碱辅助条件下的污泥微波热水解特性研究

向污泥中加入NaOH进行微波热水解实验.结果表明,每1 g污泥悬浮固体(SS)添加NaOH 0.1 g时,污泥中的挥发性悬浮固体(VSS)快速水解,170℃的VSS溶解率达到60%以上,热水解后污泥的有机物含量(VSS/SS)降低至25%.80、120、150和170℃热水解5 min的污泥液相COD浓度分别为9.8、12.8、15.1和14.5 g/L,相应SCOD/TCOD为24.0%、31.3%、36.9%和35.6%.随温度的升高和时间的延长热水解污泥pH越低,最低值10.5.在每1 g SS添加0~0.2g NaOH的范围内,当添加量0.05 g时,VSS和SS的溶解率增加幅度降低.分别对NaOH添加量0.05 g热水解5 min和添加量0.1 g热水解1 min的污泥进行BMP厌氧消化实验.结果表明,添加量为0.05 g时热水解污泥的厌氧消化性能提高,经150℃处理污泥的产气量最大,比未处理污泥高28.5%,而在添加量为0.1 g时,污泥的厌氧消化性能受到抑制,产气量低于未处理污泥.     

应用生物炭改善填埋场渗滤液的厌氧消化性能

为了评估填埋场新鲜渗滤液的厌氧消化性能以及探索强化其厌氧消化性能的措施,采用了低、中、高三种食微比（分别为0.49,1.02,1.92g渗滤液COD/g污泥VS）,并在高食微比时,比较了分别添加<5μm、75~150μm、2~5mm的木炭以及75~150μm的竹炭对渗滤液厌氧消化过程的影响.结果表明,高食微比时渗滤液的甲烷化启动严重滞后,且运行不稳定.在高食微比时,与未添加生物炭的对照组相比,添加<5μm、75~150μm、2~5mm的木炭组以及75~150μm的竹炭组,最大产甲烷速率分别提高了179%、93%、83%和64%,最终出水溶解性氮分别下降了21%、16%、16%和12%,NH₄⁺-N分别下降了17%、12%、10%和8%;并且<5μm的木炭组的有机物和有机酸降解,尤其是正丁酸和乙酸的降解,显著快于其他粒径的木炭组.这些结果说明生物炭可以提高渗滤液的厌氧消化效率和工艺稳定性,对于木炭,粒径越小,效果越显著.     

城市污泥对不同质地土壤保水效果研究

利用城市污泥滞水性强的特性可开发污泥作为保水剂的新功能。通过土培实验,在砂土、壤土和粘土中加入不同质量的污泥,研究污泥对不同质地土壤的保水效果。结果表明:在充分供水条件下,添加污泥能显著提高3种质地土壤的持水能力,土壤中添加20%的污泥后,砂土、粘土和壤土初始含水率分别增加11.2%、8.7%和8.8%;在3种质地土壤中添加污泥均可增大土壤的保水性,使水分蒸发减慢,且污泥添加量越多,土壤含水率越大;土壤累积失水量主要受到土壤中含水量的影响,也和不同质地土壤自身的蒸发量有关;在150 g土壤中添加10 g污泥,对砂土保水性提高不大,对壤土保水性提高最大,随着添加污泥量的增多,污泥对砂土的保水效果提高最明显。研究表明:开发污泥做为保水剂是可行的,这为污泥的资源化利用提供了新的途径,也为复合保水剂的研制提供了新的廉价材料,对于污泥治理及农业节水都有重要意义。     

微电解-Fenton对印染污泥破解及脱水性能研究

分别采用微电解、微电解联合Fenton对印染污泥的破解效果及脱水性能进行研究,考察了印染污泥中胞外聚合物(EPS)、污泥破解率(DDSCOD)、沉降速率(SV30)、毛细吸水时间(CST)等指标的变化情况.结果表明,微电解反应时间为20 min,初始pH为2.5,铁碳比(Fe/C)为1/1,铁粉量为2.50 g/L时,印染污泥絮体破解效果最佳.该条件下,添加H2 O22.00 g/L反应40 min,污泥上清液的多糖、蛋白质、DDSCOD较原污泥分别增加了49.09%、69.20%、4.33%,CST、SV30较原污泥分别减少了70.46%、20.41%.     

厌氧反应器中絮状污泥成核过程研究

采用本课题组建立的定量方法研究了中温内循环厌氧反应器中絮状污泥的成核过程.经过85 d,污泥平均粒径由47.8 μm增至96.1 μm,成核过程基本完成.成核过程中的污泥平均粒径与成核时间线性相关性显著,相关系数达到0.989 3,污泥粒径的平均增长速率为0.58　μm/d.污泥含核率从第1　d的7.6%增长至第 85　d的36.1%.含核率的增长速率波动较大,经历了快-慢-较快3个阶段.试验过程中,污泥ECP含量与污泥含核率的增长速率明显正相关,表明ECP可能是污泥成核速率波动的原因.随成核进行污泥活性呈上升趋势,而污泥沉降性能的改善并不明显.上述定量方法以及研究结果均有利于在反应器层面了解污泥颗粒化机制.     

污泥对水煤浆静态稳定性的影响研究

以萘磺酸钠甲醛缩合物为添加剂,考察添加不同比例污泥的水煤浆48h后的稳定常数,析水层特征,粒度分布等,结果表明:污泥的添加量增加,稳定常数接近于1,当污泥添加量为煤质量的10%时,稳定常数η为0.981,表观黏度为1 106 mPa.s。水煤浆中粒径>190μm颗粒的沉降速度最快,大颗粒的沉降导致底层水煤浆固含率的增加,是水煤浆产生沉淀的直接原因。污泥加入后,在煤颗粒之间形成间隔层,间隔层与间隔层之间形成三维网络结构,阻止了大颗粒的沉降。污泥本身疏松的网络结构,易吸水的性质是提高水煤浆稳定性的根本原因。     

电镀污泥中重金属酸浸条件试验

酸浸条件的选择是资源化利用和安全处置电镀污泥中重金属元素的关键。以盐城市某企业含铜镍电镀污泥为研究对象,考察了酸浸条件对重金属铜镍的浸出率的影响。结果发现:硫酸浸出效果优于盐酸和硝酸,其最佳浓度为1.5 mol/L;污泥粒径越小,其重金属浸出率越高;升高浸取温度可以显著提高浸出率。正交实验结果表明:固液比为1∶15及45℃条件下,1.5 mol/L的硫酸溶液对粒径为100目的电镀污泥中铜、镍2 h后的浸出率分别达到97.59%和91.60%。     

食物污泥对红斑顠体虫生长的影响

对不同污泥浓度、颗粒粒径以及蛋白质含量条件下红斑顠体虫的生长情况进行了考察,结果表明,在试验污泥浓度范围内红斑顠体虫的最大容纳密度与污泥浓度成正比,而比增长速率和污泥浓度之间的关系满足Monod方程.污泥中蛋白质含量越高,红斑顠体虫比增长速率越高.污泥絮体颗粒粒径越小,越容易为红斑顠体虫所摄食.     

UASB反应器处理高浓度食品发酵废水启动特性研究

使用UASB反应器处理高浓度食品发酵废水,研究了中温条件下反应器的启动、污泥颗粒化及废水处理效果。研究表明:采用接种颗粒污泥与消化污泥的混合泥,以增加进水浓度的方式提高负荷,运行92 d后,反应器启动成功。当进水COD约为8500 mg/L,COD容积负荷为2.8 kg/(m3·d)时,COD去除率接近80%;启动结束时,反应器内VSS达到26.33 g/L,VSS/TSS为0.78;粒径>0.5 mm的颗粒污泥的比例增加到83.3%,粒径>0.5 mm污泥的平均沉降速率为56.17~86.45m/h;污泥产气量达到157 mL。     

Fenton预处理强化污泥脱水:胞外聚合物和黏度的特性研究

Fenton试剂具有高效破坏污泥絮体及改善污泥生物可降解性的能力,而被视为强化污泥脱水的有效手段。对Fenton预处理强化污泥脱水过程中污泥胞外聚合物(EPS)和黏度对污泥脱水性能的影响进行了研究,污泥脱水性能采用毛细吸水时间(CST)评价。结果表明:Fenton预处理时,H_2O_2添加量和m(H_2O_2)∶m(Fe~(2+))对污泥的脱水性能有重要影响,优化的污泥脱水条件为m(H_2O_2)∶m(Fe~(2+))=1∶1,H_2O_2添加量200 mg/g(VSS);m(H_2O_2)∶m(Fe~(2+))和H_2O_2添加量对污泥中EPS分布影响显著,EPS分量分布具有明显差异,可能原因为Fenton试剂对污泥絮体结构的破坏程度不同;污泥CST与EPS分量之间基本不符合线性相关,而非线性回归随H_2O_2添加量变化相关性排序为:100>150>200>25(单位为mg/g,以单位质量VSS计);污泥黏度总体上随m(H_2O_2)∶m(Fe~(2+))的增大而增加,而随H_2O_2添加量的增加逐渐下降,污泥CST值与黏度总体上呈显著正相关。     

生活污水培养颗粒污泥的特性研究

采用骤降沉降时间法和逐降沉淀时间法进行颗粒污泥的培养,结果显示骤降沉降时间法由于污泥的洗出量远大于污泥的生长量,而导致出水的恶化和培养失败;而逐降沉淀时间法,通过2个快速沉淀阶段和1个慢速沉淀阶段,颗粒从出现、成长到成熟.颗粒污泥粒径分布比较广,平均粒径为245.4μm,SVI为46.4 mL/g,湿污泥密度1.0816g/cm3,含水率在97.1%～97.8%.     

矿井水净化后的煤泥水减量化研究与应用

为实现煤泥水减量化,分析了初沉池、调节池和澄清池的煤泥粒径,研究了微滤目数、C-PAM添加量和压滤时间对煤泥脱水的影响。结果表明:初沉池、调节池和澄清池中颗粒物的平均粒径分别为145.1μm、103.2μm和91.9μm,初沉池和调节池中存在大于830μm的颗粒物,最大粒径超过1 200μm;三池中,粒径小于45μm的颗粒物超过20%; 20目微滤可有效去除830μm以上的颗粒物,投加15 mg/L C-PAM进行絮凝可有效去除45μm以下的颗粒物,二者共同作用可提升泥饼含固率。在进水悬浮物不超过3 000 mg/L的条件下,煤泥水进入隔膜压滤机压滤的时间不应低于40 min;当进水悬浮物超过5 000 mg/L时,压滤时间不应低于30 min。煤泥水经微滤+机械浓缩+隔膜压滤工艺处理后,泥饼含固率大于70%,煤泥水减排量超过90%。     

Fenton试剂与CPAM联合调理对污泥脱水效果的影响研究

含水率是影响污泥处置效果与成本的重要因素,通过泥饼含水率、上清液COD、蛋白质、多糖质量浓度、污泥粒径等指标,研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和Fenton试剂单独及联合调理对污泥脱水效果的影响,初步探讨其调理机制.结果表明,CPAM阳离子度越高,脱水效果越好,且酸性条件有利于改善CPAM的污泥脱水效果.Fenton试剂H2O2投加量越高,污泥脱水效果越好.Fenton试剂与CPAM联合调理时污泥脱水效果更为显著,投加FeSO4=2 g.L-1、H2O2=6 g.L-1,污泥含水率由原泥的85.5%降低至76.7%,再投加CPAM 3 kg.t-1联合调理后污泥含水率降至74.8%.Fenton试剂对胞外聚合物的破解作用使污泥粒径变小,比表面积增大,释放部分的吸附水和内部水;CPAM与Fenton试剂的联合调理,将分散的污泥絮体凝聚,污泥平均粒径由35.16μm增至50.50μm,比表面积由未加入CPAM的0.39 m2.g-1降至0.20 m2.g-1,联合调理对污泥脱水效果的改善作用优于单一絮凝剂调理.     

不同底物条件下金属离子螯合剂对厌氧消化的影响

借助气相色谱分析,研究了金属离子螯合剂在不同有机酸存在时对厌氧消化的影响.结果表明,螯合剂A的添加可以有 效提高不同有机酸的甲烷产量和产甲烷速率,促进有机酸向甲烷的转化. 当螯合剂A的添加量为10μmoI/L时,丁酸、丙酸和乙酸的甲烷产量分别增加了19.8%、133.0%和45.2%.产甲烷的延滞期也明显缩短,最高产甲烷速率提高了4倍多.丁酸厌氧氧消化的4～8d间,丁酸降解率达56%,同时,气相色谱未检测到乙酸的累积,说明丁酸转化为乙酸后,乙酸很快被产甲烷菌利用.螯合剂A对有机酸产甲烷的促进作用可从酶学上得到支持,以乙酸为例,添加10μmoI/L螯合剂A时,污泥(vss)中辅酶F₄₂₀含量由空白实验的1.20μmoI/g提高到1.52μmoI/g.     

蒸汽爆破对城市污泥预处理和厌氧发酵产酸的影响

利用蒸汽爆破技术对城市污泥进行预处理,研究了不同压力和保压时间结合条件下蒸汽爆破对污泥理化性质和后续厌氧发酵产酸的影响.结果表明,经蒸汽爆破预处理后,部分污泥絮体结构被破坏,污泥液相中SCOD、蛋白质、多糖和DNA浓度分别达到最高的9544mg/L、596.7mg/L,1515mg/L,9.1ng/μL(2MPa,4min),相比于对照组污泥分别提高37.7、19.4、12.5和3.64倍,同时能提高污泥可生化性;蒸汽爆破能有效减小污泥颗粒体积,相比对照组污泥平均体积粒径最高降低52.59%;蒸汽爆破后污泥经过厌氧发酵,产酸量分别达到最高的7.34g/L(1MPa,3min)、7.12g/L(1.5MPa,1min)、8.15g/L(2MPa,4min),相比于对照组污泥分别提高了1.55、1.51和1.72倍,最高产酸率为234.76mg COD/g VSS.进一步提高预处理强度能够改善污泥溶解性和发酵产酸性能.     

吡虫啉及代谢产物对土壤过氧化氢酶活性的影响

通过模拟试验研究了新农药吡虫啉及其代谢产物对土壤过氧化氢酶活性的影响结果表明,吡虫啉浓度不同对土壤过氧化氢酶活性影响也不同,浓度越高影响越强烈．在吡虫啉浓度为1,10,40μg/g时其影响过程是“先抑制－再恢复和激活－最后恢复稳定”,而在高浓度（150μg/g）吡虫啉作用下只经“激活恢复稳定”两个阶段．另外,吡虫啉的代谢产物（水解和光解产物）对土壤过氧化氢酶活性的影响均小于吡虫啉亲体,而且光照时间越长,对土壤过氧化氢酶活性的影响越小,即吡虫啉降解后会减弱对供试土壤填生态环境的影响.     

新型好氧连续流反应器对活性污泥颗粒化的研究

文章设计了沉淀一体式低高径比反应器(UOSB)耦合二沉池的连续流系统(UOSB-ST),对反应器内污泥筛选和机械搅拌剪切对污泥颗粒化效果和效力进行了研究。结果表明,当提供的表观气体流速为0.31 cm/s的曝气(剪切)时,反应器内接种絮状污泥的污泥体积指数(SVI₃₀)可由95 mL/g(第1天)下降至74.94 mL/g(第20天),污泥平均粒径由67.61μm增大到173.9μm,沉降速度达10～27 m/h,分形维数D₂为1.995 8,D_pf为1.069 5,污泥结构密实、表面光滑且规整,颗粒化效果显著。继续运行至第25天,丝状菌开始在颗粒污泥表面生长,导致污泥SVI₃₀迅速上升至252.87 mL/g。此时向反应器施加转速为300 r/min的机械搅拌增加水平剪切,短期内促进了污泥的聚集和沉降性的改善(第55天SVI₃₀为41.67 mL/g,污泥平均粒径为250.69μm),污泥的优势菌群为反硝化菌属和有利于EPS分泌的菌属。研究表明,连续流系统中水力选择作用(倒置...     

SBR加载不同粒径磁性活性炭对其污泥颗粒化进程的影响机制

在相同序批式活性污泥反应器(SBR)中分别加载1.5 g·L~(-1)的80、140、200、和300目不同粒径的磁性活性炭(反应器编号依次为2、3、4、5号),同时以不投加磁性活性炭的SBR反应器(1号)作为对照组,研究各反应器污泥体积指数(SVI)、粒径分布特征、胞外聚合物(EPS)中胞外蛋白(PN)、胞外多糖(PS)的含量变化规律以及除污性能.结果表明,不同粒径磁性活性炭对污泥颗粒化进程有一定的影响,粒径过大、过小对促进污泥颗粒化进程的强化作用不明显,当磁性活性炭的粒径为140目和200目时,活性污泥很容易以其作为"成核"载体快速形成好氧颗粒污泥,并且形成的颗粒污泥结构紧密,沉降速率快.采用高斯函数分析污泥粒径分布和标准偏差发现,反应器运行的第50 d,3号和4号反应器内污泥平均粒径均达到了780μm以上,明显高于其他反应器,标准偏差分别为318.9μm和362.3μm,两反应器内形成的颗粒污泥粒径较均匀,处理系统较稳定.与此同时,投加不同粒径的磁性活性炭均有利于促进污泥胞外蛋白质PN含量的增加,对胞外多糖PS的含量影响不大;但合适的磁性活性炭粒径(140目和200目)越有利于污泥PN的分泌,颗粒化程度明显的3号和4号反应器的PN/PS比值均高于其他3个反应器.磁性炭基好氧颗粒污泥的形成符合"惰性内核模型".此外,3号、4号反应器对废水TN和TP的去除率分别达到50%和60%以上,均高于其他反应器.     

碱耦合机械法处理剩余污泥强化厌氧消化

厌氧水解反应是传统污泥厌氧消化的瓶颈,为提高厌氧消化效率和沼气产量。该实验通过对剩余污泥投加碱耦合机械破解的方式对污泥进行预处理,研究SCOD的溶出效果和污泥粒径的变化以及对后续厌氧消化的影响。结果表明:在投加碱调节污泥pH=11后机械破解20 min可以使污泥的SCOD从267 mg/L达到15 824 mg/L,粒径从初始的61.37μm减小到6.06μm。50%的投配比加入到厌氧反应器中进行消化反应后,与对照组相比,污泥稳定时间缩短了8 d,产气率提高70%以上,甲烷含量提高了22%,同时污泥VSS去除率提高了9.73%,厌氧消化效果明显改善,在一定程度上实现了污泥减量与资源化。     

硝态氮及碳源浓度对A-AAO工艺厌氧释磷影响的研究

为进一步提高A-AAO工艺的厌氧释磷效率,本文以稳定运行A-AAO工艺的污泥为研究对象,考察碳源浓度和污泥回流液硝态氮浓度对厌氧释磷速率的影响。研究结果表明:污泥回流液硝氮浓度越高,厌氧释磷速率越缓慢,且最大释磷量也较低,硝氮浓度从0 mg/L增加到20 mg/L时,释磷速率从0.150 mg TP/(gMLVSS·min)降低到0.103 mgTP/(gMLVSS·min),最大释磷量也从23.95 mg/L减少到15.97 mg/L。碳源浓度显著影响了厌氧区最大释磷量,进水碳源浓度(以乙酸钠投加计算)分别为100,200和300 mg/L,最大释磷总量分别为10.59 mg/L,19.62 mg/L及25.48 mg/L。