污泥酸化速率影响因子的探讨

采用城市污水厂污泥作为嗜酸微生物菌株来源,通过添加一定量的单质硫,使其中的嗜酸硫杆菌群大量增殖,并使污泥pH大幅降低.取得的培养物可用于废旧干电池中重金属沥滤等的处理.由于培养物对重金属沥滤效率和污泥的酸化速率密切相关,为此进行了不同的污泥种类、加硫量、污泥浓度和曝气强度对污泥酸化速率影响的实验.实验表明,初沉泥、二沉泥和混合浓缩污泥都能迅速利用硫产酸;加硫量(以100 mL污泥计)在0.5、1.0、2.0、4.0 g时,快速酸化的趋势相同.0.5 g的加硫量显示出略微慢的酸化速率,最后达到的最低pH在1.2左右,其他三个都降至1.0以下.污泥质量分数在0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、4.0%时,也具有相同的酸化趋势,0.5%质量分数的污泥下降速率最快,这与较低浓度下污泥对pH的缓冲能力较小有关;曝气强度在0.45 L/min和0.3 L/min差别较小,5 d内能迅速降低pH,0.2 L/min的酸化速率较慢,足够长的时间(12 d)也能将pH降至2.5左右,0.1 L/min的曝气强度的酸化速率最慢,不能达到预期的酸化效果.     

生物沥滤去除污泥、土壤和底泥中3种重金属比较研究

以硫酸亚铁为底物,对城市污泥、土壤和河流底泥进行生物沥滤实验,探讨了污泥、底泥和土壤在沥滤过程中重金属的去除效果和化学形态转化规律,了解当地土壤在酸化条件下重金属的释放过程,并对三者的研究结果进行比较分析。结果表明,污泥生物沥滤对重金属(Zn、Cu和Pb)的沥滤的沥滤效果较佳(去除率75.45%、63.12%和40.96%)。沥滤过程中,重金属Cu在生物沥滤中期(3~5 d)沥出效果较好,而Zn和Pb则在沥滤后期(5~9 d)。同一重金属在不同沥滤体系中的形态变化过程差异较大,沥滤后的污泥、土壤和底泥中的重金属大部分呈现稳定状态。     

曝气强度对城市污泥重金属生物沥滤过程的影响研究

以氧化亚铁作为底物，氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillusferrooxidans）为主要沥滤微生物，在底物投配比为10 g/L，温度为25℃，污泥浓度为123g/L的条件下，采用5种不同曝气强度对桂林城市污泥中重金属进行生物沥滤试验。结果表明，生物沥滤的经济曝气强度宜控制在每升污泥0.4L/（min·L），沥滤3 d后，污泥中超标元素Cu、Zn和Cd的去除率分别达到62.53%、67.80%和54.63%，沥滤处理后污泥中残余重金属含量符合污泥农用的国家标准。     

不同污泥浓度对生物沥滤过程的影响

以硫酸亚铁盐作为底物，氧化亚铁硫杆菌（Thiobacillus ferrooxidans）为主要沥滤微生物，在底物投配比为10 g/L，温度为25℃，曝气量为1 L/min的条件下，对5种不同浓度的桂林城市污泥中重金属进行生物沥滤试验。结果表明，生物沥滤的污泥浓度宜控制在25.6 g/L，沥滤3 d后，污泥中超标元素Cu、Zn和Cd的去除率分别达到58.17%、75.90%和93.64%，沥滤处理后污泥中残余重金属含量符合污泥农用的国家标准。     

污泥生物沥滤工艺优化和重金属分配研究

为了得到嗜酸硫细菌沥滤污泥中重金属的最佳工艺参数,对沥滤过程进行3因素4水平的正交实验研究。3种影响因素的水平设置分别为:污泥浓度35、25、15和5 g/L,单质硫投加量15、10、5和1 g/L,接种量15、10、5和3 g/L。对沥滤过程污泥中7种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的去除率进行极差分析,提出了因素影响程度依次为单质硫投加量污泥浓度接种量,且最佳工艺条件为:污泥浓度25 g/L,单质硫投加量10 g/L,接种量为5%。采用超声波-离心方法,分步提取污泥胞外聚合物(EPS)的2种形态:松散结合态(LB)和紧密结合态(TB)。分析其中的重金属浓度,提出沥滤后重金属在污泥EPS的赋存以LB为主。     

底物对生物沥滤去除污泥中Cu、Zn的影响

分别以FeSO2·7H2O、单质S粉为底物,对污泥中的重金属进行生物沥滤试验.通过分析生物沥滤过程中pH、Fe2+、SO22-的变化及Cu、Zn的滤出率.探讨不同底物对重金属生物沥滤的影响.试验结果表明,以FeSO2·7H2O或单质S粉为底物.利用污泥中固有的硫杆菌可以降低污泥的pH.从而使重金属滤出.以单质S粉为底物的处理中,污泥pH最低下降到2.1;以FeSO2·7H2O为底物的处理中,pH最低下降到2.6.经14 d的生物沥滤,以单质S粉为底物时,底物为6 g/L的污泥样品Cu、Zn滤出率最高,分别为18.8%和34.8%;以FeSO2·7H2O为底物时,底物为25 g/L的污泥样品Cu、Zn滤出率最高,分别为29.1%和36.8%.优于以单质S粉为底物的滤出效果.     

初沉污泥球磨破解后水解酸化研究

采用球磨机对污水处理厂初沉池的污泥进行球磨破解以控制初沉污泥粒径,然后在不同条件下(污泥粒径、系统pH、污泥投配率)考察初沉污泥的水解酸化效果(以溶解性COD(SCOD)变化显示),以确定初沉污泥水解酸化的最佳条件。结果表明,初沉污泥的最佳水解酸化条件为:污泥粒径25μm、系统pH 11、污泥投配率10%、水解酸化时间5d,此时反应后系统SCOD为8 256mg/L,污泥水解转化效率为32.0%。通过球磨破解、水解酸化的方式回收初沉污泥中的碳源具有一定的可行性和较好的开发利用前景。采用球磨机作为污水处理厂初沉污泥预处理的装置,与其他方法如超声波法、热处理法等相比较,具有适应力强、操作可靠、运行简单等优点。     

废旧镍镉电池的生物沥滤处理——沥滤停留时间的影响研究

用污泥加硫酸化液沥滤镍镉电池中的重金属是一种全新的工艺,该工艺主要由生物酸化反应器和金属沥滤反应器两个反应器组成.生物酸化反应器中产生的酸液就是沥滤电池中重金属的反应液.研究表明,酸化液在沥滤反应池的停留时间对沥滤的效果有显著影响.在1、4、7、12 d 4个停留时间中,4 d的效果是最好的,对金属Cd和Ni都用40 d左右基本实现了全部滤除;1d略微慢一些,Cd用了40 d,Ni用了45 d;7 d和12 d的沥滤时间都长于50 d.4 d产生的金属废液量是1 d的1/4,考虑到后续处理金属沥滤废液的工作量,选择4d的停留时间要优于1d.     

生物法和化学法回收制革污泥中铬的对比研究

研究了嗜酸性硫杆菌(Thiobacillus)生物沥滤法和1:1硫酸化学沥滤法分离回收制革污泥中的铬.比较了嗜酸性硫杆菌生物沥滤法和化学沥滤法回收制革污泥铬过程中pH、氧化还原电位(ORP)、沉降比(SV)以及铬的沥滤率的变化.试验结果表明,pH是影响制革污泥中铬的沥滤率的关键因素.生物沥滤法在使污泥pH大幅度降低的同时,能很好地改善污泥的沉降性能,对铬的沥滤效果好于化学沥滤法.     

一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌的分离及沥滤效果研究

从山西某煤矿的酸性矿井水中分离得到菌株ATF-1,对其形态、生理生化特性、16SrDNA基因序列、生长特性及其对城市污泥的摇瓶沥滤效果进行了研究。结果表明:(1)该菌为革兰氏阴性菌,短杆状,经16SrDNA鉴定为嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidthiobacillus ferrooxidans)。菌株ATF-1培养的最佳条件为初始pH 2.0、温度30℃、接种量10%(体积分数)、Fe2+投加量9.00g/L。(2)以菌株ATF-1作为沥滤菌处理城市污泥,经过15d的生物沥滤,污泥中Zn、Pb、Ni、Cu、Cd和Cr去除率的最大值分别为93.56%、46.54%、85.48%、97.68%、90.64%和45.15%,处理后污泥中的重金属含量符合《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—84)中规定的在酸性土壤上的最高容许含量。     

好氧颗粒污泥的培养及处理味精废水

以厌氧颗粒污泥为接种污泥,在模拟废水条件下利用SBR 35 d成功培养出了具有同步硝化反硝化作用的好氧颗粒污泥,反应器对COD和NH4+-N去除率分别高于95%和99%。将该反应器用于处理味精废水,当COD、NH4+-N的容积负荷分别为2.4 kg/(m3.d)、0.24 kg/(m3.d)时,COD、NH4+-N和TN去除率分别高于90%、99%和85%。处理味精废水后的颗粒污泥粒径由之前的0.8～2.5 mm减小至0.6～1.8 mm,颗粒结构较之前更加密实。     

实际污水与模拟污水活性污泥系统的特性差异

实验中经常采用人工配置的模拟生活污水,为了研究其与实际生活污水活性污泥系统的特性差异,采用2个序批式间歇反应器(SBR)进行平行实验(厌氧、好氧方式运行),系统地考察了在进水主要组分和运行参数相同的情况下,不同原水对活性污泥系统脱氮、除磷、比好氧速率、污泥絮体形态和出水水质等方面的影响。结果表明,模拟污水系统的硝化活性强于实际污水系统,两者的平均硝化速率分别为7.43 mg NH4+-N/(L.h)和5.55 mg NH4+-N/(L.h)。在前置厌氧段,模拟污水系统的释磷量比实际污水系统高出36.45%。两者在后续好氧阶段都能够充分吸磷。模拟污水系统的平均比好氧速率(SOUR)高达64.54 mg O2/(g MLSS.h),而实际污水系统的则只有32.81 mg O2/(g MLSS.h)。模拟污水系统的污泥絮体疏松,粒径小,形状不规则,沉降性差,沉后出水平均悬浮物浓度(SS)为20 mg/L;而实际污水系统的污泥絮体则密实、粒径大,沉降性好,沉后水十分清澈,SS几乎检测不出。     

Bioleaching of heavy metals from livestock sludge by indigenous sulfur-oxidizing bacteria: effects of sludge solids concentration

A technologically and economically feasible process called bioleaching was used for the removal of heavy metals from livestock sludge with indigenous sulfur-oxidizing bacteria in this study. The effects of sludge solids concentration on the bioleaching process were examined in a batch bioreactor. Due to the buffering capacity of sludge solids, the rates of pH reduction, ORP rise and metal solubilization were reduced with the increase of the solids concentration. No apparent influence of solids concentration on sulfate produced by sulfur-oxidizing bacteria was observed when the solids concentration was less than 4% (w/v). A Michaelis-Menten type of equation was able to well describe the relationship between solids concentration and rate of metal solubilization. Besides, high efficiencies of metal solubilization were achieved after 16 d of bioleaching. Therefore, the bioleaching process used in this study could be applied to remove heavy metals effectively from the livestock sludge.     

EGSB反应器处理城市生活垃圾沥滤液

采用膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对城市生活垃圾焚烧厂产生的垃圾沥滤液进行处理。实验结果表明:中温条件下,当COD浓度为55 000 mg/L左右,有机容积负荷(OLR)为22.8 kg COD/(m3.d)时,EGSB对垃圾沥滤液具有较好的的处理效果,COD去除率可达94.2%。当进水COD为72 000 mg/L左右时,为保证反应器的稳定运行,OLR应降低至18.2 kg COD/(m3.d),此时COD去除率可以达到88%左右,出水COD平均为9 103 mg/L。垃圾沥滤液和EGSB处理出水均以小分子量有机物为主,其中<4 kDa的有机物分别占76.5%和74.4%。EGSB对整个分子量区间的溶解性有机物都有较好的处理效果,其中对大分子有机物的处理效率相对更高。     

厌氧产氢ASBR对氮的脱除

在厌氧序批式人工有机污水生物产氢反应器(ASBR)中发现氮"丢失"现象,并对此产氢系统发生脱氮作用的机理和主要影响因素进行了研究。结果表明,在以葡萄糖为发酵底物的厌氧产氢系统中,微生物分别以铵和硫酸盐为电子供体和电子受体发生了硫酸盐型厌氧氨氧化;进水有机物负荷和pH主要通过影响不同种微生物的活性而影响脱氮性能,氨氮和硫酸盐的浓度直接与氮素去除率有关。在最大产氢能力为16 m3/(m3·d)、氢气体积百分比为65%的生物制氢系统中,最大脱氮效率约为64%。产氢效率与氮脱除率呈现负相关关系。研究表明,在控制条件下,可以实现高有机物废水厌氧脱除氨态氮,为生活污水直接厌氧脱氮开辟一条新途径。     

蜂窝陶瓷载体生物膜技术处理农药废水

以蜂窝陶瓷为载体进行生物挂膜,处理经化学预处理后的某农药厂有机磷和除虫菊酯类混合废水。对处理结果、蜂窝陶瓷载体及其生物挂膜法的特点进行了深入讨论。当废水的COD为1 600～1 700 mg/L,TP(总磷)为70～80mg/L,DMAC(二甲基乙酰胺)为0.8～1.2 mg/L,甲醇为8～12 mg/L,pH为6.8～7.2,水温为27～30℃,流量为0.1 m3/h,水力停留时间为15 h,进水容积负荷约为2.5 kg COD/(m3.d)时,发现15 d就完成生物挂膜,连续运行20 d COD去除率为73%～75%,TP去除率为53%～55%,DMAC去除率为54%～57%,甲醇去除率为91%～93%。与同样条件下的普通活性污泥处理相比,COD去除率提高85%,TP去除率提高83%,DMAC去除率提高119%,甲醇去除率提高27%,排出的剩余活性污泥量减少89%。测得的活性生物膜量为1.8 kg/m2,生物膜的厚度为1.5～2 mm,用偏光显微镜摄取了载体表面生物膜的图像。