污泥焚烧灰固化处理技术研究

研究了硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂在污泥焚烧灰固化技术中的应用效果。考察了污泥焚烧灰固化块(以下简称固化块)的抗压强度,测定了固化块的重金属浸出毒性,并采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析固化块组成和微观结构。结果表明,4种物质对提高固化块的抗压强度均具有较好的效果,硅酸盐水泥、高铝水泥、高岭土和β-萘系减水剂的适宜掺量分别为10、30、20、1.0g(以100g污泥焚烧灰中掺加的质量计)。XRD和SEM分析结果显示,经固化处理后制得的固化块结构密实,存在石英(SiO2)、水化硅铝酸钙(CaAl2Si2O8)和水化硅酸铝钙(Ca2Al2SiO7)等物质,其中水化硅铝酸钙等凝胶物质有利于提高固化块的抗压强度。     

工业废渣和膨润土协同固化污泥的性能与微观特征

为探究工业废渣和膨润土协同处置市政污泥的应用效果,利用工业废渣(高炉矿渣和脱硫石膏)等量取代部分水泥,设计制备了低水泥掺量的工业废渣基复合固化剂(简称复合固化剂),开展了复合固化剂和膨润土协同固化污泥的无侧限抗压强度、浸出液重金属浓度及COD测试,评价了复合固化剂和膨润土对固化污泥力学特性和环境安全性能的影响。通过XRD、TG/DTG、BET、SEM等微观测试手段,明确了复合固化剂协同膨润土固化稳定污泥的微观结构特征。结果表明：采用高炉矿渣和脱硫石膏等量取代部分水泥可大幅度提升固化污泥的强度,复合固化剂的最优质量配合比为高炉矿渣∶脱硫石膏∶水泥=6∶1∶3;在复合固化剂固化污泥基础上,掺加膨润土可明显提升固化污泥的强度以及环境安全性,膨润土的最优掺量为10%;采用10%膨润土等量取代部分复合固化剂,固化污泥强度可提升17%～23%,浸出液中重金属离子浓度和COD值可降低40%～60%;相比水泥固化污泥体系,复合固化剂和膨润土协同固化污泥可生成更多的C-S-H凝胶、钙矾石晶体等水化产物,且膨润土具有较好的细化孔隙效应,二者协同作用共同提升了固化污泥的密实度和强度,而胶凝物质的物理包裹以及...     

不同固化剂对城市污水处理厂污泥固化效果的研究

研究了硫酸铝、氯化钙、β-奈系减水剂这几种同化剂对固化处理后的城市污水处理厂污泥(简称城市污泥)固化块抗压强度和重金属浸出特性的影响.结果表明,硫酸铝、氯化钙、β-奈系减水剂的最佳掺量分别为30、10、8 g/kg(以城市污泥计),制得的城市污泥同化块养护7 d后的抗压强度可达1.6 MPa,3种同化剂的最佳配合使用能...     

广西城镇污泥掺烧利用组分特性的分析

对广西城镇污水处理厂污泥进行元素分析、组分分析、工业分析和热重分析,探讨污泥掺烧应用特性,为广西的污泥资源化利用提供数据。结果表明,污泥的元素组成与煤差别较大,如污泥中的氮元素含量为4.627%,高于煤的1.628%;污泥焚烧灰含有高达15%的Si O2;污泥的挥发分为34.6377%比煤的25.089%略高;污泥的焚烧可分为3个阶段,分别为水分析出阶段(室温~160℃)、挥发分析出燃烧阶段(160~500℃)、固定碳及剩余可燃物燃烧阶段(510~950℃),升温速率升高,挥发分析出阶段提前了约50℃,粒径对析出温度影响不大,但粒径小更利于干污泥燃烧。因此,广西污泥是一种低热值,燃烧剧烈的燃料,可以用于掺烧,焚烧灰分具有较高的建材价值。     

电镀污泥的热处理特性以及对金属回收的影响

焙烧-酸浸法可有效回收电镀污泥中的有价金属,而污泥的热处理特性是决定能否采用焙烧预处理的重要因素。研究了氧化焙烧和还原焙烧对污泥成分和金属浸出性的影响,并对焙烧前后的污泥进行了金属形态分析和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,焙烧预处理实现了污泥减量和金属富集;ES1经氧化焙烧后金属浸出率接近原泥,Cu的浸出率达99%;ES2的还原焙烧效果优于氧化焙烧,特别是Cu的浸出率超过97%,XRD分析发现,还原焙烧过程中金属Cu被还原为铁铜合金;2种焙烧均造成了ES3中目标金属Ni的浸出率的降低;金属浸出性的下降与残渣态的形成有关。     

污泥与底泥烧结陶粒骨料的中试研究

建立了中试研究生产线,工艺流程包括干燥、粉磨、混合上料、成型、烧结和烟气处理等,在中试生产线上,对污泥(包括工业污泥(ISS)和生活污泥(DSS))与底泥烧结制备陶粒骨料的物料配比、烧结温度、添加剂等相关技术参数进行了系统研究。研究发现,ISS中CaO和磷的化合物含量较高,导致骨料的膨胀性能不佳,添加一定量的生活污水污泥(DSS)可改善骨料的膨胀性能。中试研究确定600～800级的陶粒骨料烧结的适宜工艺条件为:配比SS∶DSS∶RS=1∶4∶5～1∶5∶4或DSS∶RS=3∶7～5∶5,烧结温度1 140℃,烧结时间28 min环境安全性研究表明,在陶粒烧结过程中大部分重金属在烧结过程中被固定在陶粒中,重金属浸出率非常低,在使用过程中不会对环境产生危害。     

有机负荷影响好氧颗粒污泥特性的研究

好氧颗粒污泥形成后,逐步提高进水有机负荷(OLR)至好氧颗粒污泥解体,分析OLR对系统运行特性、污泥表面特性及胞外蛋白和多糖的影响.进水OLR在4～8 g/(L·d)、污泥负荷(SLR)稳定在0.42～0.77 g/(g·d)、污泥龄为17.8～60.0 d时,好氧颗粒污泥系统处于最优运行阶段.好氧颗粒污泥形成后,随着进水OLR的提高,十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)能够直观地反映出胞外蛋白分泌量逐渐减少,而多糖分泌量呈相反趋势,导致蛋白/多糖(PN/PS,质量比)值从4.8降至0.9左右.当进水OLR从4 g/(L·d)增至12 g/(L·d)时,污泥表面相对疏水性从75.8%降至38.5%,这可能与胞外蛋白分泌量减少及多糖分泌量增加有关.PN/PS值的降低可能是好氧颗粒污泥在高OLR下解体的内在原因.因此,微生物分泌的胞外多聚物(EPS)中较高的PN/PS值利于好氧颗粒污泥的长期稳定运行.     

pH对污水污泥中污染物浸出的影响

研究pH对污泥中污染物浸出的影响可以为投海过程中海洋水体酸碱性变化对污泥中污染物浸出的影响及其变化规律提供理论依据。为了得出不同pH值对污泥中污染物浸出的影响，采用CEN/TS 14429：2005浸出实验对上海5个污水处理厂脱水污泥中重金属、溶解性有机碳、溶解性硫化物和主要离子的浸出情况进行了研究，同时分别以超纯水和海水为浸提剂研究在相应pH范围内盐度对上述指标浸出的影响。结果表明，Zn、Cd、Pb和As在酸性和碱性条件下浸出量较高，在中性或接近中性条件下浸出量则最低，且海水中Zn和Cd的浸出量比超纯水中高；Cu在碱性条件下的浸出量明显比酸性条件高；在所研究的pH范围内，5个污泥样品中溶解性有机碳的浸出量均随pH的升高而增高；仅酸挥发性硫含量最高的S5在海水中有较明显的溶解性硫化物浸出；部分污泥样品中的氮在酸性纯水中有较高的浸出量，海水中浸出量较少；而无论海水或纯水中，磷在强酸和强碱条件下均有明显浸出。     

以城市污泥为掺料制备烧结砖

以城市污泥为部分原料制备烧结砖,对不同烧成温度下不同污泥掺量的烧结砖的物理、力学性能进行了详细分析。结果表明,污泥可用于制备烧结砖,当污泥掺量≤12%,烧成温度为1 100℃时,烧结砖物理力学性能均符合烧结砖标准要求。此外,实验以污泥掺量为12%的烧结砖,烧成温度为1 100℃为例,进行了重金属毒性浸出实验,以考察烧制污泥砖对重金属的固化作用,进而评定污泥制砖的安全性。结果表明,经过高温焙烧,大多数重金属浸出毒性都显著降低,且符合规范要求,不会对环境造成危害。其中,重金属固化效果最好的为Zn,最差的为Cr。     

3种污泥对活性黑KN-B的生物吸附及降解研究

对比研究了好氧污泥、厌氧污泥和厌氧颗粒污泥对染料活性黑KN-B的吸附和降解。结果表明,这3种污泥对活性黑的吸附均符合Freundlich模型(R~2为0.9665～0.9859)和Langmuir模型(R~2为0.9460～0.9906),但3种污泥对活性黑这种染料的吸附量较小;并且厌氧污泥对活性黑的吸附能力优于好氧污泥和厌氧颗粒污泥。实验还发现,3种污泥对活性黑的脱色主要是生物降解作用,而不是吸附作用。     

污水处理厂污泥无害化处置工艺探讨

随着当前的污泥处置技术的发展,在对污水处理厂污泥处置工艺经济可行性分析的基础上,按照因地制宜原则提出一种适宜于江阴市污水处理厂污泥无害化处置方案。即污泥经改性深度脱水至含水率50%以下,再送热电厂掺煤焚烧处置工艺路线。     

利用城市污泥烧制页岩陶粒

利用城市污泥为部分原料烧制页岩陶粒,研究了污泥不同掺量、不同烧成温度以及焙烧时间对页岩陶粒性能的影响。研究表明,与纯页岩陶粒相比,在页岩粉中掺入一定量的干污泥烧制出的页岩陶粒烧成温度可以降低100℃以上,且性能优异,陶粒的重金属浸出值检测结果低于国家标准,符合环保要求。     

低水泥含量垃圾焚烧飞灰重金属离子蒸养固化实验研究

对垃圾焚烧飞灰(以下简称飞灰)的矿物组成、微观形貌及其重金属浸出浓度进行了测试分析,结果表明,飞灰中Cd与Pb的浸出浓度远高于《生活垃圾填埋场控制标准》(GB 16889—2008)规定的限值,在进行安全填埋之前需固化处理。引入水泥蒸养固化技术,减少水泥掺量,增加粉煤灰掺量来处理飞灰。研究了不同配比下固化体的抗压强度以及不同飞灰掺量对固化体浸出浓度的影响。结果表明,蒸养后的固化体抗压强度基本都能达到安全填埋的要求,其重金属浸出浓度都低于GB 16889—2008规定的限值,可以进行安全填埋。     

污泥负荷对上流式厌氧污泥床中颗粒污泥快速形成的影响

运行两个相同的升流式厌氧污泥床(UASB)反应器R1和R2,设定两个反应器的初始污泥负荷(MCOD/(MVSS·d))分别为0.12、0.17 kg /(kg·d),并根据COD去除情况逐步地提高污泥负荷水平,在运行过程中控制R2的污泥负荷始终高于R1 37%～40%,以此来研究污泥负荷对颗粒污泥快速形成的影响.实验结果表明,R2内颗粒污泥的形成速率高于R1,其污泥负荷在达到0.29～0.51 kg /(kg·d)时,开始形成大量的厌氧颗粒污泥.最终R2内形成的颗粒污泥粒径为1.00～4.00 mm的占36.1%,并有6.3%的颗粒污泥粒径在4.00 mm以上;而R1中这两个粒径范围的颗粒污泥仅为11.8%和1.2%.同时R2内较大的污泥负荷也使其产生的颗粒污泥具有相对较高的VSS/TSS.最终得出结论,0.29～0.51 kg /(kg·d)的污泥负荷能加速厌氧颗粒污泥的形成过程,而低于这个污泥负荷则不利于颗粒污泥的形成.     

污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析

以绍兴污水处理厂脱水污泥为研究对象,通过实验分析了污泥进行干化焚烧处理的可行性。对污泥泥质进行分析,采用桨叶式污泥干化机对污泥的热干化特性、干化过程污染排放特性进行研究,使用流化床污泥焚烧试验装置对污泥焚烧工况及焚烧过程中污染物的排放特征进行研究,结果表明,绍兴污水处理厂脱水污泥的泥质特征与大多数污水污泥类似,灰分较高、发热量较低,需干化后才可实现稳定燃烧;污泥在小型桨叶式污泥干化机内的干化速率最高达到0.6kg/(m2·min),并随污泥干化的进行而逐渐降低;干化过程产生的常规污染气体中氨气浓度最高,可达170 mg/Nm3;污泥干化冷凝水的COD高达820 mg/L,氨氮等指标也很高。污泥干化系统的设计需充分考虑污泥热干化过程中气体和液体污染物的排放,设置相应的处理设施。污泥干化至含水率30%时,可在不投加辅助燃料的情况下实现流化床焚烧炉内的焚烧处理,干化污泥焚烧时需关注烟气中常规污染气体和重金属的控制,焚烧灰渣浸出毒性未超过国标限值。     

城市下水污泥焚烧过程中二次污染物排放特性的试验研究

在0.15 MWt循环流化床燃烧试验台上进行了城市下水污泥与煤的混烧试验,分析了烟气中的二次污染物排放特性.分析结果表明,利用循环流化床焚烧城市下水污泥时,添加辅助燃料(如煤)及改变焚烧条件,不仅可以达到稳定燃烧的目的,而且有利于抑制焚烧中二次污染物(如CO及二恶英等有机污染物)的生成.分析了焚烧污泥污染物的排放特性,为采用焚烧方式处理城市下水污泥提供了基础性试验数据.     

利用给水厂污泥制备透水砖的实验研究

以给水厂污泥、粉煤灰和普通砂为主要原料,添加一定量的粘结剂制备透水砖。探讨了污泥掺加量、烧结温度和成型压力对透水砖基本性能的影响,结果表明,当污泥掺量为30%～40%,添加30%～35%,粒径为1.0～1.4 mm普通砂颗粒时,在30 MP压力下成型、1 150℃下烧结制备出的成品抗压强度达36.53 MP,透水系数为1.08×10-2cm/s,满足JC/T945-2005《透水砖》相关要求。     

低COD浓度废水启动EGSB反应器

以厌氧活性污泥和好氧活性污泥接种于2个膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器中,进水流量为10 mL/min,回流量为180 mL/min,进水COD浓度在180 mg/L左右,有机负荷率(OLR)为1.728 kg COD/m3·d左右,污泥负荷率(SLR)为0.19 kg COD/kg MLSS·d左右,出水COD浓度维持在40mg/L左右,COD去除率达80%以上.控制温度在32～35 ℃,pH在6.8～7.2,反应器内氧化还原电位在-340 mV以下,水力停留时间(HRT)4.2 h,上升流速4.86 m/h以及加入80 mg/L絮凝剂(硫酸铝钾),缩短了启动时间,促进了颗粒污泥的形成.分别经过60 d和120 d运行,反应器启动成功.结果表明,上升流速、絮凝剂和污泥类型对颗粒污泥的形成有影响;接种好氧活性污泥在低浓度COD下,合理控制负荷速率能成功启动EGSB反应器.     

高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养及其特性分析

为实现高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养,以反硝化颗粒污泥为接种污泥,对高氯酸盐还原颗粒污泥的快速培养进行了研究。在降低进水硝酸盐(NO_3~-)浓度的同时,采用逐步升高进水高氯酸盐(ClO_4~-)浓度的方法,考察了高氯酸盐还原颗粒污泥培养过程中ClO_4~-的去除以及颗粒污泥的特性。结果表明:以反硝化颗粒污泥为接种污泥,经过50 d快速培养出高氯酸盐还原颗粒污泥,ClO_4~-去除速率达96%以上;其混合液悬浮固体浓度(MLSS)为50.68 g·L~(-1),混合液挥发性固体浓度(MLVSS)为40.58 g·L~(-1),主要粒径分布在0.60 mm和1.00～2.00 mm。NO_3~-浓度逐步降低的培养方式可缓解ClO_4~-对颗粒污泥中各类微生物的毒性,为高氯酸盐颗粒污泥的快速培养提供了新的方法,具有重要的理论和实践意义。     

电镀污泥氨浸渣中铬的回收

以电镀污泥氨浸渣为研究对象,采用钠化氧化焙烧方法,实现了铬物相的转化和回收。钠化氧化焙烧过程以Na_2CO_3作为钠化剂,掺量为20%(质量分数),在750℃下焙烧2.5h,铬的转化效果最佳。X射线光电子能谱结果表明,钠化氧化焙烧实现了氨浸渣中铬由非水溶态Cr(OH)_3向水溶态Na_2CrO_4的有效转变。在室温条件下水浸,固液比1g∶10mL,浸出5min,铬浸出率可达到91.36%。热力学计算结果显示,Cr(OH)_3与O_2、Na_2CO_3反应的吉布斯自由能为负值,表明Cr(OH)_3易于生成Na_2CrO_4,Na_2CrO_4易溶于水,易于回收。