超声波工作参数对污泥中磷释放的影响

若能有效释放与回收污泥中的磷,对缓解磷资源短缺有重要意义.为获得较好的磷释放效果,本研究以剩余污泥为研究对象,考察了超声波法处理污泥过程中超声波作用时间和声能密度对磷释放的影响.实验结果表明,在超声波作用60 min内,污泥中的磷释放量随超声波作用时间的延长而明显增加;磷释放随声能密度的提高呈现先快后慢的上升趋势,声能密度在0.2～1.2 W/mL范围时,其对磷释放的贡献度随超声波作用时间的提高而降低;污泥所释放的磷以PO3--P为主,占所释放TP的59.5％ ～87.2％;污泥中磷的释放量随超声能量增大而提高,上升趋势为先快后慢,在相同超声能量下,低声能密度长超声波作用时间下的磷释放效果优于高声能密度短时间下的释放效果.     

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)。     

低频超声波预处理污泥的实验研究

污泥水解是污泥厌氧消化过程中的限速步骤,为提高污泥厌氧消化效率,采用低频超声波技术对污泥进行预处理,考察超声波作用时间以及声能密度对污泥预处理效果的影响.结果表明,低频超声波预处理可分散污泥絮体,使污泥内有机物大量溶出,提高污泥的厌氧消化性能.延长超声波作用时间或增加声能密度均有助于污泥中有机物、氮、磷等物质的释放.当超声波声能密度为0.138 W/mL时,超声波作用20 min后,上清液溶解性COD(SCOD)、TN、TP分别为初始的11.7、4.1、9.9倍.挥发酸(VFA)的增加量取决于超声波频率,低频超声波对VFA无显著影响.超声波预处理对污泥絮体有很强的破碎作用,使胞外聚合物(EPS)溶解释放,当声能密度为0.034、0.069、0.138 W/mL时,超声波作用20 min后,污泥上清液中的蛋白质质量浓度由初始的28.3 mg/L分别增加到79.4、108.7、142.9 mg/L;糖类质量浓度由初始的41.2 mg/L增加到142.7、175.8、240.4 mg/L.     

超声波对污泥中SCFAs释放影响及作用效应研究

以剩余污泥为研究对象,考察了超声波处理过程中超声时间及声能密度对污泥中短链脂肪酸SCFAs释放的影响及其作用效应。实验结果表明,污泥中SCFAs的释放量随超声时间和声能密度的提高而提高,但当超声能量270 J/mg MLSS后,SCFAs释放变缓甚至下降;在相同能耗下,长超声时间、低声能密度的超声波处理条件更有利于污泥SCFAs的释放,超声时间影响更显著;污泥中释放的SCFAs以乙酸及丙酸为主。在超声波释放剩余污泥SCFAs过程中自由基效应及热效应皆不显著,机械效应起最主要作用。     

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。     

超声波处理剩余污泥有机物、氮和磷的释放特性研究

以生活污水处理厂污泥为研究对象.采用超声波技术研究了污泥破解过程中有机物、氮和磷的释放规律.结果表明,在声能密度为0.167、0.330、0.500 W/mL的条件下,污泥中的有机物、氮和磷的释放均随超声时间而增加;破解后污泥释放出的有机物以分子量(MW)≤2 000的物质为主,且上清液BOD5/COD>0.33;所释放的氮以有机氮为主,其次是氨氮,污泥破解液COD/凯氏氮平均值为11,适合于生物法脱氮;污泥破解所释放的正磷酸盐约占污泥总磷质量的6.0%～18.2%.利用沉淀结晶法将其回收,可减轻原污水处理工艺的磷负荷.     

超声波处理回流剩余污泥对SBR工艺的污泥减量效能

在SBR中试系统中,采用较高声能密度较短时间的超声波处理剩余污泥后回流至系统连续运行20 d的方式进行污泥减量,通过分析测定系统MLSS、累计排泥量以及系统出水水质指标,考察了系统污泥减量效果及污泥回流对系统污水处理效果的影响。结果表明,对SBR系统2/3的剩余污泥用声能密度为1 W/mL的超声波预处理6 min后回流至SBR系统。SBR系统最终需处置的污泥量减少了45.64%,获得了理想的污泥减量效果。污泥回流后SBR系统对SS、COD、TN以及NH4+-N的去除效果均无明显变化,仅出水TP含量略高于对照的SBR,出水水质仍能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。     

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。     

超声波对污泥水解的促进作用

以超声波预处理城市污水处理厂剩余污泥,考察不同功能密度下的超声波对污泥水解释放碳源过程的影响。结果表明,污泥经超声波预处理,可缩短污泥水解时间,促进VFA释放,且声能密度越大,促进作用越显著;当声能密度为0.138 W/mL、作用时间为1 min时,污泥水解4~5 d后,释放VFA达到800 mg/L,VFA/TN由初始的1.98提升至4.15,VFA/TP由初始的24.78提升至42.35。同时,超声波不仅破坏污泥絮体结构,而且提高了微生物中蛋白酶和辅酶F420的活性,更有利于污泥水解。     

超声处理对活性污泥系统污泥减量效果的研究

在活性污泥系统采用超声波处理剩余污泥以考察污泥减量效果及其对系统处理效果的影响.结果表明:在声能密度0.25～0.50 W/mL范围内,经过1～30 min的超声波处理,系统表观产率显著下降,剩余污泥的产量可以减少20%～50%左右.同时发现,污泥的沉降性能指标SVI有所下降,而污泥的稳定性有所提高,活性污泥系统的出水水质略有不同程度的下降.