污水处理厂污泥的再利用集成技术

将武汉市污水处理厂的剩余活性污泥在不同pH、不同时间下水解，测定水解液的蛋白质含量、重金属离子含量、氨基酸的种类及含量；将水解液制备成蛋白质泡沫灭火剂并测定其灭火参数；将所剩残渣干燥并测定热值，按5％的比例与煤混合压制成蜂窝煤，并测定热值。实验表明，所制备灭火剂的各项指标符合国家标准，所制备蜂窝煤减少了黄泥的使用，增强了蜂窝煤的热值，燃烧试验证明是完全可行的，该集成技术可实现污泥减量化、无害化和资源化利用。     

城市污水处理厂剩余污泥热值测定方法优化研究

目前的城市污水处理厂剩余污泥热值的测定主要参考煤热值的测定方法。根据污泥的特性,对热值测定过程中污泥的干燥方式、助燃剂的影响和热值校正计算3个方面进行了优化研究。结果表明,冷冻干燥(-50℃)能够避免污泥有机物的挥发,从而精确地测定剩余污泥的热值;对于有机物含量较高的污泥(VS/TS>0.57),不添加助燃剂也能准确测定污泥的热值;通过测定氧弹洗液中硫酸和硝酸的含量来计算热值校正,从而准确得到污泥的热值。     

城市污水厂污泥替代营养盐培养海水小球藻的研究

为了城市污水厂污泥的资源化利用,对污泥替代F/2培养基培养海水小球藻(Chlorella pacifica)进行了研究。首先采用研磨-离心法制备污泥抽提液,将其与F/2培养基按体积比7∶3混合,接种微藻并在优化的条件下培养6 d,逐日测定混合液中无机氮、磷的浓度,培养结束后测定微藻生物量以及干藻中蛋白质、氨基酸和重金属含量。结果表明,将微藻在最佳条件下培养6 d后,混合液中PO34--P、NO2--N、NH4+-N和NO3--N的吸收率分别达到97.32%、96.72%、97.55%和78.13%;与F/2培养基对照组相比,混合液中微藻的生物量增加11.5%;蛋白质、必需氨基酸和非必需氨基酸的含量变化不大。另外,干藻中的重金属含量符合饲料行业标准的要求。     

城市生活垃圾、污泥和煤粉混合燃料热值的研究

为了寻求生活垃圾和污泥的高效资源化、能源化方法.选取生活垃圾、污泥和煤粉的混合,枯枝落叶,助燃剂MnO2,脱硫剂 CaO 为控制因子,安排正交试验,成型加工为混合燃料.测定其热值,并通过正交分析,筛选出燃料最大热值组合,即混合时垃圾、污泥、煤粉的比例为 1:1:2,枯枝落叶所占比例为 0%,助燃剂 MnO2 含量为 0.18%,脱硫剂 CaO 含量为 1.5/(100 g),该燃料的热值为 17.8898 kJ/g.为该混合燃料的推广与应用提供理论依据.     

采用等电点沉淀法回收市政污泥水解液中的蛋白质

从城市污水处理厂市政污泥中回收蛋白质是一种污泥资源化的新途径,等电点沉淀法是从市政污泥水解液中回收蛋白质的有效方法。结果表明,当pH为3.5、沉淀温度为5℃、离心转速为3 000 r·min~(-1)和蛋白质浓度为6 000 mg·L~(-1)时,市政污泥水解液中的蛋白质回收率为87.46%。采用高效液相色谱仪分析所得蛋白质产品中的氨基酸含量,发现7种必需氨基酸(赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸)占沉淀物干重的12.37%。采用电感耦合等离子体发射光谱仪(inductively coupled plasma optical emission spectrometer,ICP-OES)分析所得蛋白质的重金属含量,与原市政污泥相比,所得蛋白质中As、Pb、Cr等重金属的削减率均在90%以上,等电点沉淀法有利于市政污泥中重金属的去除,所得蛋白质产品存在重金属风险较低。     

采用阳离子聚丙烯酰胺改善污泥水解液的脱水性能

针对市政污泥水解液脱水困难的问题,研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)的投加量、水解液pH值、调理温度、搅拌转速等对污泥水解液脱水性能的影响。结果表明,当CPAM投加量为0.1%,水解液pH值为12.5,调理温度为50℃,搅拌转速为100~150 r·min~(-1)时,污泥水解液的脱水效果最佳,无锡和天津两地污泥水解液的毛细吸水时间(CST)分别下降98.43%和98.01%,调理前后,污泥粒径、Zeta电位、污泥黏度及絮体形态也获得明显改善,同时95%以上的污泥蛋白质保留在清液中,有利于污泥蛋白质的后续回收。     

生活污水中蛋白质测试方法研究

分别用Folin-酚改进法、考马斯亮兰法和紫外分光光度法等3种测试方法测试了上海市某小区生活污水中的蛋白质含量,对这3种测试方法进行了比较,并采用氨基酸仪分析了生活污水中蛋白质水解后的氨基酸化学组成.试验结果表明,Folin-酚改进法测试蛋白质浓度的准确性与精确性优于考马斯亮兰法和紫外分光光度法,可用于测定生活污水中蛋白质的浓度;氨基酸仪法测得该生活污水中含有17种氨基酸,其中最多的为谷氨酸(3.6 mg/L),含量最低的是脯氨酸(0.8 mg/L);所测生活污水中蛋白质COD占总COD的18.9%.     

谷氨酸发酵废菌体的水解与替代酵母膏生产多聚谷氨酸

为研究谷氨酸发酵废菌体水解液用作培养基氮源的可行性,以蛋白质水解度和溶解度为衡量指标,采用化学、生物、物理以及这几种方法的联合处理,通过正交优化实验,得出了菌体蛋白水解的最佳工艺条件为化学-生物联合处理,在盐酸浓度3 mol·L~(-1)、温度110℃、料液比1:0.5、水解12 h后使用酸性蛋白酶酶解,调节料液pH为4、酶底比2.5%、温度55℃、酶解8 h,水解完成后蛋白质水解度达到47.18%,溶解度达到94.09%。在总氮相等的情况下,将水解液和酵母膏以不同的比例组合,替代正常发酵产γ-聚谷氨酸过程的氮源。结果表明谷氨酸发酵废菌体经过最佳工艺水解后,其水解液可以用作发酵产γ-聚谷氨酸的氮源。     

北京市医疗废物典型可燃组分的物化特性研究

通过对北京市医疗废物典型可燃组分的工业分析、元素分析及热值等物化特性的实验研究,得出了各可燃组分水分含量低、灰分少、挥发分含量高、热值高的结论;在物质组成上,医疗废物典型可燃组分可以分为高碳元素含量物质和低碳元素含量物质两大类.同时,提出了北京市医疗废物处理适宜采用热处理方法,特别是热解处理方法的建议.     

碳氮比对垃圾干化及能源化利用的影响

采用自制的生物干化实验装置,以高含水率混合收集生活垃圾为研究对象,探讨了不同C/N比(15、20.7、24.6和30)对垃圾生物干化效果的影响,比较了4组干化产物的RDF产率和产品性质。结果表明,不同C/N比垃圾生物干化理化性质与脱水效果存在明显差异;低C/N比处理的pH、NH_3挥发率均大于高C/N处理。C/N比为20.7垃圾生物干化效果最佳,在这种比例下处理的含水率下降幅度、垃圾水分去除率、单位有机物脱水能力和低位热值增幅均大于其他处理组。经过12 d生物干化,不同C/N比垃圾含水率分别下降了16.5%、20.3%、13%和15.4%,干化产物低位热值同比原生垃圾增长了78.3%、114.5%、65.8%和79.0%,达到了垃圾经济性焚烧要求,其硫、氯元素含量低于0.5%,重金属的含量也在可以合理范围内,可作为RDF燃料制备原料。     

高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性及应用研究

以污泥蛋白为实验材料，通过加入不同量的稳定剂GP-1，配制成高稳定性污泥蛋白发泡剂，并对高稳定性污泥蛋白发泡剂的发泡特性和影响因素进行研究。结果表明，以污泥蛋白10 mL、水90 mL、GP-1 0.4 g配方组合为研究对象，所制备的泡沫初始体积为770 mL，泡沫泌水时间大于15 h，泡沫半衰期大于64 h，泡沫综合发泡能力为2.2×10⁶ mL·min，泡沫的最佳搅拌时间为5 min，泡沫的泌水时间和泡沫的半衰期都是随着温度的上升而下降，在pH为3～13时泡沫稳定。经过对高稳定性污泥蛋白发泡剂发泡特性研究以及对水泥的胶凝时间、特性进行比较，研制出污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂，并制备污泥蛋白泡沫混凝土块；结果表明，当污泥蛋白泡沫混凝土发泡剂的用量分别为0、6、6.8、7.6、8.4和9.2 mL，水泥为200 g时，制备泡沫混凝土块，其密度由2.07 g/cm³下降到0.34 g/cm³，体积由130 cm³ 上升到755 cm³；在泡沫混凝土块脱模后的第1 d、第7 d、第28 d分别称量他们的重量变化情况，结果表明，泡沫混凝土块第1 d和第7 d无重量变化，第28 d的重量明显减轻。该研究为污泥蛋白研制成为泡沫混凝土发泡剂，并应用于屋面隔热、保温建立前期基础。     

不同稳定剂对污泥蛋白发泡特性的影响研究

污泥含有蛋白质,经过高温水解可产生水解蛋白液(简称污泥蛋白),该蛋白具有发泡特性,经通风搅拌可产生泡沫;由于污泥蛋白所产生的泡沫具有不稳定、易破裂的特点,因此,设计了不同稳定剂对污泥蛋白发泡特性的影响研究实验,解决污泥蛋白所产生泡沫的稳定性问题。结果表明,在测定污泥蛋白的基本发泡特性实验中,10 mL污泥蛋白稀释10倍时,初始泡沫量较大,达到2 153 mL,但泡沫半衰期相对较短,时间为27 min;在10 mL污泥蛋白中分别加入0.2 g十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)、羧甲基纤维素钠(CMC)、GP-1,并用水稀释10倍,制成泡沫后的初始泡沫量分别为1 380、1 400和1 248 mL,相对降低了773、753和905 mL;泡沫半衰期分别为31、76和509 min,相对提高了4、49和482 min,尤其是GP-1作为稳定剂时,泡沫的半衰期与不加稳定剂时相比提高了15倍;在10 mL污泥蛋白中加入0.2 g十六烷基三甲基溴化氨与0.2 g GP-1的复配稳定剂,用水稀释10倍,制成泡沫后的初始泡沫量为1 525 mL,相对降低了628 mL;泡沫半衰期为95 min,相对提高了68 min。因此,GP-1是污泥蛋白最好的泡沫稳定剂。     

活性污泥法处理过程中泡沫问题的产生与控制

活性污泥法运行过程中经常受泡沫问题的影响,导致处理效果的降低以及运行费用的提高.大量研究表明,污泥中某些丝状菌或放线菌的过度增殖是造成活性污泥工艺中泡沫问题的主要原因.讨论了活性污泥过程中泡沫的产生原因、已知的发泡微生物的种类、影响发泡的环境因素和过程参数及常用的泡沫控制技术,并对污泥消化过程中的泡沫问题作了简单的介绍.     

不同生物营养物处理工艺剩余污泥中温水解特性

为了解不同生物营养物处理（BNR）工艺剩余污泥性质差异及其中温水解特性，采用序批式实验研究了来源于Orbal氧化沟（OD）和倒置A2／O工艺剩余污泥在中温水解过程中污泥浓度、营养物释放、污泥粒径、污泥絮凝性、污泥比阻及污泥胞外聚合物（EPS）的历时变化。结果表明，相同泥龄（约18d）条件下，OrbalOD剩余污泥氮含量较高，倒置A2／O剩余污泥磷含量较高，两者VSS／SS均低于0．6，导致中温水解过程污泥减量空间有限、氮磷释放速率不同。此外，尽管倒置A2／O工艺剩余污泥絮体尺寸及絮凝能力明显大于OrbalOD工艺剩余污泥的对应值，但两污泥比阻相近。中温水解过程中，两污泥絮体的尺寸均变小、絮凝能力均降低、比阻均增高；两者的胞外聚合物均呈现增高再降低趋势，且蛋白质均占EPS质量的75％以上，为主要的胞外物质。     

不同生物营养物处理工艺剩余污泥中温水解特性简

为了解不同生物营养物处理（BNR）工艺剩余污泥性质差异及其中温水解特性，采用序批式实验研究了来源于Orbal氧化沟（OD）和倒置A²/O工艺剩余污泥在中温水解过程中污泥浓度、营养物释放、污泥粒径、污泥絮凝性、污泥比阻及污泥胞外聚合物（EPS）的历时变化。结果表明，相同泥龄（约18 d）条件下，Orbal OD剩余污泥氮含量较高，倒置A²/O剩余污泥磷含量较高，两者VSS/SS均低于0.6，导致中温水解过程污泥减量空间有限、氮磷释放速率不同。此外，尽管倒置A²/O工艺剩余污泥絮体尺寸及絮凝能力明显大于Orbal OD工艺剩余污泥的对应值，但两污泥比阻相近。中温水解过程中，两污泥絮体的尺寸均变小、絮凝能力均降低、比阻均增高；两者的胞外聚合物均呈现增高再降低趋势，且蛋白质均占EPS质量的75%以上，为主要的胞外物质。     

SBBR挂膜前活性污泥培养与驯化的研究

在序批式生物膜反应器（SBBR）挂膜前驯化活性污泥对养猪场废水进行生物降解实验。结果表明，在驯化期结束时，COD和NH₃-N的去除率分别达到85%和74%。对驯化过程中出现的污泥膨胀、上浮、泡沫等异常现象进行了分析，并提出了相应的解决措施。     

低浓度LAS对活性污泥性质和去除污染物行为的影响

采用SBR处理模拟废水,考察了不同浓度阴离子表面活性剂——烷基苯磺酸钠（LAS）对反应器活性污泥的影响。实验结果表明,低浓度表面活性剂LAS的投加,有利于提高SBR中活性污泥对COD和氨氮处理效率,并且活性污泥的沉降性以及微生物活性也随着LAS投加浓度的升高而升高。但是,当LAS的投加浓度过高时（1 mg/L）,污泥表面产生起泡、乳化和微粒悬浮等现象,使大量固体陷入漂浮泡沫层,降低曝气池的充氧效率,最终导致污泥解体,沉降性变差,活性下降。     

A-O工艺污泥疏水比率与污泥活性的关系

通过A-O工艺对印染废水的降解处理,研究了不同污泥活性下微生物疏水比率和COD去除率的变化规律.结果表明,污泥活性指标ATP浓度与微生物疏水性之间存在一定关系,并对COD去除率产生一定的影响.缺氧污泥的活性指标ATP浓度在0.38～0.77 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好且疏水比率最高值为84％,COD的去除率最高,为70.01％；好氧污泥的活性指标ATP浓度在0.86～2.17 mg/L范围时,污泥微生物的疏水性最好,疏水比率最高值为75％,COD的去除率最高为96.2％.     

污泥淤砂分离器对分离分流污泥性质的影响

为解决我国很多城镇污水厂活性污泥的MLVSS/MLSS普遍偏低,污泥中泥沙淤积严重的问题,根据水力旋流器的分离原理,开发了污泥淤砂分离器,实现污泥中生物基质和淤砂的分离分流,研究污泥淤砂分离器主要结构参数排口比(底流口直径/溢流管直径)对分离分流污泥性质的影响。实验结果表明,排口比为0.4时,污泥经过污泥淤砂分离器后,得到的底流污泥MLVSS/MLSS比原污泥减小了34%,溢流污泥MLVSS/MLSS增大了16.8%,污泥中的生物基质富集在溢流污泥中,淤砂富集在底流污泥中;底流污泥浓度MLSS比原污泥增加了2.6倍,底流污泥SVI和CST分别减小了68%和70%,底流污泥浓缩效果明显,沉降性能和脱水性能大幅提高,有利于底流污泥的处理处置;进一步减小排口比,底流污泥浓缩效果、沉降性能和脱水性能均进一步提高。     

碱预处理污泥产酸效果及其生物群落研究

为了提高污泥水解酸化过程中的挥发酸产量,获取污水脱氮除磷所需的内碳源,以深圳市罗芳污水厂的二沉池污泥为研究对象,采用不同的碱量对其进行预处理。通过测定碱预处理污泥水解酸化过程中的挥发酸浓度,并采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction denature gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术对参与碱预处理污泥水解酸化产酸过程的主要微生物种群进行分析,结果表明,当碱投加量为0.20 g NaOH/g VSS时,初始溶出的蛋白浓度为1 780 mg/L;水解酸化15 d时,挥发酸总量达到3 473 mg/L;参与产酸的主要细菌属于Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes三个门类。