冷融技术联合化学调理对污泥脱水性能的影响及其机理

实验对比了常温(25℃)下阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)、FeCl3/CaO、加酸及阳离子表面活性剂(CTAC)4种处理方式对污泥的调理效果.结果表明,CTAC对污泥的调理效果最好,可使污泥滤饼含水率降至68%.0℃时,未经处理(原泥)、CPAM、FeCl3/CaO、加酸处理条件下污泥脱水效果较常温时都有不同程度的提高,效果最好的为未经处理(原泥)和pH=2条件下的泥样;-15℃时,CTAC条件下滤饼含水率较常温下降了约6%,达到62.8%.污泥胞外聚合物(EPS)含量和污泥絮体结构对污泥脱水性能有一定影响.测定发现,EPS的溶出提高了絮体可压缩性,使污泥絮体内部结合水流出,从而改善污泥的脱水性能.电镜扫描(SEM)和粒径分析结果表明,经过FeCl3/CaO、加酸、CTAC和冷融处理后污泥表面结构和颗粒大小变化明显,脱水效果较原泥均有不同程度的提高.     

酶法水解提取剩余活性污泥蛋白质条件实验

以凯式定氮法为测试方法,对6种蛋白酶在各自最优条件下水解剩余活性污泥蛋白质,进行污泥提蛋白实验。实验结果表明,碱性蛋白酶水解效果最好,最佳水解条件是:pH值为8.0,温度55℃,加酶量为2%,反应时间4 h,液固比4:1。最佳工作条件下,污泥蛋白质提取率为52.5%。污泥蛋白提取液中重金属及有害金属含量低于国家饲料卫生标准。     

含油污泥调质影响因素研究

针对某炼油污水处理厂产生的含油污泥,采用调质-机械分离方法进行处理。考察温度、pH值和搅拌时间对含油污泥调质效果的影响。结果表明,以PR—A复合药剂为调质剂,在温度为70℃-80℃,pH值为4．0—5．0,搅拌时间为30min条件下,经55kPa（绝压）抽滤后,含油污泥的处理效果最好,滤饼含水率可达到70．3％,进一步方便含油污泥的后续处理,有利于污泥的资源化利用和无害化处理。     

超声波与复合酶联合提取剩余污泥蛋白的研究

在单酶水解法提取剩余活性污泥中蛋白质研究的基础上,选取3种提取率较高的酶构成3组复合酶,对3组复合酶在各自最优条件下水解提取剩余活性污泥中的蛋白质。实验结果表明,碱性蛋白酶和木瓜蛋白酶组成的复合酶水解效果最好,用这种复合酶结合超声波预处理以及单因素试验得出最佳水解条件是:超声波声能密度为1.2 W/m L,超声时间为70 min,酶配比(碱性蛋白酶∶木瓜蛋白酶)为1∶12,p H为7.0,温度为55℃,加酶量为5%,反应时间为4 h,液固比为4∶1。最优工作条件下,污泥蛋白质提取率为77.16%。     

加热及CaO预处理对市政脱水污泥流变特性的影响研究

采用旋转黏度仪研究污泥在恒定及变剪切速率条件下的表观黏度变化规律,探讨了CaO添加剂、加热和高温预处理对污泥表观黏度及流变性的影响规律。结果表明:向污泥中加入一定含量的CaO试剂及提高污泥温度均能显著降低污泥的表观黏度。当向污泥中加入1%、3%及5%的CaO后,污泥表观黏度值分别减小41.0%、61.0%、69.7%。CaO试剂、加热及高温预处理对污泥流变特性影响显著,Power law(PL)模型对不同工况下的污泥流变曲线均有较优的拟合效果(R~2>0.9)。在常温及加热条件下,随着CaO含量升高,污泥的非牛顿性也逐步提高,呈现更显著的剪切变稀特性;而经过高温预处理后,污泥的非牛顿性则随CaO含量升高而逐渐降低,在5%CaO时的流动特性已接近牛顿流体。     

水热处理高含固污泥的无害化效能和资源属性影响

污水处理厂污泥除含有易腐有机质和营养物质外,还富集了大量的抗生素、抗性基因（ARGs）、病原菌等污染物质.水热处理作为预处理技术,可提高高含固污泥的生物转化率,然而对于高含固污泥的无害化效能和资源属性的影响研究较少.因此,本文考察了不同温度水热处理条件对高含固污泥无害化效能的影响,选取具有代表性的4种氟喹诺酮抗生素（FQs）、ARGs及常见病毒作为无害化的评价指标.结果表明,在160℃和180℃处理60 min的情况下,总FQs去除率分别达到了42.5%和59.5%,而低温条件下FQs的去除效果不明显,表明FQs具有一定的热稳定性.高温处理同样对ARGs的消减效果明显,在180℃水热处理后,ARGs和水平转移因子的消减超过了6个数量级（6 logs）,显著降低了ARGs的传播风险.尽管高含固污泥中可以检出病毒基因如人腺病毒等,但污泥中病毒对水热温度非常敏感,在120℃的水热条件下即可消减病毒基因.除此以外,水热处理可以释放大量的营养物质如多糖、蛋白质、挥发性脂肪酸等,有助于提高和改善后续的微生物转化效率.     

热反硝化地芽孢杆菌水解催化剩余污泥提取蛋白质

为实现剩余污泥无害化处理以及资源化利用,采用从高温堆肥基质中筛选出的可产蛋白酶、淀粉酶等胞外酶的嗜热菌—热反硝化地芽孢杆菌对污泥氮源进行提取,分析反应时间、污泥含固率以及嗜热菌粗酶液接种量对蛋白质提取的影响,并确定最佳反应条件.结果表明：水解过程中各因素对蛋白质回收率作用大小为：接种量>时间>含固率,得出最优工艺条件为：pH=7、T=60℃、t=8h、污泥含固率为4%以及嗜热菌接种量为20%,在此条件下污泥蛋白质提取率达到32.05%,氨基酸含量为359.6mg/L,多肽含量为1060.1mg/L,且污泥上清液粒径随着反应的进行逐渐减小.     

高温α-淀粉酶菌的产酶条件、酶性质与环境应用研究

从堆肥中筛选到一株能在55℃生长并分泌高温α-淀粉酶的菌株,经初步鉴定为地衣芽孢杆菌,命名为Bacillus licheniformis ZD-8.在液体筛选培养基的碳源为乳糖、氮源为(NH4)2SO4,通气量为10%、pH值及C/N比分别为8和3/1、65℃的条件下,培养24h的菌株产酶量最高.酶学性质研究表明,该酶最适pH值为8,最适反应温度为95℃;95℃下保温60min后酶活仅损失4.8%;较低浓度Ca2 存在下,该酶即可有很好的稳定性.污泥有机质降解实验表明,培养了22h的菌株对污泥有机质降解能力最强;将高温α-淀粉酶活性增加2倍后(为2×104 U·mL-1),添加到经过不同处理的污泥中,其有机质降解率、脱氢酶增加率和SOUR增加率平均增加17.1%、76.9%、27.3%;在污泥中添加0.1mmol·L-1CaCl2后,其有机质降解率、脱氢酶增加率、SOUR增加率平均增加7.1%、20.4%、3.4%.     

废水处理厂剩余污泥水热减量及改善脱水性能的研究

采用水热法处理含有机质较高的食品加工废水处理厂剩余污泥,以期实现污泥减量并改善污泥脱水性能。研究结果表明,水热反应温度和反应时间对污泥减量影响较大,污泥初始含水率对污泥减量影响较小。污泥减量的最佳反应条件为:反应温度为220℃,反应时间为3 h,污泥初始含水率为84%;在此条件下,通过物料衡算分析可知,污泥湿重减量达到72.9%,污泥干重减量达到31.2%,污泥VSS降解率达到35.5%,水热反应结束并抽滤脱水后污泥含水率降至59.4%,所得脱水滤液ρ(COD)可达38.2 g/L且含有一定氮磷浓度,经测算该脱水滤液回流到废水处理系统时对废水处理负荷无明显影响。水热处理对食品加工废水厂剩余污泥具有显著的减量及改善脱水性能的效能。     

含油污泥减量化及影响因素研究

对某炼油厂含油污泥进行了减量化处理,并研究了影响污泥减量化的影响因素。研究表明,以三氯化铁、阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)和生石灰复合调质处理含油污泥后,经过55 kPa(绝)抽滤,可使含水率由98.6%下降到70.3%,体积减少为原来污泥脱水后体积的71.43%,大大降低了含油污泥的体积,实现了含油污泥的减量化。以PR-A复合药剂为调质剂,在温度为70℃～80℃,pH值为4.0～5.0,搅拌时间为30 min条件下,经55 kPa(绝压)抽滤后,含油污泥的处理效果最好,滤饼含水率可达到70.3%,进一步方便含油污泥的后续处理,有利于污泥的资源化利用和无害化处理。     

低温热水解对剩余污泥DOM的溶出特征分析

为了研究剩余污泥在低温热处理条件下的理化性质及溶出特征,采用批次试验探究了热处理温度对剩余污泥溶解性有机物（SCOD）、溶解性碳水化合物（SC）、溶解性蛋白质（SP）的溶出变化情况,分析了溶解性有机物质（DOM）荧光组分的平行因子分析模型特征.研究发现,随着热处理温度的升高,SCOD在80℃的破解度增幅最高,在90℃溶出量最大;SC在70℃时溶出率增幅最高,在90℃质量浓度最高;SP在60℃质量浓度最大;挥发性脂肪酸（VFAs）在60℃达到最大含量;液相色谱-有机碳测定仪（LC-OCD）分析表明,溶解性有机碳在90℃分子质量浓度最大,但生物聚合类物质的比例在80℃最高;三维荧光平行因子分析（PARAFAC）显示,剩余污泥热处理后的DOM均包含类蛋白质C1（282,324nm）、代谢类蛋白质C2（310,364nm）、可见腐殖酸C3（278/338/358nm,424nm）、土壤富里酸C4（270/318/354nm,476/524nm）,对于热水解法预处理污泥,类蛋白质在80℃下具有最大荧光强度,代谢类蛋白质在60℃下具有最大荧光强度.在60min条件下,污泥中有机物溶出的最佳温度是80℃.     

低温热水解对剩余污泥DOM的溶出特征分析

为了研究剩余污泥在低温热处理条件下的理化性质及溶出特征，采用批次试验探究了热处理温度对剩余污泥溶解性有机物（SCOD）、溶解性碳水化合物（SC）、溶解性蛋白质（SP）的溶出变化情况，分析了溶解性有机物质（DOM）荧光组分的平行因子分析模型特征.研究发现，随着热处理温度的升高，SCOD在80℃的破解度增幅最高，在90℃溶出量最大；SC在70℃时溶出率增幅最高，在90℃质量浓度最高；SP在60℃质量浓度最大；挥发性脂肪酸（VFAs）在60℃达到最大含量；液相色谱-有机碳测定仪（LC-OCD）分析表明，溶解性有机碳在90℃分子质量浓度最大，但生物聚合类物质的比例在80℃最高；三维荧光平行因子分析（PARAFAC）显示，剩余污泥热处理后的DOM均包含类蛋白质C1（282，324nm）、代谢类蛋白质C2（310，364nm）、可见腐殖酸C3（278/338/358nm，424nm）、土壤富里酸C4（270/318/354nm，476/524nm），对于热水解法预处理污泥，类蛋白质在80℃下具有最大荧光强度，代谢类蛋白质在60℃下具有最大荧光强度.在60min条件下，污泥中有机物溶出的最佳温度是80℃.     

酱油废水混凝处理的特征及机理研究

将酱油废水混凝沉淀过程中产生的物化污泥 ,回流至混凝反应的前段 ,加以重复利用 .试验表明 ,回流污泥与PAC、石灰混合后适用于高浓度的老抽酱油废水的混凝预处理 .污泥回用量为 5 0mL·L-1,PAC与石灰的投药量为 4 8mL·L-1,3 6g·L-1,比没有污泥回流时的 8 0mL·L-1,6 0g·L-1,减少了 4 0 % ,预处理过程中的沉淀污泥总产量下降 2 8 4 % .在此条件下 ,COD和色度平均去除率分别为 4 4 2 %和 93 2 % .结合透射电镜图片的机理分析表明 :石灰中的CaO可与废水中的糖类等物质反应生成沉淀 ,在回流污泥吸附卷扫与PAC电性中和的共同作用下 ,色度和COD得到明显去除 .     

pH值对化学－生物混合污泥厌氧发酵释磷的影响

以污水处理厂化学除磷工艺产生的常见化学磷(AlPO4和FePO4)沉淀为研究对象,考察了两种化学磷分别与剩余活性污泥(即生物污泥)混合厌氧发酵过程中化学磷和生物磷的释放情况.结果表明:在纯水中,AlPO4在强酸强碱条件下均能释出部分磷,FePO4只在强碱条件下才能溶解释磷.在(35±1)℃,不同pH值下将含AlPO4的混合污泥厌氧发酵时,强酸性厌氧发酵能释出较多的化学磷,但微生物活性被抑制,不利于发酵产酸;碱性发酵(pH=10~11)能释出28%~55%的化学磷,43%~49%的生物磷,总释磷量比中性条件下高17.5%~62.7%,同时利于发酵产酸,维持pH 10和11时产酸量分别比中性条件高233%和117%;对于含FePO4的混合污泥厌氧发酵,中性条件下即能释放FePO4中40%的磷和生物污泥中50%的磷,释磷量高于pH=11的碱性厌氧发酵释磷量.     

剩余污泥碱解液用作低C/N合成氨废水反硝化碳源研究

针对低C/N合成氨废水反硝化脱氮处理中碳源不足的难题,探究了以剩余污泥碱解液作为补充碳源的可行性。结果显示:与葡萄糖和甲醇相比,碱解液作为碳源时,体系的反硝化速率分别提高了25.3%和23.7%。通过优化实验条件获得最佳反硝化脱氮工艺参数:C/N=5.5,T=35 ℃,初始pH=8,水力停留时间为5 h。此条件下NO₃--N去除率达86%以上,NO₂--N无积累。将污泥碱解液用于A/O工艺处理大连化学工业公司低C/N合成氨废水,碱解液以稀释方式加入厌氧段,投加量使原低C/N合成氨氮废水C/N=5.5左右。A/O工艺连续运行结果显示:出水ρ(TN)<15 mg/L,ρ(NH₄+-N)<5 mg/L,NO_x--N基本无积累,出水氮素指标均达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。研究证实了污泥碱解液适用于低C/N合成氨废水的处理,为此类废水的处理和剩余污泥的资源化处置提供了有力支撑。     

酸-低热联合处理对剩余污泥脱水性能的影响

为有效降低城市污水处理厂剩余污泥含水率,通过酸-低热（温度 < 100℃）联合处理污泥,探索该方法对污泥的脱水性能.研究不同pH、反应温度、反应时间对污泥脱水性能的影响,并对污泥上清液中SCOD、蛋白质、多糖的浓度以及污泥Zeta电位和污泥形貌进行分析,初步探讨其脱水的作用机理.结果表明:①酸-低热联合处理污泥时,污泥溶解性有机质大量释放,经过40 min反应,上清液中SCOD浓度达到925.76 mg/L,表明该方法能有效破解污泥EPS（胞外聚合物）,释放内部结合水.②原污泥Zeta电位为-14.10 mV,酸-低热联合处理后降至-3.49 mV,污泥颗粒之间的静电斥力显著降低.③酸-低热联合处理有利于污泥的絮凝作用,显微镜观察处理后的污泥絮凝物大且结构紧密,污泥脱水性能得到改善.④试验获得的最佳处理条件为pH 3、温度90℃、加热时间40 min,在该条件下,污泥真空脱水初始速率可达20.67 mL/min（以80 g原泥计）,泥饼真空抽滤后含水率可降至63.05%.研究显示,酸-低热联合处理可有效提高剩余污泥脱水性能,并能释放较多溶解性有机质,抽滤后污泥含水率可降至接近60%,是一种可行的低能耗污泥脱水方法.      

AnGMBR处理低浓度废水的运行特性

采用厌氧颗粒污泥床膜生物反应器（AnGMBR）对模拟生活污水进行处理,并对其运行特性进行研究.结果表明,在室温、进水COD 260mg/L的条件下,AnGMBR的出水COD能稳定维持在30mg/L以下,即使HRT降至5h,系统的出水COD仍满足一级A排放标准.AnGMBR的总甲烷转化量在0.234~0.271L/g COD_去除之间,其进水COD约有61%~70%转化为甲烷.AnGMBR在运行过程中颗粒污泥的粒径、机械强度没有较大的差异,颗粒污泥具有较好的稳定性.经过一段时间的连续运行,AnGMBR的TMP稳定维持在35kPa左右,膜丝在经过清洗后,其性能能够得到有效的恢复.AnGMBR中用于颗粒污泥流化所需的能耗较低,膜滤出水为主要的需能部位,系统各阶段的产能均能满足能耗需求.AnGMBR高效稳定的运行表明,AnGMBR作为一个低耗高效的废水处理系统,具有良好应用潜力.     

天津市典型生物质固体燃料锅炉NO、CO排放研究

针对实际运行条件下,国内生物质固体燃料燃烧过程中NO、CO排放研究不足,排放现状不清晰等问题,在天津地区选择了6台具有代表性的生物质固体燃料锅炉,在测试中燃烧其常用燃料,采用烟气分析仪Testo350对锅炉展开了气态排放研究,重点研究了其中5台生物质固体成型燃料锅炉在不同燃烧负荷下,NO和CO的排放情况,以及另1台捆烧式锅炉在正常工况下的排放情况。测试结果表明:6台生物质锅炉的NO排放浓度均在180 mg/m~3以上,CO排放浓度均高于500 mg/m~3。其中,3台炉型的固体成型燃料锅炉随着燃烧负荷的增大,NO排放浓度降低CO浓度升高,燃烧负荷控制在75%~80%可相对减少气态污染物NO、CO的排放,其余2台炉型NO、CO排放浓度随燃烧负荷的增大变化趋势与前3台相反,且燃烧负荷控制在95%左右为优;捆烧式锅炉NO排放浓度最低为182.9 mg/m~3,但CO排放浓度却高达2 243.6 mg/m~3。研究结果可为用生物质固体燃料锅炉的实际运行提供参考,从而优化生物质固态燃料的燃烧和排放。     

采用CaO强化氧化法处理高浓度甲醛废水的反应条件研究

高浓度甲醛废水在高温高pH的条件下,通过投加CaO强化氧化剂,实现了高浓度甲醛废水的甲醛快速降解转化.反应条件和投加药量如下:20 000 mg/L浓度的甲醛废水投加固体NaOH量、CaO量分别为2 kg/m 3高浓度甲醛废水和0.6 kg/m 3高浓度甲醛废水,当反应温度为80℃时,控制废水反应的pH值在9.5~10.0左右,当反应时间为30 min后,通过观察反应后废水的颜色和闻废水是否有甲醛的气味判定是否为反应的终点.当反应后的废水无甲醛气味,颜色为红棕色,即可判断为反应的终点,此时甲醛浓度降低到20 mg/L以下,甲醛的去除率为99.9%以上.