热水解高含固污泥的有机物分布及厌氧消化特性

以热水解后高含固污泥及其脱水后固、液分离产物为对象进行厌氧消化试验,通过生物化学甲烷势(BMP)及脱水性能测定,研究其产气量、有机物分布、污泥脱水性能及生物质能转化特性,评估高含固污泥热水解-脱水-脱水液厌氧消化工艺的可行性.结果表明,经热水解预处理的高含固污泥进行厌氧消化后,其毛细吸收时间(CST)及脱水泥饼含水率由247.5±0.9 s和71.1%±1.3%上升至568.0±1.6 s和80.7%±1.0%,即厌氧消化会导致热水解后污泥脱水性能下降.污泥中74.0%的有机物在水热预处理之后被转移至液相,是厌氧消化所产沼气的主要来源.物质能量衡算结果表明,高含固污泥采用热水解-脱水-脱水液厌氧消化工艺可以有效地将消化装置容积大大减少;沼气燃烧所产能量实现该工艺能量自给自足.     

污泥干化芦苇床中积存污泥的氮磷变化规律

污泥干化芦苇床是近年发展起来的新型污泥处理技术,为探明污泥干化芦苇床中积存污泥的氮磷变化特征,进行为期3 a的试验研究.试验设3个单元:Ⅰ单元为对照(传统干化床),未种植植物;Ⅱ和Ⅲ单元种植芦苇(污泥干化芦苇床).Ⅰ和Ⅱ单元底部设通气装置.前2 a为负荷期,植物生长期进泥,冰封期闲置;第3年为污泥自然稳定期.试验结果表明,Ⅱ和Ⅲ单元对污泥中TN和TP的去除效果优于Ⅰ单元,其TN去除率分别为56.3％、53.2％和47.9％,TP去除率分别为18.8％、19.2％和10.3％.填料层设置通气结构有利于污泥中氮素的转化和去除,但对除磷无明显影响.至第3年末(11月),Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ单元积存污泥TN、TP平均含量分别为37.0、31.0、33.2和7.00、6.33、6.30g·kg-1.     

投加甲烷鬃菌对厌氧颗粒污泥培养的影响

通过在中温条件下向EGSB(Expanded Granular Sludge Bed,膨胀颗粒污泥床)反应器中加入竹节状甲烷鬃菌6Ac,研究其对颗粒污泥形成的影响以及形成的颗粒污泥性质和反应器运行的情况.在(35±1)℃下,利用实验室相同规模的反应器,对照组(R1)接种厌氧絮状污泥,R2组接种厌氧絮状污泥的同时加入甲烷鬃菌,培养颗粒污泥.结果显示:当有机负荷(以COD计)逐步提高到11.1 kg m-3 d-1时,R2的COD去除率达到85.9%,高于R1的75.0%.运行到第46天(d 46)时两个反应器均可观测到颗粒污泥,R2中污泥粒径大于0.1 mm的颗粒污泥已经达到62.3%,d 28-46时,0.1-0.3mm颗粒的比例从10.0%增加到49.8%,对照组R1只从10%增加到33.3%,仍主要以絮状污泥为主.研究表明,颗粒污泥培养过程中投加甲烷鬃菌有利于促进颗粒污泥的形成、增殖与稳定,改善其沉降性能,提高有机物的去除效果,加快EGSB的启动.     

固定污染源烟道气中有机污染物的采样方法

本文以固定污染源烟道气中多环芳烃(PAH)的分析为例,对Battlle方法、外部采样法,内部采样法、美国环保局烟道气SASS方法以及稀释采样法进行了讨论,并指出了在烟道气有机污染物监测中有待解决的一些问题.     

轻质陶粒滤料生态滤床的挂膜与启动研究

以自行设计的反应器作为生态滤床的基础,采用活性污泥作为接种污泥,采用轻质陶粒作为生态滤床的滤料,对其进行挂膜.在整个挂膜过程中,温度控制在中温条件下,进水pH值控制在7左右,水力停留时间为24 h,进水方式为连续进水,并根据需要对曝气量进行调节.在挂膜过程中对进、出水的COD、NH_3-N、TP、Cl~-和pH进行检测,并刮取少量轻质陶粒上的生物膜制成镜检切片后用多媒体显微镜对生物膜的形态进行观察.研究结果表明,在中温条件下采用活性污泥作为接种污泥,以轻质陶粒为滤料的生态滤床在15 d内挂膜成功;且随着进水污染负荷的提高,其去除率也逐渐提高,其中COD的去除率最后稳定在95%左右,NH3-N的去除率稳定在85%左右,TP的去除率在挂膜后期达到了80%以上;Cl~-作为微生物所需的微量元素在微生物生长高峰期为50%,稳定期保持在20%左右;进水pH保持在7左右,出水pH略高于进水,在8左右;从第13 d和第15 d的切片可观察到轮虫这种象征生物膜成熟的微生物的出现,此外还有大量的丝状菌和菌胶团.     

污泥造粒颗粒好氧培养特性研究

为了探究污泥造粒颗粒在曝气中培养过程中形态、粒径、含水率、污泥沉降比(SV)、污泥体积指数(SVI)、悬浮物固体含量(MLSS)的变化,以污水处理厂活性污泥为材料,进行人工造粒,对造粒颗粒进行好氧培养.结果表明:培养20 d,颗粒污泥粒径由450.21μm增加到598.60μm,MLSS由5 373.01 mg/L上升到5 576.02 mg/L,颗粒污泥的SV由24.31%下降到19.31%;SVI由45.23 mg/L下降到37.41 mg/L;含水率由96.10%下降到95.19%.说明污泥造粒颗粒在曝气中培养过程中稳定性增强.     

群感效应与信号分子在污泥颗粒化过程中的作用研究进展

好氧颗粒污泥具有良好的沉降性能和较好的污水处理效果等优点.本文综述好氧颗粒污泥的形成过程,重点分析在污泥颗粒化过程中群感效应和细胞信号分子的作用.研究发现,群感效应和细胞信号分子在污泥颗粒化过程中发挥着重要作用,群感效应可以加快污泥胞外聚合物合成和提高微生物表面附着能力,信号分子可以促进微生物分泌胞外聚合物并影响生物膜的形成.举例说明信号分子中的c-di-GMP作为第二信使在污泥颗粒化过程中的重要作用,c-di-GMP可以将细菌从单细胞游走型转变为多细胞黏附型——生物膜状态.投加钙离子会促进能够分泌c-diGMP的菌群生长从而加快好氧颗粒污泥的形成,投加锰离子会减少好氧颗粒污泥中c-di-GMP的含量导致好氧颗粒污泥解体.最后进行前景展望,认为从群感效应和信号分子的角度去解析好氧颗粒污泥形成机理,可为确立好氧颗粒污泥形成机制奠定理论基础,对其进一步的工程化应用具有现实意义.     

丙酸钾污泥稳定化过程中硫化氢的释放规律

作为国家规定的8种恶臭气体之一,硫化氢是污泥中微生物作用于含硫物质的终点产物,在污泥的储存和安全运输过程中控制或抑制其释放至关重要.本研究以丙酸钾作为污泥稳定化添加剂,通过测定污泥pH值的变化及硫化氢的释放情况,分析不同添加量的丙酸钾、pH与硫化氢释放量的关系,从而说明污泥稳定化效果.研究结果表明,丙酸钾对污泥硫化氢释放有抑制作用,随pH升高、储存时间延长抑制效果有所减弱;丙酸钾的添加量越大,硫化氢的释放量越小,污泥稳定的时间越长;氮气环境更有利于丙酸钾对污泥的稳定化作用.     

城市污泥植物处理系统与污泥中转处理场建设

目前城市污水处理厂污泥处理利用的主要障碍是污泥中过多的水分和重金属,增加运输、处理成本,造成二次污染问题.文章首先回顾了城市污泥的主要处理处置方法及其特点;接着介绍了污泥农用的作用和限制;主要阐述了用污泥干化床同时种植重金属超富集植物、低累积作物或钾高累积植物,通过植物提取降低城市污泥重金属含量,同时生产植物产品,并使污泥干化和稳定化的城市污泥特种植物处理系统;最后,针对一种处理方法难以消化一个大城市全部污泥的现状,提出城市污泥中转处理场的设想,把植物处理系统、堆肥、太阳能干燥、有机肥和复合肥生产、建材制造等多项技术集成,建立城市污泥专用处理和集散基地,解决日益增多的城市污泥的处置问题.其成本应低于目前采用的填埋、焚烧、制砖等处理方法,具有显著的社会、经济和环境效益.     

好氧颗粒污泥特性、应用及形成机理研究进展

好氧颗粒污泥因具有良好的沉降性能、较高的生物量、对污染物较高的去除能力,以及在工程应用中占地面积较少和运行成本较低,近年来被广泛关注.本文综述了絮状污泥的颗粒化过程,好氧颗粒污泥形成的影响因素及其物理、化学和生物学特性.研究发现,好氧颗粒污泥在生活污水、高浓度有机废水和富含有毒有害物质的废水处理中均可发挥重要作用,可以高效去除污水中的氮磷污染物、工业废水中的有机物、毒性物质和重金属等.好氧颗粒污泥的形成机理存在4种假说,基于絮状污泥颗粒化过程中形成的胞外聚合物及其助凝作用被普遍认为是好氧颗粒污泥的形成机理.最后进行了问题分析和前景展望,认为突破培养过程相对漫长、培养条件相对严苛技术瓶颈的好氧颗粒污泥技术对废水处理效能的提升具有重要意义.图3参110     

污泥热解残渣催化市政破膜污泥的热解作用

本文通过原子吸收分光光度计(AAS)对污泥热解残渣中金属化合物含量测定和扫描电镜(SEM)对污泥热解残渣的表面形态进行表征,采用热重分析(TGA)对印染污泥和市政污泥的热解残渣催化污泥热解作用进行了初步探讨.结果表明,两种污泥热解残渣对污泥热解均有催化作用,且印染污泥热解残渣催化效果优于市政污泥热解残渣;热解残渣中金属化合物种类和含量对其催化效果有一定影响,尤其是污泥热解残渣中铝、铁、锌化合物在污泥催化热解过程中起了重要作用.     

序批式活性污泥(SBR)转移工艺的除磷机制

以城市污水为水源,进行了污泥转移SBR工艺的除磷机制研究.实验结果表明,通过污泥转移方式实现在生物选择器中强化对聚磷菌的筛选,从而显著提升了传统SBR工艺的除磷性能.污泥转移量对系统释磷性能影响显著,污泥转移量为30%条件下活性污泥PHB(poly-β-hydroxybutyric acid)含量达到细胞干重的24.3%,生物选择器中厌氧释磷与污泥中PHB合成呈现良好的正相关性.污泥转移量分别为15%、30%和40%下生物选择器中的平均释磷速率分别为7.00、11.17、8.83 mg TP·(g MLSS·h)-1.通过物料衡算表明,系统中传统PAO除磷机制起主要作用,并存在较弱的反硝化除磷过程.在污泥转移量30%、泥龄10 d条件下,传统PAO(Phosphorus accumulating organisms)代谢模式除磷量占76.81%,同化除磷量占15.43%,反硝化除磷量占7.76%.     

污泥间接干化产生的恶臭及挥发性有机物特征

正随着城市发展,污水处理量大幅提高,城市污水处理厂污泥产量也急剧增加,使污泥的处理处置成为亟待解决的问题.利用水泥厂煅烧设备处理污水处理厂污泥,可实现污泥处置的无害化、减量化以及资源化[1].在焚烧处置之前,须先将污泥进行干化处理,使其含水率达到焚烧要求.湿污泥干化过程中,由于部分有机物的转化与挥发,干化尾气中存在恶臭及挥发性有机污染物.北京水泥厂有限责任公司的处置污水处理厂污泥工程是我国首个利用水泥窑余热干化处置污水     

活性污泥对水中低浓度无机汞和甲基汞的吸附特性

为研究活性污泥对汞的吸附特性,本研究以焦作市第一污水处理厂活性污泥为原料,制取干污泥作为吸附剂,开展了干污泥对水中低浓度(ng·L~(-1))无机汞和甲基汞的吸附动力学实验和等温吸附实验.吸附动力学实验结果表明,干污泥对无机汞的吸附表现为吸附量在前30 min急剧增加,30 min后缓慢增加直至平衡.干污泥对甲基汞的吸附速率远远快于无机汞,在1 min内基本达到吸附平衡状态.干污泥对无机汞和甲基汞的吸附过程均符合Pseudo-second Order模型,属于化学吸附过程.等温吸附实验结果表明,干污泥对无机汞和甲基汞的吸附量与平衡浓度呈近似线性关系,等温线与Henry方程拟合较好.干污泥对水中无机汞和甲基汞的去除率随着初始汞浓度的增加呈现上升趋势,达到一定浓度后趋于稳定.     

活性艳红X-3B的厌氧生物降解与机理

以活性艳红X-3B(RBR)为研究对象,分3个不同浓度组研究其在厌氧颗粒污泥作用下的降解性能,并采用生物降解动力学方程拟合其降解过程,同时利用GC-MS分析RBR的生物降解途径.试验结果表明,RBR在厌氧颗粒污泥中降解性能很好,去除率可达93.67%,且其降解过程符合二级反应动力学,其半衰期约为3.561 h.从GC-MS和UV-可见光谱的分析得出,RBR在厌氧颗粒污泥的作用下偶氮键断裂,且生成的芳香胺类化合物进一步降解为小分子的烃类、酚类、醇类和脂类化合物.     

γ-射线辐照预处理加速污泥厌氧消化

采用γ-辐照预处理加速污泥的厌氧消化过程.结果表明,经γ-射线辐照处理后,污泥厌氧消化特性明显改善:污泥的平均粒径减小,粒径分布由70-120μm向0-40μm迁移;污泥絮体中微生物的细胞结构被破坏,核酸等细胞内含物的流出增加了污泥中可溶性有机组分的含量.污泥厌氧消化实验结果表明,经10kGy辐照处理后,污泥厌氧消化产气量大大增加,消化率明显提高.     

污泥堆肥过程中主要性质及氮素转变

目前堆肥过程中氮素损失比较严重,通常达到50%左右.针对这一问题,文章以污泥和秸秆为原料,进行了不同配比条件下高温好氧堆肥试验,研究了堆肥过程中各主要性质及各种形态氮素的转化规律.结果表明,堆肥有效实现了污泥无害化、减量化和资源化.在pH值和温度较高条件下的氨气大量挥发是堆肥过程氮素损失的重要途径,且不同的物料配比会对氮素损失造成影响,C/N比低的配比氮素损失较大.适当降低堆料温度、添加酸性物质以降低pH值等措施均可减少氮素损失.     

调理脱水污泥的热解特性及动力学分析

利用TGA(Thermogravimetric analysis)热分析技术对污水处理厂原始污泥及调理脱水污泥进行了实验研究,获得了不同升温速率下污泥的TG(Thermogravimetric)和DTG失重曲线.实验发现,不同调理脱水污泥热解特性复杂,且热解动力学在不同转化率下对应的动力学反应也不同.并利用M-KAS(Kissinger-AkahiraSunose)模型和Discrete DAEM(Discrete distribute activation energy model)模型对不同调理污泥进行了动力学参数研究.结果表明,污泥的非等温热解过程包含3个失重阶段;升温速率影响污泥热解特征温度,随着升温速率的提高,失重曲线向高温区滑移.利用上述模型计算的动力学参数变化趋势表明所采用的Fenton及赤泥复合调理对污泥热解特性有很大影响,Fenton调理有助于污泥EPS(Extracellular polymeric substances)破坏,影响热解反应中的形核过程,进而影响热解动力学变化趋势;赤泥调理后,赤泥更容易与破坏的污泥细小颗粒结合,增加了污泥热解反应数量,影响整个污泥热解过程.从计算结果可以看出污泥热解由多步反应组成,整个热解过程动力学参数不断变化.     

MBR中胞外聚合物累积对污泥性质的影响

以一体式膜生物反应器(MBR)处理模拟生活污水为研究体系,探讨累积胞外聚合物(EPS)的组成、含量及其分布对污泥特性的影响.结果表明,EPS经历一个低谷后,在35 d时出现明显累积,污泥比基质降解速率和污泥体积指数(SVI)也出现相应变化.体系中EPS总量及污泥中蛋白质与多糖比值的增加有利于污泥活性及其沉降性能的改善,EPS累积期大部分EPS存在于污泥中,从另一个角度证实了EPS与污泥活性及其降解性能之间的相关关系.     

微生物淋滤法去除城市污泥中重金属的效果

以广州市城市污泥作为培养介质,利用以硫代硫酸钠作为生长基质进行生命活动的氧化亚铁硫杆菌(T.f]和氧化硫硫杆菌(T.t)来淋滤去除污泥中的重金属,研究了不同底物含量及不同驯化污泥接菌量对重金属去除效果的影响.结果表明,在无驯化污泥接种的条件下,最佳基质投配率为10 g·L-1;驯化污泥接种培养可以缩短污泥的酸化周期,并且在相同投配比条件下,接种培养较不接种培养的去除效果明显提高.驯化污泥接种量为10%、投配比为7 g·L-1时,污泥中主要超标元素Cu、Zn、Cd和Ni的去除率分别达到67.2%,88.9%,82.4%,和68.4%.同时,处理后污泥中的重金属含量可满足污泥农用的国家标准.