颤蚓污泥减容效果及其影响因素分析

通过批沉降实验考察了颤蚓对一系列来源不同、性质不同的活性污泥沉降性能的影响.结果表明,颤蚓污泥减容效果显著.对活性污泥的主要性质指标进行Pearson偏相关分析后.发现污泥本身的污泥沉降比(SV,亦称30min沉降率)和半沉降时间t50是影响颤蚓污泥减容作用的重要因素,而并非污泥浓度TSS和SVI.其中,SV分别与颤蚓作用60min后的污泥减容率η(SV60)及污泥半沉降时间的减少率η(t50)之间显著相关.另外,在污泥性质相同的情况下,颤蚓污泥容积比也是影响颤蚓污泥减容效果的重要因素,单位容积下颤蚓投加量越大,污泥减容率会越高.     

含生物活性介质废水体系的流变行为研究

研究了含生物活性介质废水体系的流变行为 ,考察了污泥浓度、体系 pH值、温度等因素对废水体系流变行为的影响。实验结果表明 :体系粘度随着污泥浓度的增加而变大 ;也随着pH值的增加而变大 ;温度升高 ,污泥粘度相应会变小 ;同样污泥浓度的体系粘度 ,厌氧条件下比好氧条件要低。研究结果可为生化法中的氧气、污染物传递过程计算和生化反应器设计提供理论基础。     

低温热水解处理对污泥流变特性的影响

流变特性对污泥处理至关重要,广泛应用于厌氧消化反应器、泵送运输、热交换器及污泥脱水等的设计。系统研究了低温热水解预处理对污泥流变特性的影响,结果表明:热水解过程中COD增溶与热历时呈对数关系。热水解48h后污泥的流变曲线均符合Power law模型,流动性显著增强。低剪切速率范围内热水解污泥的黏度较原污泥有所降低,但在高剪切速率范围内黏度却略有增加。热水解后污泥极限黏度的增大与s COD(溶解性化学需氧量)的释放呈线性关系,表明污泥流变有望成为评价热水解效率的新工具。热处理造成的污泥极限黏度、流变指数(n)的增大及稠度系数(k)的降低与温度均呈直线关系。当热水解温度为80℃时,n值增大、k值降低与热历时均呈良好的对数关系。     

污泥厌氧消化系统消化原料流变特性研究

考察了4种污泥厌氧消化原料的流变特性,研究了原料浓度、温度以及添加餐厨垃圾等因素对污泥流变特性的影响,以期为厌氧消化工艺的设计及设备选用提供基础参数.试验结果表明,脱水污泥、脱水污泥与餐厨垃圾混合物、剩余污泥、剩余污泥与餐厨垃圾混合物4种原料均为假塑性流体,且符合幂律方程.随消化原料固体浓度由1%增至10%,原料黏度升高.剩余污泥和剩余污泥与餐厨垃圾混合物在TS=3%时流变指数最大,而脱水污泥和脱水污泥与餐厨垃圾混合物在TS=5%时流变指数最大.添加餐厨垃圾可以改善污泥的流变特性,使得混合液的流变指数较纯污泥有不同程度的升高,使其更接近牛顿流体.随着温度由15℃升高到55℃,4种原料的黏度呈线性趋势降低,流变指数则逐渐升高,其中脱水污泥的黏度对温度变化最为敏感.     

超声对污泥流变性及絮凝脱水性的影响

采用旋转粘度法研究了活性污泥体系的流变特性,考察和比较了超声处理前后污泥粘度及过滤比阻的变化,并就超声处理污泥的絮凝脱水性能进行了相关测试和分析.结果表明,随剪切速率的增大,污泥表观粘度降低,流动性增大,表现出流体变稀;污泥的流变特性反映出其胶状网络结构具有相对稳定性,污泥对水的结合能力强,因此,其过滤比阻高、脱水性能差;在固定频率25 kHz条件下,低声能密度(0.10～0.15W·mL-1)、短时间(2～3 min)超声处理可有效降低污泥表观粘度及过滤比阻;在絮凝剂(PDMDAAC)投量为污泥干固体质量(TS的)0.5%时,超声处理污泥的过滤比阻与滤饼含水率可分别降低至最小值0.18×109s2·g-1和65.7%.实验结果表明,将超声与絮凝剂结合用于污泥调理是可行的.     

微波-过氧化氢联合作用处理污泥的影响因素

作为一种新的污泥预处理技术,微波-过氧化氢联合作用处理污泥显示出高效、快速的优势.试验考察了3个主要参数:污泥浓度(定量H2O2和等比例H2O2/TSS投加)、微波功率和pH值对微波-过氧化氢联合作用处理污泥的影响.研究结果表明:①在H2O2定量投加(5000mg·L-1)时,当污泥浓度超过22g·L-1,溶出COD没有显著增加;在H2O2与TSS等比例投加条件下,COD溶出与污泥浓度呈线性关系;②微波功率在200～1000W范围内不影响污泥处理效果;③在微波-过氧化氢联合作用处理污泥时,污泥溶解比例随着污泥初始pH值的提高而增加.     

含煤污泥浓缩过程中固体通量的试验研究

为了准确掌握含煤生活污泥浓缩过程中污泥固体通量的取值范围,对不同矿区的含煤生活污泥进行了静沉试验研究。结果表明,含煤生活污泥重力浓缩过程的固体通量可以通过静沉试验确定,沉淀初期污泥固体通量与污泥浓度存在正相关性。在煤矿污泥处理工程中大部分采用间歇排泥的污泥浓缩池,固体通量应取对应污泥浓度下的静沉固体通量;难以确定污泥浓度时可以在2.00 kg/(m2·h)~6.00 kg/(m2·h)之间取值,用由迪克原理求取的极限污泥固体通量校核。     

城市污泥特性及真空抽滤浓缩实验研究

对某城市6座污水处理厂污泥做真空抽滤浓缩,并对污泥特性进行了研究.结果发现,污泥中每g固体(TS)相当于1 g化学需氧量(COD);每g挥发性固体(VS)相当于1.5 g COD,其线性回归R2分别为0.931 4和0.922 8.污泥中携带的COD占污水去除COD总量的60%.污泥有机物组成表现为高蛋白质低脂肪特征.调查发现传统重力浓缩污泥浓度普遍低于3.3%,浓缩效率低.在真空度-34.7 kPa下的真空抽滤实验表明,浓缩速率受污泥种类、浓度、PAM分子量以及添加量的影响.其中,污泥种类对浓缩速率影响较大,初沉污泥干固体抽滤速率为31 ks/(m2·h),剩余污泥速度低于15 kg,(m2·h),重力浓缩污泥的抽滤浓缩速度达到43 kg/(m2·h).抽滤液悬浮固体浓度普遍低于1.5 g/L.     

餐厨垃圾中温干式厌氧消化污泥的流变特性研究

以半连续式和序批式餐厨垃圾厌氧消化产生的污泥为研究对象,考察温度(T)、含固率(TS)和剪切速率(γ)对消化污泥流变性的影响.使用旋转粘度计测定污泥动力粘度,测定时温度范围20~70℃,消化污泥TS分别为21.41%~29.54%(半连续式)、12.09%~22.48%(序批式).试验结果表明:污泥流动性随温度升高而增强,随温度降低而减弱,且温度变化会对污泥流变性造成不可逆的影响;同一剪切速率下,污泥的动力粘度随TS含量增高而变大;粘度曲线说明厌氧消化污泥为非牛顿流体,具有剪切变稀的特点;通过剪切应力的上升曲线和下降曲线可判断厌氧消化污泥为时间相关性流体,动力粘度-时间曲线进一步说明污泥为触变性流体;TS12%时,有必要设置搅拌系统,剪切速率控制在10.4~20.9 s-1较为合适;污泥的TS含量越高,温度、TS和剪切对流变性的影响越明显.试验可为厌氧消化反应器的搅拌系统和热交换系统设计提供一定的基础数据.     

微曝气条件下S-TE剩余污泥溶解性研究

研究了微曝气、不同温度条件下S-TE预处理对剩余污泥溶解和各种化学组分变化的影响.结果表明,S-TE污泥溶解存在2种反应(酶催化反应和热解反应)和2个过程:嗜热菌胞外酶(主要为蛋白酶和淀粉酶)首先解聚污泥胶团,进而溶解细菌的细胞壁,水解胞内有机物质.接种嗜热菌Bacillus stearothermophilus sp.AT06-1比不接种促进了污泥悬浮固体的溶解,接种条件下最适宜的溶解温度为65℃,此温度下,污泥VSS和TSS溶解率相对于不接种试验提高程度最大,2 d时VSS、TSS溶解率分别达到34.09%和24.16%,比不接种试验同期分别提高了7.57%和6.87%;微曝气条件下SCOD和VFA得到累积,最大累积量达到4 531 mg/L和2 319 mg/L,有利于厌氧消化;此时蛋白酶活性提高也最大.污泥溶解产生的蛋白质被蛋白酶水解,蛋白质浓度先升高后降低.     

Differences in rheological and fractal properties of conditioned and raw sewage sludge

Rheological tests for raw and conditioned activated sludge(AS) or anaerobic digested sludge(ADS) show that power-law relationships can be used to describe the evolution of several rheological parameters,i.e.,limiting viscosity(η∞),yield stress(τy),cohesion energy of the sludge network(Ec),and storage modulus(G’),with total suspended solid(TSS) content in raw and conditioned sludge.A gel-like structure that behaves similar to weak-link flocs/aggregates was observed in AS and ADS.As derived from the double-logarithmic plots of G’-TSS content,the mass fractal dimensions of the raw and conditioned AS or ADS flocs/aggregates were 2.70 and 2.53 or 2.85 and 2.79,respectively.The rheological tests also indicate that both polymer conditioning and increased TSS content led to improved elastic behavior,cohesion energy,and yield stress of the sludge network,as well as expanded the corresponding linear viscoelastic range.The porosity of AS or ADS flocs/aggregates will be improved by polymer conditioning.     

Effect of solid contents on the controlled shear stress rheological properties of different types of sludge

Controlled shear stress (CSS) test was used to study the effect of solid contents on the corresponding rheological parameters for sludge. Three types of sludge with or without conditioning, including activated sludge (AS), anaerobic digested sludge (ADS), and water treatment residuals (WTRs), were collected for the CSS test. Results showed that the yield stress and the cohesion energy of the sludge networks were improved with increased total suspending solid (TSS) contents in most cases. For the conditioned AS/ADS and the raw WTRs, exponential law was observed in the relationships between cohesion energy of material networks or yield stress and the TSS contents, whereas for the conditioned WTRs, only exponential law dependence was found between the parameters of shear modulus or critical strain and the TSS contents.     

分散剂对脱水污泥流动性能的影响

采用旋转粘度法研究了高速搅拌时间以及有机、无机分散剂对脱水污泥流动性能的影响,结果表明:采用高速机械搅拌的方法能够使污泥的表观粘度降低,经过30s后表观粘度可由8500mPa·s降低到2740mPa·s,流动性增大;在此基础上掺加1%的萘系磺酸盐或2%的酒石酸钾钠可使污泥的表观粘度由2740mPa·s分别降到1840mPa·s与1640mPa·s,并且将这两种分散剂复合后加入到脱水污泥中,可以使污泥的表观粘度由2740mPa·s降到1360mPa·s,表观粘度明显降低。此课题的研究为脱水污泥的处理与处置提供了有利的试验依据。     

Evaluation of ionic fluids as lubricants in manufacturing

Ionic fluids are liquid salts that have been investigated for a number of applications, including catalysis, their use as solvents and electrically conducting fluids. Chemically, they consist of ionically bonded species, and depending on the cation and anion, can be extremely valuable in the chemical processing industry. Another characteristic that makes them useful is a high viscosity and good lubrication properties. This paper examines a number of ionic fluids, and determines their suitability as lubricants. This involves determining rheological properties, including viscosity and high-pressure viscosity, generally using a Barus law. In addition, their traction behavior is measured to evaluate their lubricating properties. Since metalworking fluids (and lubricants in general) are used in non-isothermal situations, the thermal conductivity of these fluids have also been measured.     

蓝藻泥流变学性质与压滤脱水性能的关系

蓝藻泥由于富含荚膜多糖类有机质而导致其压滤脱水性能较差且后续处理成本居高不下.采用滤饼比阻（SRF）作为压滤脱水性能的评估指标,分析了不同絮凝剂种类、絮凝剂投加量、温度、pH下蓝藻泥的压滤脱水性能与流变学参数的关系,以期利用流变学性质指导蓝藻泥的压滤脱水过程.结果表明:蓝藻泥温度升至80℃且在不加絮凝剂的情况,可以使蓝藻的压滤脱水性能接近于常温絮凝（藻泥干物质质量分数3%的聚合氯化铝）后的压滤脱水性能.从流变学角度分析,蓝藻泥是一种拟塑性流体,降低含固率、降低pH、升高温度、加入絮凝剂都可以使蓝藻泥的弹性模量和黏性模量降低,从而改善其压滤脱水性能.蓝藻泥的滤饼比阻与其流变学参数[稠度系数（K）和复数模量（|G*|）]具有显著线性相关关系,利用方程SRF=9.18×1011×K+6.70×1012和SRF=8.43×1010×（|G*|）+4.99×1012可描述蓝藻泥流变学性质与压滤脱水性能的关系.研究显示,利用流变学性质与滤饼比阻的关系方程指导实际压滤生产具有可行性,可为利用流变学性质指导实际压滤生产提供依据.      

蠡湖水体悬浮物的时空变化及其影响因素

根据2012~2013年的现场调查资料和历史监测资料,分析了浅水湖泊蠡湖总悬浮物(TSS)的时空分布特征、组成、变化规律,并探讨了水体悬浮物的影响因素及其与氮、磷的关系.结果表明, ρ(TSS)的年内变化范围在1.00~78.00mg/L之间,平均值为17.35mg/L,空间上呈现东蠡湖大于西蠡湖,沿岸高于湖心区的分布趋势;季节变化表现为秋季>夏季>春季>冬季,且冬季显著低于其他季节;全湖水体中ρ(OSS)和ρ(ISS)所占ρ(TSS)的比例相当,分别为51.52%和48.48%,但组成比例空间差异较大,东蠡湖ρ(OSS)比例较大,而西蠡湖ρ(ISS)的比例较大.线性拟合表明, ρ(TSS)与ρ(PN)、ρ(TN)、ρ(PP)、ρ(TP)均具呈显著正相关(P<0.01).浮游藻类增殖、水生植物的残体以及底泥的再悬浮是影响水体ρ(TSS)的主要因素.     

农村污水处理强化ABR污泥流变及微生物种群特性研究

研究了强化厌氧折流板反应器（强化ABR）在稳定运行期对农村污水的处理效果以及反应器不同格室内污泥的表观形态、流变及微生物种群特性.结果表明：强化ABR对进水COD的平均去除率达81.05%,其中第1、2格室对进水COD去除起主要作用.反应器不同格室内污泥表观形态存在一定差异,第1、2格室污泥表面微生物以球菌和杆菌为主,第3、4格室则以丝状菌为主;不同格室内污泥剪切应力随剪切速率呈指数增加趋势,而黏度则随着剪切速率的增加而减小,且逐渐趋近一定值.反应器不同格室内的优势细菌以水解、酸化菌为主,而优势古细菌以乙酸型产甲烷菌和氢营养型产甲烷菌为主,优势细菌和古细菌在不同格室内的分布均存在一定差异.研究结果可为强化ABR在农村污水处理中的应用提供科学依据.     

Simulation and assessment of sludge concentration and rheology in the process of waste activated sludge treatment

The process of using flat-sheet membrane for simultaneous sludge thickening and digestion (MSTD) was employed. The variations of sludge concentration and rheology were characterized and simulated. Based on mass balance analysis, mathematical models were developed and successfully used to predict and evaluate the variations of sludge concentration and the digestion e ciency in the MSTD process. The apparent viscosity of sludge could be modeled as functions of mixed liquor suspended solids and shear rates. The sludge in the MSTD process showed both shear-thinning and viscoplastic behaviour, and under various shear rates di erent rheological models could be chosen to predict their flow behaviour. It was also found that sludge concentration and viscosity had significant correlations with membrane fouling in the MSTD process.     

微氧水解强化复合型人工湿地中试反应器的性能研究

考察两组微氧水解强化复合型人工湿地(MA-HCW)组合的中试反应器,对城市黑臭水体的净化处理效果。两组反应器分别种植风车草和菖蒲两种植物,运行的水力负荷为0.2 m~3/(m~2·d)。结果表明,种植风车草的人工湿地系统(A系统)的总体净化效果略优于种植菖蒲的人工湿地系统(C系统)。A系统的COD、BOD5、TN、NH_4~+-N、TP、TSS平均去除率分别为69.65%、75.2%、58.33%、38.46%、59.8%、82.1%。研究表明,微氧水解功能段有效降低了进水中TSS的浓度,起到预防湿地系统堵塞的作用。数据分析显示COD、NH _4~+-N和TN的去除率与溶解氧和温度有相关性。     

热碱预处理后得克隆对污泥厌氧发酵产酸及污泥特性的影响

为了探究新兴污染物得克隆（DPs）对剩余活性污泥（WAS）发酵产酸及污泥特征的影响,以WAS及DPs为研究对象,建立序批式反应器,在中温条件下探究了不同含量的DPs对WAS发酵的影响.结果表明,DPs对污泥厌氧发酵产短链脂肪酸（SCFA）具有明显的抑制作用,当DPs含量为300.0mg/kg TSS时,SCFA的最大产量仅为151.2mg COD/g VSS,是空白样品的0.7倍.DPs的存在会影响WAS的理化性质,且DPs促进了污泥的分解,但抑制了水解和酸化过程,且随着DPs浓度的增加抑制作用越明显.同时,DPs抑制有机质的释放,当DPs含量为300.0mg/kg TSS,溶解性化学需氧量（SCOD）的最大浓度仅为空白组的0.74倍,溶解性蛋白质与多糖的浓度也低于空白组.此外,DPs还影响NH₄⁺-N和PO₄^3--P的释放,高剂量的DPs促进了发酵液内NH₄⁺-N和PO₄³-P的释放.