不同反应条件对污泥水热碳化脱水性能的影响

随着城市化进程的加快,我国剩余活性污泥的产生量逐年增加,活性污泥中的胞外聚合物EPS含黏性蛋白类物质并高度亲水,因此破坏污泥絮体、释放和水解黏性有机物是改善污泥脱水性能的有效途径。通过分析水热碳化调理前后污泥比阻(SRF)、黏度(μ)、絮体形态特征及上清液的理化性质,考察了温度、时间以及促进剂Fe_2(SO_4)_3对水热碳化污泥脱水性能的影响。结果表明:反应温度为220℃、反应时间为2 h、Fe_2(SO_4)_3浓度为0. 5 mol/L时的水热碳化处理,污泥的脱水性能最好,比阻和黏度分别比对照组降低了97. 7%和98. 7%。水热碳化的高温高压环境破坏了污泥的絮体,使污泥胶体结构的内聚力降低,污泥的脱水性能得到改善。     

污泥表面电荷对污泥脱水性能的影响

一、前言化学调理法(化学混凝法)以其操作简单、效果稳定而被广泛应用于污泥脱水前的预处理。污泥混凝中,常用的化学混凝剂有无机型混凝剂和有机型高分子混凝剂两类。从目前国内使用的情况来看,阳离子型聚丙烯酰胺混凝剂和无机混凝剂(如FeCl_3·6H_2O、FeSO_4·7H2O、Al_2(SO_4)3·18H_2O、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等),混凝效果好,泥水分离完全。而阴离子型聚丙烯酰胺混凝剂却无混凝作用,但是它与石灰一起使用后,就发挥了混凝作用。这一现象,提示了污泥的混凝效果与污泥表面电荷的变化有一定关系。为此,本文就污泥表面的带电性对污泥脱水性能影响方面,进行初步的研究,以期探索污泥混凝的作用机理及其基本规律。     

石油化工污泥脱水性能试验研究

通过污泥比阻试验及叶片吸滤试验，探讨化学调理，真空过滤方法用于石油化工污泥脱水的规律。研制并开发了改善石油化工污泥脱水性能的最佳药剂ＰＴＣ，并为石油化工污泥脱水提供了必要的运行参数。     

聚合硫酸铁对污泥脱水性能研究

采用聚合硫酸铁作为化学调理剂,对浓缩池污泥进行调理.以污泥比阻为主要指标考察了投药量、调理剂浓度、pH值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响;同时,考察了污泥经过沉降后上清液的浊度变化.调理实验结果表明,PFS的适宜调理参数为:投加量1mL,浓度6％,pH为7(未调节),快速搅拌速度120 rpm,慢速搅拌速度50 rpm.污泥经PFS调理后,比阻降低到1.56×10-14 m/kg,显然,调理剂影响污泥调理脱水效果和它们的种类、浓度和投加量等条件相关.     

污泥的改性调理压榨脱水研究进展

污泥深度脱水可以大大减小污泥的体积,降低管理、运输、处理成本,便于后续脱水污泥的资源化利用。污泥的化学及物理调理是改善污泥脱水性能最有效、最常用的方法。本文介绍了压榨脱水几种技术,并对污泥改性调理情况进行探讨。     

污泥调理对其脱水性能的实验研究

以南京某污水处理厂的污泥为研究对象,采用化学调理法及热水解法对污泥进行调理,来改善污泥的脱水性能,从而达到污泥减量化的目的。考察了几种调理剂(Fe2(SO4)3、Al Cl3、PAM)与氧化钙(Ca O)同时作用对污泥的调理效果,确定了各自的最佳投加比例:Fe2(SO4)3与Ca O最佳投加比例为0.4,Al Cl3与Ca O的最佳投加比例为1.3,PAM与Ca O的最佳投加比例为0.27,其中Fe2(SO4)3与Ca O组合调理对污泥脱水性能的改善最好。研究了热水解对污泥脱水性能的影响,表现随着热水解温度的升高,污泥的脱水性能不断得到改善。     

聚合氯化铝对污泥脱水性能研究

采用聚合氯化铝(PAC)作为化学调理剂,对浓缩池污泥进行调理.以污泥比阻为主要指标考察了投药量、调理剂浓度、pH值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响;同时,考察了污泥经过沉降后上清液的浊度变化.调理实验结果表明,PAC的适宜调理参数为:投加量25 mL,浓度6％,pH为7(未调节),快速搅拌速度130rpm,慢速搅拌速度50 rpm.污泥经PAC调理后,比阻降低到3.2×1014 m/kg.     

污泥调理脱水后残余水分存在形态及空间分布

污泥脱水是污泥资源化利用的前提,采用高铁酸钾(K₂FeO₄)和污泥生物炭(脱水污泥在500℃热解制得污泥生物炭,记为BC500)作为调理剂对污泥进行预处理。污泥经3.00 g/L K₂FeO₄和9.00 g/L BC500调理脱水后,泥饼含水率降低至42.33%,较未经调理脱水后泥饼含水率(78.80%)减少36.47百分点。通过低场核磁共振技术(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)检测脱水泥饼中残留水分的存在形式,并对水分种类进行划分。在K₂FeO₄氧化作用下,水分子与有机物的结合能被削弱,泥饼中残余结合水(0.23~10.72 ms)占比为99.68%~99.81%,毛细管水(70.00~700.00 ms)占比为0.19%~0.32%,原污泥泥饼中强结合水转化为弱结合水、毛细管水、自由水,弱结合水转化为毛细管水或自由水,毛细管水则转化为自由水,而自由水在机械脱水过程中几乎可以完全脱除。根据成像结果:泥饼中水分分布与图像亮度呈线性相关关系。该研究可为污泥深度脱水提供数据支撑和理论基础。     

阳离子表面活性剂对污泥脱水性能影响研究

研究了两种含有不同长度疏水链的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和四甲基溴化铵(TMAB)对活性污泥脱水性能的影响,探讨了两种表面活性剂的作用机理。实验数据表明,在同样的投加量下,CTMAB比TMAB能更有效地改善污泥的脱水性能。结果表明,与TMAB相比,投加约为泥样干质量25%的CTMAB可以释出更多污泥胞外聚合物总量,约为231mg/L;污泥毛细吸水时间(CST)可缩短为73s左右,离心后污泥上清液浊度降至15.9,离心后污泥含水率为73.2%;CTMAB和TMAB对污泥沉降性能的改善不是非常明显。     

市政污泥脱水性能实验研究与形态学分析

本研究将运用微波技术与离心脱水相结合的方法来达到促进污泥中结合水释放及改善脱水特性的目的.通过测定毛细吸水时间、黏度、含水率,采集污泥图像、提取形态学特征进行污泥脱水改性的效果分析及分形维数的分析.离心脱水实验结果表明,适当增加离心转速和温度时,污泥的含水率降低;正交实验结果表明微波功率1000W、微波温度50℃、离心转速2000r/min、离心时间15min的条件下含水率最低达到83.75%,且适当的微波预处理条件有利于污泥的脱水;微波预处理后污泥分形维数在2.4~2.8之间,污泥结构改变.对污泥脱水性能的表征参数与污泥含水率进行拟合,建立污泥脱水性能的模型,为预测和改善污泥脱水性能提供基础性研究.     

基质投加量对生物调理改善污泥脱水性能的影响

通过在剩余污泥中投加FeSO_4及S~0的生物基质进行生物调理的方法改善污泥脱水性质.在确定两者的投加质量比为7∶3(FeSO_4的质量以Fe~(2+)计)的条件下,分别投加质量为污泥干重的10%、15%、20%、25%、30%的混合基质,结果表明当基质投加量为污泥干重的20%时,污泥的脱水性能最佳.其中,毛细吸水时间(CST)较对照组降低了38.71%,粘度下降了81.91%,泥饼含固率为对照组的135.19%.同时,污泥中的胞外聚合物(EPS)总量有了显著的下降,污泥絮体中的有机质从与污泥细胞更紧密结合的紧密型EPS(TB-EPS)中释放到较外层的疏松型EPS(LB-EPS)中,且Zeta电位接近中性,从而使得污泥脱水性能得到改善.     

活性污泥的理化性质与絮凝调理投药量的关系

采用烧杯试验研究了活性污泥理化性质与絮凝调理投药量的关系,分析了活性污泥离心上清液黏度及其中胶体的Zeta电位和表面电荷密度、污泥絮体的粒度、分形维数和强度等理化性质指标随调理絮凝剂(CPAM,CZ-8698)投药量的变化规律,探讨了这些指标在确定絮凝调理最佳投药量方面的差异.结果表明,CZ-8698的投药量对污泥的脱水性能和理化性质均可产生明显的影响,基于毛细吸水时间(CST)、污泥比阻(SRF)确定的活性污泥絮凝调理的最佳投药量范围为4.28～7.13g.kg-1,对应的CST与SRF值分别为(12.62±1.39)s、0.56×1012m.kg-1.在此最佳投药量区间,污泥离心上清液中胶体的Zeta电位与表面电荷密度均由负值变为正值,污泥絮体的分形维数分别为1.09(一维)和1.51(二维),其表面不规则程度最低、结构较为密实;污泥絮体的粒径随着絮凝剂投药量的增加持续增大到mm尺度,但其强度在投药量高于4.60 g.kg-1以后逐渐趋于稳定.此外,当絮凝剂投药量低于上述最佳范围时,污泥离心上清液的黏度已经达到了最小值(1.24±0.04)mPa.s.     

聚丙烯酰胺性质和结构对厌氧消化前后污泥调理脱水效果的影响

为研究聚丙烯酰胺(PAM)性质和结构对污泥脱水性能的影响,选取10种常用阳离子PAM对消化进泥(初沉污泥和剩余污泥)和消化出泥进行调理。通过测定PAM调理后的污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、粒径和脱水后泥饼含水率的变化,并结合流变学特性进行调理效果评价和机制解析。结果表明:不同PAM对2种污泥脱水性能的影响迥异,但大多数PAM调理后消化出泥的脱水性能更优,两者均适合采用大分子、高离子度、支链结构的PAM调理。在优选PAM的最佳投加量为4.0 kg/t下,调理后消化出泥的SRF、CST和粒径分别为0.64×10¹² m/kg、18.6 s和400.5 μm,脱水后泥饼含水率可降低至74.8%。流变学分析结果表明,优选PAM调理后污泥的触变性显著,絮体更大更密实,弹性模量更大,絮体抗剪切能力更强,脱水性能更优。研究结果可为污水处理厂消化污泥调理脱水药剂的选择提供理论依据与技术参考。     

活化过硫酸盐对市政污泥调理效果的影响

常规污泥脱水技术只能将市政污泥含水率降到80%左右,难以满足日益严格的污泥处理处置要求.活化过硫酸盐产生硫酸根自由基SO4·-具有强氧化性,可用于破坏污泥的絮体结构.本研究利用Fe2+活化过硫酸钠(SPS)的方法进行污泥调理,以到达改善污泥的脱水性能的目的.结果表明,当Fe2+与S2O2-8投加量(以绝干污泥计)分别为25.88 mg·g-1、80 mg·g-1(Fe2+与S2O2-8摩尔比为1.1∶1)时,污泥毛细吸水时间CST和污泥比阻SRF降低率最大,滤液中蛋白质和多糖浓度达到最大.进一步的研究表明,污泥Zeta电位值由负向正变化,颗粒比表面积增大,絮体由密集的团状变成结构松散的层状结构,污泥脱水性能提高.     

城市污泥生物沥浸法和化学法调理的效果比较——对污泥理化性质及其深度脱水性能的影响研究

分别用生物沥浸法（BC）、Fenton法和石灰/三氯化铁/PAM法（石灰法）对同一批城市污泥进行调理,并以常规PAM法（CC）为对照,探究不同调理后污泥的理化性质及其脱水性能的变化差异,并用流式细胞仪测定污泥中细胞裂解情况,以分析其机理.结果表明,BC法、Fenton法和石灰法均能大幅提高城市污泥脱水性能,表现在污泥过滤比阻（SRF）值仅为常规处理的0.43%~6.12%,尤其以石灰法处理脱水性能最佳.但BC法脱水泥饼中的有机质和养分能得到最大程度的保留,有机质（56.9%）、总氮（4.66%）、速效氮（0.47%）、矿化氮（1.80%）和总磷（1.60%）含量均远高于石灰法处理,而且污泥中重金属能被部分去除（Cr、Mn、Ni、Zn溶出率分别为18.7%、50.0%、48.7%和72.9%）,该处理的污泥最具资源化潜力.而石灰法脱水泥饼由于大量脱水剂添加导致有机质（49.5%）、总氮（3.55%）和总磷（1.20%）含量明显下降,且泥饼呈强碱性（pH值接近11）.脱水滤液中的sCOD（645mg/L）和TP（4.62mg/L）也显著高于其他处理.流式细胞仪测定结果显示,BC法、Fenton法和石灰法均能导致污泥微生物凋亡,活细胞数量由原始的86%降至75%左右,特别是石灰法对污泥中细胞的破解效果最为彻底,从而释放出更多内部水和胞内物质,这可能是引起其有机质和养分大量损失至脱水滤液中的原因之一.与Fenton法和石灰法调理相比,生物沥浸法既具有能大幅提高污泥脱水性能,脱水滤液水质相对较好的优点,又具有泥饼有机质和氮磷养分高,重金属含量低的优点.     

水热处理时间对污泥中氮磷钾及重金属迁移的影响

研究了水热法预处理城市污泥时反应时间对污泥脱水性能和污泥中N、P、K元素及重金属迁移行为的影响.结果表明,在160℃的温度下,随着水热反应时间(30~120 min)的增加,污泥脱水性能明显提高,污泥中的N元素向水热液中转移量逐渐增加,P元素几乎全部残留在固相中.虽然K元素较P易转移到液相中,但多数K元素(57%~62%)还是残留在污泥固相中.重金属的迁移和元素本身的性质有关,其随着水热处理时间的增加而呈现出不一致的迁移规律:相对于原污泥,Cu、Zn、Cr和Pb的含量在脱水污泥中增加程度明显,As增加缓慢,而对于Ni和Cd则先低于原污泥中重金属含量,而后随着水热处理时间的延长不断增加.     

超声辐射法与絮凝剂联合作用对污泥脱水性的研究

文章使用PAM-C作为絮凝剂,研究超声波与絮凝剂联合作用对污泥脱水性能的影响,通过试验找到了其合理的调理顺序,并针对试验污泥确定了理想的试验参数,为污泥脱水处理找到一种行之有效的实用方法。     

生物沥浸处理对城市污泥脱水性能的影响研究

通过摇瓶培养试验研究了生物沥浸处理对城市污泥离心脱水率、污泥过滤比阻、泥饼压缩系数等脱水性能的影响,并分析了生物沥浸过程中污泥pH、Fe2+、Fe3+、污泥颗粒Zeta电位、颗粒粒径分布的变化.研究表明,以亚铁和硫作为复合能源物质时,污泥经过生物沥浸处理后,其离心脱水率可从原始污泥的60%提高到74.4%;污泥比阻从处理前的1.83×109s2·g-1下降到0.39×109s2·g-1,降低了79%,压缩系数也从原始污泥的0.98降低为0.58,明显好于其他处理,达到不加絮凝剂而可直接机械压滤脱水的性能要求.研究还表明,污泥生物沥浸处理后,随着pH的下降,污泥颗粒Zeta电位趋于零以及污泥20～60μm粒径范围的颗粒含量明显减少,可能是污泥脱水性能改善的重要原因之一.可见,污泥生物沥浸处理是一种在去除重金属的同时能够改善污泥脱水性能的技术.