微波辐照与碱联合处理污泥的试验研究

对采用微波辐照与碱联合(简写为微波辐照/碱)处理污泥过程中污泥性质的变化进行了研究.结果表明, 在相同NaOH投加量下, 达到相同污泥减少率(减量20%左右)时,用热碱处理需要0.5 h,而微波辐照/碱处理只需120 s.微波辐照/碱处理可以加剧污泥的溶胞作用,在微波辐照功率为800 W、辐照时间为120 s、每克悬浮固体(SS)NaOH投加量为0.16 g时,SS溶解率达到19.7%;处理后污泥中溶解性COD(SCOD)增至3 107 mg/L,比处理前增加了约11倍;TN增至59.9 mg/L,比处理前增加了约2.7倍;TP增至23.9 mg/L,比处理前增加了约0.9倍;NH+4\|N减至3 mg/L左右.NH+4\|N随着NaOH投加量的增加转变成NH3逸出.     

热碱预处理对高含固剩余污泥厌氧消化的影响及其动力学研究

以高含固剩余污泥为研究对象,考察不同碱投加量下热碱联合预处理对剩余污泥溶胞效果和厌氧消化性能的影响,并运用3种动力学模型对剩余污泥生物化学产甲烷潜力过程进行模拟。结果表明,热碱联合预处理有助于促进剩余污泥的溶胞效果,并且随着碱投加量的增加,溶胞效果不断增强,当碱投加量为80mg/g(单位质量SS的NaOH投加量计)时,COD、氮、磷的溶出量均达到最大值,分别为58 622.2、1 792.8、790.3mg/L,溶出率分别为54.9%、45.7%、37.6%。热碱联合预处理可有效改善剩余污泥厌氧消化性能,但碱投加量过大时对可能对产甲烷过程带来抑制作用,碱投加量为60mg/g时剩余污泥厌氧消化的累积产甲烷量最大,为158.9mL/g,较不进行热碱联合预处理的空白组(106.5mL/g)高49.2%。3种动力学模型中,锥体模型对厌氧消化产甲烷过程的拟合效果最好,不同处理条件下模型拟合相关系数R~2均在0.990以上,该模型可准确预测最终的累积产甲烷量,预测误差均在2%以下。     

超声与碱耦合作用破解剩余污泥的效能分析

超声与碱耦合方法破解污泥,可破坏污泥絮体结构,使污泥胞内外物质进入水相.本试验采用超声与碱耦合方法破解剩余污泥,研究污泥破解过程前后SCOD、pH值以及氨氮的变化.经超声与碱耦合预处理后,污泥上清液SCOD有大幅度提高.当加碱调节污泥pH为12,超声破解30 min后,污泥溶液SCOD溶出率从3.96%增加到27.88%.加碱后污泥经超声破解,其pH值有所下降,污泥溶液氨氮值会有所增加,但变化幅度不大.污泥温度随破解时间的延长而明显提高,这有利于后续污泥厌氧消化.     

超声与碱耦合作用破解剩余污泥的效能分析

超声与碱耦合方法破解污泥,可破坏污泥絮体结构,使污泥胞内外物质进入水相.本试验采用超声与碱耦合方法破解剩余污泥,研究污泥破解过程前后SCOD、pH值以及氨氮的变化.经超声与碱耦合预处理后,污泥上清液SCOD有大幅度提高.当加碱调节污泥pH为12,超声破解30 min后,污泥溶液SCOD溶出率从3.96%增加到27.88%.加碱后污泥经超声破解,其pH值有所下降,污泥溶液氨氮值会有所增加,但变化幅度不大.污泥温度随破解时间的延长而明显提高,这有利于后续污泥厌氧消化.     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐改善污泥脱水性能

针对污水处理厂剩余污泥脱水困难的问题,采用Fe~(2+)活化过硫酸钾高级氧化法提高剩余污泥脱水性能,使用污泥含水率和污泥比阻对调理前后污泥脱水效果进行分析;研究了过硫酸钾投加量、Fe~(2+)投加量、pH和反应时间对污泥调理效果的影响;探究了过硫酸盐调理污泥过程中溶解性有机物质和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)的变化特性。结果表明:过硫酸钾调理的最佳反应条件为pH=7.5,反应时间为20 min,过硫酸钾和Fe~(2+)的最佳投加量分别为15 mmol·L~(-1)和18 mmol·L~(-1),在此条件下,污泥含水率和污泥比阻值分别可达78.89%和0.3×10~(12) m·kg~(-1);污泥含水率和比阻的变化可能与污泥调理后絮体结构形态变化有关;调理污泥后,上清液中溶解性有机物质含量与过硫酸钾投加量呈显著正相关关系,而EPS不同组分中蛋白质和多糖含量在Fe~(2+)投加后均减少,表明Fe~(2+)的投加可以破坏污泥絮体,分解胞内物质;利用Fe~(2+)激活过硫酸钾所生成的硫酸根自由基可极大改善污泥的脱水性能。     

臭氧耦合ASBR/SBR控氮磷污泥减量化水处理工艺

针对传统污泥减量化工艺中氮磷难以达标的问题,以ASBR/SBR组合工艺为基础辅助臭氧氧化预处理,提出了臭氧耦合ASBR(anaerobic sequencing batch reactor)/SBR(sequencing batch reactor)工艺实现污泥减量与氮磷协同控制,系统评价了该工艺对污泥减量和脱氮除磷效果。结果表明,未投加臭氧时,SBR的污泥表观产率系数Yobs(即降解每克COD产生的悬浮固体的量)均值为0.228 g·g~(-1),投加臭氧(投量为0.074 g·g~(-1))后Yobs均值降低至0.132 g·g~(-1),降低了42%;臭氧投加前后出水COD、NH+4-N、TN和PO3-4-P去除率变化不大,分别在91%、95.2%、74.7%和49.4%左右;投加臭氧使得SOUR(specific oxygen uptake rate)(即每小时每克污泥所需氧气量)由2.8 mg·(g·h)~(-1)降低至2.4 mg·(g·h)~(-1),表明臭氧氧化并未明显抑制生物活性;此外,投加臭氧使得MLVSS/MLSS由0.85降低至0.83,表明实验过程中未发现惰性物质的累积。实验结果表明,臭氧耦合ASBR/SBR工艺在实现污泥减量和控制氮磷方面具有一定的工程应用价值。     

过氧化钙联合絮凝剂调理污泥改善脱水性能

污泥经过CaO_2联合絮凝剂处理后,其脱水性能得到明显改善。采用改变初始pH、调理剂投加量以及改变调理剂投加顺序的方法,调理污泥改善脱水性能;采用Zeta电位、激光粒度、胞外聚合物及结合水分析对调理前后的污泥进行了表征;研究了调理剂不同投加量对污泥脱水性能的影响;探讨了不同调理剂下污泥脱水机理。结果表明:CaO_2联合絮凝剂(微生物絮凝剂或壳聚糖)明显改善污泥脱水降低污泥含水率;CaO_2联合絮凝剂调理后的污泥粒径和Zeta电位均有所减小,并且CaO_2在絮凝剂之前投加,降低幅度更加明显;先投加CaO_2,污泥层状结构会在氧化作用下发生裂解破碎,形成不规则的小絮体,使污泥破坏得更彻底;在絮凝剂之前投加CaO_2,污泥经过处理后的可溶性糖类和可溶性蛋白质的浓度增加,而结合的糖类、蛋白质及结合水的变化量却减小。因此,CaO_2联合絮凝剂可以优化污泥脱水性能,且CaO_2与絮凝剂的投加顺序对于污泥脱水有显著影响。     

超声与碱预处理低有机质剩余污泥特性分析

以某城市污水处理厂低有机质剩余污泥（VSS/SS为0.42）为对象，通过实验研究了超声与碱（NaOH和CaO）预处理对其特性的影响，分析了加碱和未加碱时污泥上清液中pH值、ORP（氧化还原电位）、SCOD、TP和NH₃-N等随超声处理时间的变化规律。结果表明，在超声处理30～120 min范围内，超声加碱处理可使污泥上清液中ORP明显下降；超声加碱处理可明显提高污泥上清液中的SCOD释放量，且加NaOH比加CaO更为明显；NaOH加超声处理可促进污泥中TP的释放，但CaO加超声处理则与此相反；无论是否加碱，超声处理对污泥上清液中NH₃-N释放影响较小；超声加碱处理剩余污泥可明显改善污泥絮体，使其更为紧密。     

直接投加ClO_2对SBR污泥减量及污染物去除的影响

直接向采用交替停曝气模式运行的序批式反应器(SBR)中投加ClO_2,考察了在处理模拟生活污水时不同ClO_2投加剂量对SBR污泥减量及污染物去除的影响。结果表明,ClO_2最佳投加剂量为2.0 mg ClO_2/g干污泥,此时,与对照反应器(未投加ClO_2)相比,SBR污泥减量效率为28.0%,系统污泥产率系数为0.08 g MLVSS/g COD。溶胞-隐性生长、解偶联代谢和内源代谢对污泥减量均有贡献。在ClO_2最佳投加剂量下,SBR出水COD、NH3-N、TN和TP浓度分别增加了(28.80±1.53)、(3.49±1.79)、(2.30±0.02)、(0.21±0.05)mg/L,但出水水质仍满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。     

污泥臭氧减量化过程中氮溶出物的规律

以污泥臭氧减量化过程中含氮物质的转变为研究核心,分析了减量过程中不同形态氮溶出物随臭氧投量的变化,并利用线性回归方程归纳出污泥溶解过程中各形态含氮物质的溶出规律。结果表明:当臭氧投量在0.15 g O_3·(gTSS)~(-1)时,TN的增长速率最高,增幅达437.44%,此时MLSS减少了41.28%,可将0.15 g O_3·(gTSS)~(-1)视为臭氧最佳投量;XPS图谱显示,溶出的NH_4+~-N、NO_3~--N主要由污泥絮体中铵态氮和硝态氮的释放所致,而凯氏氮主要来源于胞内蛋白质-N(有机态凯氏氮)的溶出,在臭氧投量为0.30 g O_3·(gTSS)~(-1)时,凯氏氮占溶出TN的93.46%;最终建立TN关于ΔMLSS、臭氧投量D和臭氧浓度C的数学模型为TN=ΔMLSS·(0.000 96C+0.011 2)=e~(3.992)·D~(0.774)·C~(1.466)·(0.000 96C+0.011 2),该模型应用范围为MLSS=4 000~5 000 mg·L~(-1),20 mg·L~(-1)C40 mg·L~(-1),0.02 g O_3·(gTSS)~(-1)D0.30 g O_3·(gTSS)~(-1)。     

类芬顿试剂耦合超声对活性污泥脱水性能的影响

含水率是影响污泥处置效果与成本的重要因素。通过污泥含水率、毛细吸水时间(CST)、污泥比阻(SRF)、污泥上清液中的蛋白质、多糖、DNA含量等指标,研究了类芬顿试剂耦合超声对活性污泥脱水性能的影响。结果表明,类芬顿试剂中H2O2的投加量为90 mg/g,Fe3+的投加量为10 mg/g,超声3 min,此时污泥的毛细吸水时间为29.8 s,污泥比阻为2.07×1011s2/g,污泥的含水率降至73.9%。类芬顿试剂耦合超声能有效破坏污泥絮体结构,增加上清液的蛋白质、多糖、DNA含量。     

高铁酸钾预处理对活性污泥脱水性能的影响

通过投入不同剂量的高铁酸钾于剩余活性污泥中,研究其对污泥絮体性质和脱水性能的影响作用。污泥絮体性质的研究包括絮体粒径的变化以及污泥EPS含量的变化。脱水性能的研究包括过滤脱水性能(以CST表征)以及脱水程度(离心泥饼含固率)。实验结果表明,高铁酸钾的强氧化性可以破坏污泥絮体结构,提高污泥的机械脱水程度;但同时污泥EPS含量增加,对污泥过滤脱水性能有负面影响。高铁酸钾氧化分解生成的Fe(OH)3具有絮凝能力,可以使污泥颗粒重新絮凝;而其混凝作用可以破坏污泥细胞的稳定性,提高污泥的沉降性能。     

吐温80与氢氧化钠耦合强化剩余污泥溶胞效果的研究

利用吐温80的润湿、渗透作用,将其与氢氧化钠耦合应用于剩余污泥的溶胞。结果表明,吐温80的存在能有效提高氢氧化钠对剩余污泥的溶胞效果;而同样的溶胞效果下,吐温80的存在能降低溶胞的环境温度。吐温80与氢氧化钠耦合剩余污泥溶胞工艺的最佳工艺条件为：吐温80投加量100 mg/L、作用时间15 min,先加吐温80再加氢氧...     

沸石颗粒在污泥絮体中的形态及其对污泥泥水分离的影响

投加沸石粉提高了活性污泥的泥水分离性能。通过对沸石颗粒表面生物膜和投加了沸石粉的活性污泥絮体生长过程及成熟形态的微观观察,结果表明沸石颗粒不仅可以作为微生物载体长成生物膜,而且成为菌胶团核心和污泥絮体骨架,改善了污泥絮体的颗粒结构,从而增强了絮体强度,提高了絮体密度,降低了污泥塑性。研究结果表明沸石粉适宜的投加量为4g/L;在活性污泥中投加4g/L沸石粉后,SVI从193降低到155,污泥比阻从27.36×1012m/kg降低到5.67×1012m/kg;在沸石粉含量小于10g/L时,随着沸石粉含量的增加,污泥呈现压缩沉淀时界面沉速和出现压缩沉淀的时间持续减小。     

强化除磷型A/O-MBR工艺运行稳定性

采用缺氧/好氧膜生物反应器(A/O-MBR)处理合成的生活污水,考察了投加不同浓度的聚合氯化铝(PAC)对该工艺在除磷效能及运行稳定性方面的影响。结果表明,投加PAC可以有效降低出水TP的浓度;在投加量为150 mg/L时,TP的去除率达到最优,为90.1%,出水浓度维持0.48 mg/L左右,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。投加一定量的PAC可以有效提高微生物的活性;此外,可以降低污泥絮体的Zeta电位,增大污泥絮体的粒径,降低胞外聚合物(EPS)中多糖的浓度,进而有效延缓膜污染的速率。     

涂料废渣水热减量及其产物特性

采用水热技术处理涂料废渣,考察了水热温度、反应时间、含水率和投碱量对涂料废渣减量及其产物特性的影响,并用SEM、元素分析对涂料废渣进行表征。实验结果表明:随着水热温度的升高及时间的延长,涂料废渣减量效果及水热液中COD、TN浓度不断增加,固体产物的热值也随之增加,而含水率对涂料废渣减量的影响不大;随着碱投加量的增加,涂料废渣减量效果和水热液中COD、TN浓度逐渐提高,固体产物的热值呈不规则变化。水热温度220℃、水热时间4 h、含水率77.5%、投碱量0.17 g(NaOH,投加量以每克干物质(DS)计)为涂料废渣减量的最佳反应条件。在最优条件下,总减量率和干重减量率分别为79.1%和52.1%,含水率为47.2%。水热固体产物热值较高,可以作燃料为其他工艺提供热能。     

热碱-EDTA耦合法强化污泥破解及效果分析

采用热碱-EDTA耦合法进一步提升热碱法破解污泥的效果,以期减少碱量和热能的消耗。选用影响污泥破解效果的pH、温度和EDTA投加量等因素设计L_(16)(4~5)的正交实验,在得出最佳污泥破解条件下,对比考察了热碱法和热碱-EDTA耦合法破解污泥的效果。结果表明,热碱-EDTA耦合法相比热碱破解法,破解后SCOD、TN、TP、多糖和蛋白质溶出量分别提高了14.7%、5.6%、9.9%、3.6%和25.9%,污泥残渣中VS的含量(21.93%)也小于热碱破解法(29.68%),破解液中分子质量小于400 Da的小分子物质占比(40.68%)大于热碱破解的对应结果 (32.34%)。通过污泥粒径测定和SEM观察发现,热碱-EDTA耦合法破解的污泥粒径分布峰值响应小于热碱破解,污泥固体分散性优于热碱破解。通过分析可知,热碱-EDTA耦合法可以提高中低温条件下热碱破解的有机物溶出率和有机物水解性能,降低污泥残渣中VS的相对含量,热碱-EDTA耦合法相比热碱法强化了污泥的破解效果。     

超声与次氯酸钠耦合预处理剩余污泥的中温厌氧消化效果

以某城市污水处理厂剩余污泥为对象,通过实验研究了超声与次氯酸钠预处理对污泥的溶胞效果,以及对后续厌氧消化的影响。结果表明,超声与次氯酸钠耦合作用最优操作条件为超声声能密度1.0 W/mL,作用时间50 min。在此条件下,次氯酸钠投加量为4.023 mg/g SS时,对污泥厌氧消化改善效果最明显,剩余污泥产气率及甲烷含量较对照组分别提高了69.73%和10%。同时污泥VSS去除率由11.11%提高到21.24%,在一定程度上实现了污泥减量。     

ClO2溶胞对SBR处理系统污泥减量研究

通过烧杯溶胞实验,考察了ClO2处理SBR剩余污泥上清液△SCOD随处理时间的变化,以确定ClO2溶胞最佳方式;在SBR中试系统,把系统排出剩余污泥的50%经ClO2处理后回流至处理系统,运行50 d,考察处理系统的污泥减量效果及其对系统污水处理效果的影响.结果表明,ClO2具有良好的溶胞作用,在最佳投量为8 mg C...     

生物酶-CTMAB/CPAM联合调理对活性污泥脱水性能的影响

采用单因子实验或响应曲面法分别研究了单一酶、复合酶以及复合酶-化学药剂联合的3种调理方式下污泥的脱水性能,并探讨了典型调理条件下污泥的Zeta电位、粒度和水分组成等变化特征。研究结果表明,复合酶、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和阳离子聚丙烯酰胺WD4960(WD4960)的单一调理和联合调理均能不同程度地释放污泥颗粒中的束缚水。污泥经0.13 g·g~(-1)TS中温a-淀粉酶作用1 h后,再投加0.16 g·g~(-1)TS中性蛋白酶作用4 h,其胞外有机物(EPS)中多糖(PS)、蛋白质(PN)组分含量分别为最低值17.88、218.72 mg·g~(-1)VSS,但污泥絮体的Zeta电位和粒度均减小,脱水性能恶化。对于复合酶调理后的污泥,再投加0.5 g·g~(-1)TS CTMAB进行二次调理后,抽滤泥饼含水率降至64.66%;当投加9.64 g·kg~(-1)TS的WD4960进行二次调理时,污泥的毛细吸水时间(CST)为最小值16.3 s。其中,CTMAB通过电中和、改变污泥絮体的亲疏水性等作用改善复合酶调理后污泥的脱水性能,而WD4960通过电中和、粘附架桥的絮凝作用,但后者释放的束缚水较少。