态床中植物根部干重的影响,最终选定沸石粉投加比例为6%。在此投加比例下,对污泥生态床中的氮磷含量进行了测定,结果表明,黄花鸢尾床与芦苇床,总磷含量下降分别为13.2%和12.2%;总氮含量下降分别为48.3%和49.2%;硝氮含量下降分别为67.2%和70.2%。     

基于mcrA基因分析污泥干化芦苇床中产甲烷菌的多样性

基于mcr A基因探讨污泥干化芦苇床稳定污泥过程中的产甲烷菌多样性,利用PCR-DGGE技术分析不同时期、不同干化床污泥中产甲烷菌群落变化。DGGE图谱聚类分析发现,同一时期不同干化床污泥中产甲烷菌群落相似度较高;而同一干化床、不同时期污泥中的产甲烷菌群落有显著的差异。结果表明,污泥干化芦苇床中产甲烷菌的优势种属主要随芦苇生长时期和污泥稳定化时间的延长而改变。基于序列和系统发育树分析,干化床污泥样品中主要的产甲烷优势菌属是甲烷杆菌属(Methanobacterium),甲烷微菌属(Methanomicrobium),表明有通气结构的芦苇床更能有效抑制产甲烷菌的生长,进而有利于减少甲烷的排放。     

湿污泥在流化床中干燥特性

在鼓泡流化床干燥器内,床料采用0～1 mm的石英砂,以热空气作为干燥介质,对城市污水污泥的流态化干燥特性进行实验研究。通过控制送风温度、流化风量、加料量、污泥粒径等参数,研究在不同工况条件下床温以及干污泥含水率的变化情况。结果表明,随着送风温度的升高,床温升高,干污泥含水率下降,最终趋向于一个稳定值8%。床温随流化风量的增加先是减小而后升高,干污泥的含水率随流化风量的增加先是降低而后增大。当加料量从11 kg/h增加到13kg/h时,干污泥的含水率基本没有变化,当加料量超过13 kg/h时,干污泥的含水率从8.1%开始呈递增趋势。随污泥粒径的增大,床温升高,干污泥含水率也随之升高。     

不同有机质含量进泥的污泥干化芦苇床运行效能

污泥干化芦苇床是将人工湿地和污泥干化床进行有机结合,形成的一种新型污泥处理系统。系统运行时,周期性地将污泥布向湿地表面,水经填料层向下渗滤,并经由底部排水管流出;污泥中的固体物质被截留在填料层上面,通过蒸发蒸腾作用进一步脱水。通过系统地考察不同有机质含量剩余污泥在污泥干化芦苇床中的稳定化效果,总结并对比分析了污泥干化芦苇床对不同原泥的矿化程度、氮磷等营养物质的去除、微污染有机物的降解以及温室气体排放等。经过2年的布泥期和1年的稳定期,污泥有机质得到有效处理,高、低有机质含量污泥的稳定化程度分别达到54.50%和58.20%,满足GB 18918-2002中稳定化污泥标准的要求,同时高于GB 8712-1987(10%)的城镇垃圾农用控制标准要求。污泥氮磷含量仍然处于较高水平,可作为植物性营养元素;其中高、低有机质含量污泥中氮的含量分别从7.10%降到3.10%和从2.52%降到0.98%。微污染有机物如多环芳烃得到有效去除,高、低有机质含量污泥中多环芳烃分别去除了67.28%和32.64%,其中湿地植物芦苇起到了积极作用;监测结果表明,污泥干化芦苇床会释放一定量的温室气体,其中CO_2释放量为16.5~65.2 g·(m~2·d)~(-1),CH_4释放量为0.43~1.95 g·(m~2·d)~(-1),用CO_2来衡量CH_4的全球变暖趋势,污泥干化芦苇床CO_2释放量为15.02 g·(m~2·d)~(-1)。     

厌氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性，是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor，AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究，AEBR在启动运行期内，接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件，污泥粒径经历从大变小，再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天，粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％，平均粒径为952μm，到运行期第173天，粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％，平均粒径达1179μm，污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后，单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity，SMA）值和胞外聚合物含量增加，分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内，辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性，AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样，反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。     

造纸污泥生物干化特性及其影响因素实验研究

采用自主设计的污泥生物干化实验装置，研究了造纸污泥生物干化特性及其影响因素。重点研究了物料配比和评价参数（温度、pH值、含水率、挥发性固体、ATP含量和淀粉分解菌数量等）的变化规律。结果表明：通过正交实验获得生物干化的最优物料配比为：淀粉（25g／500g）、锯末（40g／500g）、接种量（15mL／500g）和磷酸二氢钾（5g／500g）。造纸污泥生物干化过程中，物料温度、pH值、含水率、挥发性固体、ATP含量和淀粉分解菌数量等指标变化规律性强，效果指示性明显，均可作为污泥干化效果的表征参数。在最优工艺条件下，污泥温度达到47．8℃，经过7d生物反应后，含水率降低到50．3％，挥发性固体降低到49．5％，生物干化效果显著。     

天氧膨胀床处理低浓度污水的污泥颗粒和生物活性变化

污泥的聚集形态和活性，是影响厌氧反应器处理效率的关键因素。通过对厌氧膨胀床反应器（anaerobicex—pandedblanketreactor，AEBR）处理低浓度城镇污水在启动和稳定运行期的污泥活性研究，AEBR在启动运行期内，接种颗粒污泥为适应低浓度基质条件，污泥粒径经历从大变小，再重新颗粒化粒径变大的过程。在运行期第103天，粒径小于1000μm污泥的体积比达到44．7％，平均粒径为952μm，到运行期第173天，粒径小于1000μm污泥的体积比降为28％，平均粒径达1179μm，污泥重新颗粒化完成。颗粒污泥适应新的环境后，单位重量污泥的最大比产甲烷活性（specificmetha．nogensisactivity，SMA）值和胞外聚合物含量增加，分别达到112mLCH4／（gVSS·d）和215mg／gVSS。在处理实际城镇污水的AEBR反应器内，辅酶F420含量可以有效指示污泥样品的产甲烷活性，AEBR反应器不同高度位置的污泥活性不一样，反应器底部污泥活性低于中上部区域污泥的活性。     

小城镇污水处理厂污泥土壤化植物床的运行

随着我国污水处理率不断提高,污泥产量快速增加,污泥的资源化利用问题日益突出。针对这一问题,采用污泥土壤化植物床技术处理小城镇污水厂污泥。通过一个小试装置和4个中试单元,对植物床处理过程中的污泥泥质以及滤液水质变化进行了分析,研究比较了甜象草床、芦苇床、香蒲床对污泥的处理效果。研究表明,污泥土壤化植物床对投加到其中的污泥会产生一系列复杂作用,有助于污泥脱水和稳定化,同时能有效地对污泥渗滤液进行截流净化。     

预制床技术在油泥(砂)处理中的应用

采用预制床生物修复技术首次对江苏油田3个井站的罐底油泥(砂)和三相分离器废油泥(砂)进行工艺研究,建立了运行稳定的处理与利用现场示范工程,取得了满意的试验效果,现场油泥(砂)的总油含量＞100 g/kg(土),装置运行2个月,总油去除率96.4%～98.4%,其中烷烃去除率74.7%～98.5%,沥青质去除率75.0%～89.4%,芳香烃去除率85.5%～99.6%.     

流化床中污泥干燥特性

以湿污泥为原料在气固流动流化床干燥器内进行了污泥干燥特性的实验研究,考察流化风速、送风温度、联合干燥热量配比的变化对干燥强度、干燥热效率及平均传热系数的影响。实验结果表明,流化床污泥干燥最佳流化风速为1.48 m/s左右;随着流化风温的升高,干燥强度和干燥热效率逐渐增大,但增幅减小;单独的加热管干燥和流化风干燥的干燥热效率均较低,分别为33%和45%左右。在相同总输入热量下,随着内置加热管输入热量的比重越来越大,干燥热效率、干燥强度和平均传热系数均先增大后减小。     

摇动床生物膜反应器和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的研究

利用摇动床生物膜反应器(简称摇动床)技术具有的容积负荷高与污泥产量低的优点,在普通活性污泥池的前部填充高性能丙烯酸树脂纤维(Biofringe)填料,研究了摇动床和活性污泥法组合技术处理高浓度有机废水的有效性。结果表明,该组合技术具有很强的有机物去除能力,当进水COD平均质量浓度由1500mg/L上升到2514mg/L时,出水COD的平均去除率基本保持在96%以上;整个运行阶段的出水COD浓度均满足《污水综合排放标准》(GB8978—1996)的二级标准;当进水NH4+-N浓度增加时,NH4+-N的去除率由99.7%降低到76.5%,但是在试验运行的整个阶段,摇动床和活性污泥法组合技术系统都表现出较强的硝化能力;活性污泥池中最高的混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度为10625mg/L,最高MLSS约为普通活性污泥法的4倍;运行结束后的污泥产率为0.186,污泥产率仅为普通活性污泥法的50%左右。     

蠕虫捕食对污泥性质的影响

利用一种新型静态序批式蠕虫生物反应器处理剩余污泥，另设一个未加蠕虫的反应器作为对照。通过对比分析2个反应器中污泥的比减量速率、沉降性能、脱水性能和比好氧速率来研究蠕虫捕食对污泥性质的影响。实验结果表明，蠕虫具有良好的污泥减量效果，蠕虫加入后可使污泥比减量速率增加（0．15±0．02）mg／（mg·d）。蠕虫作用后污泥沉降性能明显改善，污泥容积指数（SVI）降低28．9％，胞外聚合物（EPS）含量减少和污泥絮体结构变得更加密实规则是污泥沉降性能得到改善的重要原因。蠕虫捕食后污泥脱水性能变差，污泥标准化毛细吸水时间和比阻分别增大2．45倍和1．16倍，推测主要是由污泥絮体平均粒径减小造成的。另外，蠕虫的存在会降低污泥的微生物活性，异养细菌、氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的比好氧速率分别降低7．09％、7．84％和8．29％。     

处理造纸废水的EGSB反应器内颗粒污泥特性

为了解高效厌氧反应器的颗粒污泥特性，研究了生产性EGSB反应器处理造纸废水不同高度的颗粒污泥的固体浓度、外观形态和产甲烷活性。采用甲烷势自动测试系统测试产甲烷活性，测试时间3d。结果表明，颗粒污泥的固体浓度以及溶解性COD随高度的增加逐渐降低，有机质含量沿整个反应器高度不变。反应器内固体浓度和有机质含量平均值为Ts：（123±4）g／L，VS：（75±3）g／L，VS／TS：（61±3）％。溶解性COD浓度由723mg／L降低到449mg／L。反应器内的颗粒污泥产甲烷活性为（0．32±0．03）gCOD／gVSSd（112mLCH。／gVSSd）。反应器底部和顶部颗粒污泥的当量直径分别为169μm和145μm，颗粒污泥呈椭球状（圆度为2．6）。EGSB反应器内由于进水的上升流速较高，污泥颗粒处于膨胀状态，致使颗粒污泥特性沿反应器高度变化不大。     

NaCl盐度波动对处于污泥膨胀的耐盐脱氮污泥沉降性能的影响

以处于污泥膨胀的耐盐脱氮污泥为研究对象，分别采用有效容积为2和240L的SBR装置（编号1#和2#），在进水NH3-N浓度为40—100mg／L，pH为7．45～8．0，溶解氧为3～5mg／L，温度为28～30℃的条件下，分别研究不同NaCl盐度（0、10、20和30g／L）对污泥沉降性的影响。实验结果表明，在NaCl盐度条件下，可以明显改善耐盐脱氮污泥的沉降性。NaCl盐度越高，污泥絮凝体体积减小、丝状菌及原生动物减少趋势越明显，污泥沉降性效果越好。在30g／L盐度时，1#和2#SBR的SV30分别从95％和80％降至53％和30％，SVI分别从185．5和170．8mL／g降至127．3和78．4mL／g。     

市政污泥与生活垃圾混烧技术验证

对市政污泥与生活垃圾混烧进行了验证研究。结果表明，与生活垃圾单独焚烧相比，污泥与生活垃圾混烧后烟气中NOx、CO和HCl的浓度没有出现明显变化，而SO2浓度出现了下降（从82～93mg／m3下降至41～70mg／m3）；Hg、Pb、Sn、Cr和Zn的浓度均表现为不同程度的上升，但仍然符合GB[g485；二恶英从0．0087μgTEQ／m3降至O．0047μgTEQ／m3。掺烧半干污泥比例为10％、12％和15％时，吨物质的发电量分别为311．8kWh／t、306．7kWh／t和296．1kwh／t。混烧污泥在一定程度上降低了系统的发电量，因此建议混烧污泥的比例不应大于15％。测算的污泥混烧成本约209元／t（80％含水率）。