微波功率、辐射时间及污泥量对污泥微波干燥效能的综合影响研究

通过正交实验探讨了微波功率、辐射时间及污泥量对污泥微波干燥效能的综合影响研究,实验结果表明:在微波功率为140～580 W,辐射时间为5～20 min,污泥量为200～350 g的实验条件下,微波功率、辐射时间及两者之间的交互作用对污泥微波干燥效能影响高度显著,污泥量影响不显著;并得出微波功率、辐射时间对污泥含水率综合影响的定量正交回归方程。     

微波预处理对制革污泥絮凝脱水性能的影响

分别采用微波、絮凝剂和微波联合絮凝剂对制革污泥进行脱水预处理,考察不同处理条件下制革污泥沉降速率(SV30)、毛细吸水时间(CST)和污泥比阻(SRF)的变化,并通过粘度、水分分布和微观结构的变化探讨相关的脱水机理。结果表明,在微波输出功率为648 W、辐射时间为60 s的预处理条件下,阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)投加剂量为8 mg/L时,污泥脱水性能达到最佳。与单独添加絮凝剂的污泥脱水相比,该条件下的SV30、CST和SRF分别降低了25.0%、48.9%和34.7%。污泥絮凝脱水前进行微波预处理能够进一步提高污泥的脱水性能,微波辐射联合CPAM进行污泥脱水时,CPAM则起主要脱水作用。微波辐射通过破坏污泥絮体结构,改变污泥中的水分分布,降低污泥的粘度,从而提高污泥的脱水性能。     

微波预处理对剩余污泥生化处理的影响

采用微波对污泥进行预处理,考察处理功率和处理时间对污泥破解效果的影响;通过生化处理考察处理后污泥的降解效果。结果表明：适当提高微波处理功率,延长微波处理时间,可有效提高污泥破解效果,提高污泥中溶解性有机物含量。在最佳条件 500?W、10?min下,污泥破解率（ω）、溶解性总氮（TDN）和溶解性总磷（TDP）分别为31.0%、179.6?mg·L-1和31.3?mg·L-1。红外光谱分析表明,经微波处理后,污泥中的基团性质有所增强。预处理后污泥的日产甲烷量高于未处理污泥,累积产甲烷量提高了45.3%,表明污泥得到有效降解。经生化处理后,化学需氧量（COD）去除率达到98%以上,TDP去除率达到80%~85%,出水的TDN高于进泥。因此,对剩余污泥采用微波预处理进行生化处理的技术路线是可行的。     

微波诱导活性炭纤维催化氧化实现污泥减量的研究

采用SBR装置,对应用微波诱导活性炭纤维催化氧化实现污泥减量进行了研究。结果表明,在微波功率为800W,微波辐照时间为50s,每克SS加入0.19g活性炭纤维条件下,微波诱导活性炭纤维催化氧化污泥的分解率明显高于单独微波消解处理。将微波诱导处理后的污泥返回到处理系统中,随着被微波诱导处理的污泥占反应器内污泥的比例(污泥处理比例)的增大,污泥表观产率系数随之减小,污泥减量也越明显;污泥处理比例为5%(体积分数,下同)、10%、15%时,与对照系统相比,处理系统污泥减量分别为24.3%、43.6%、62.2%;随着污泥处理比例的增大,处理系统出水溶解性COD(SCOD)呈升高趋势,但系统仍能保持其生物处理能力,SCOD去除率在85%以上。处理系统和对照系统的氨氮降解速率常数及污泥耗氧速率相差不大,处理系统的硝化能力及污泥活性基本没有受到微波诱导催化氧化作用的影响。     

微波法制备工业污泥含碳吸附剂及其除铬性能

为实现工业集中区污水处理厂的脱水污泥（简称工业污泥）的废物资源化,以工业污泥为原料,通过氯化锌浸渍微波辐射法制备污泥炭吸附剂,探讨了制备过程中不同制备条件对污泥炭吸附剂吸附性能的影响,并用于吸附重金属离子铬。实验结果表明,除了微波功率、辐照时间等主要影响因素外,过滤条件、搅拌时间和盛放介质等因素也会影响污泥炭吸附剂的吸附性能,确定了工业污泥炭吸附剂的最佳制备条件是微波功率490 W,辐照时间10.0 min,氯化锌溶液浓度40％,搅拌时间24 h等,并且再生前后活性炭对含铬废水均有较好的处理效果;活性炭的投加量为1.0 g/L,Cr（Ⅵ）初始浓度和振荡速率分别为50 mg/L和100 r/min时,最佳除铬条件为pH、温度和吸附时间分别为2、室温（25℃）和1.0 h,在此条件下,Cr（Ⅵ）的去除率为98.5%,TCr的去除率为86.1%,从而为工业污泥的资源化提供了一条新途径。     

超声耦合高铁酸钾对印染污泥脱水性能的影响

分别采用高铁酸钾、超声、超声耦合高铁酸钾对印染污泥的脱水性能进行研究,考察了印染污泥中沉降速率(SV30)、毛细吸水时间(CST)、污泥破解率DDCOD和泥饼含水率等脱水指标的变化情况。结果表明,低声能密度(0.225~0.45 W·mL-1)和短超声时间(1~6 min)都能够促进污泥的脱水性能。在声能密度为0.45 W·mL-1,超声时间为4 min的最佳超声条件下,SV30和CST分别下降了6.3% 和16.35%。同时,高铁酸钾的添加使污泥脱水效果更显著,在最佳添加量(60 mg·g-1)下,SV30、CST和泥饼含水率较原污泥减少了18.36%、31%和13.07%。为了促进污泥脱水,最佳污泥破解率DDCOD为2%~5%。扫描电镜结果显示,在最佳条件下处理的污泥较原污泥变化明显,原有颗粒结构被破坏,利于污泥脱水。     

高声能密度超声波破碎污泥细胞效能的研究

采用超声波在较高声能密度下处理SBR的剩余污泥,主要考察了含固率、声能密度和作用时间对污泥细胞破碎效果的影响。结果表明,在声能密度0.5～3 W/mL内,含固率1%～1.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈线性升高;在声能密度1～3 W/mL内,含固率0.25%～0.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈平缓缓慢升高。高声能密度超声波更适合对较高含固率污泥的细胞破碎;此情况下,上清液SCOD增幅、NH4＋-N、TN及TP升幅均与声能密度正相关。经超声波作用6 min后,污泥形态结构已破坏。     

剩余污泥混合对絮凝污泥厌氧消化的强化

为了考察絮凝污泥与剩余活性污泥混合中温(35℃)厌氧消化效果,分析了不同混合比例、不同投配率下的总化学需氧量(TCOD)去除率、挥发性固体(VS)降解效果,通过pH值与氨氮浓度的变化来分析各反应器的稳定性。结果表明:污泥混合后消化效果明显得到提高,且污泥消化效率随着投配率的增加先提高后下降。5%投配率时,絮凝污泥/剩余污泥(VS比)为1:2时厌氧消化效果最好,TCOD去除率达到47.8%,VS降解率达到46.8%,分解单位VS产气量达到了435 mL/g,pH值与氨氮浓度分别保持在7.4和269 mg/L左右,混合污泥厌氧消化系统较稳定。这说明与剩余污泥的混合消化能有效提高絮凝污泥的厌氧消化性能。污泥絮体的显微分析表明:厌氧消化过程中絮体面积百分比逐步减小,污泥结构逐步解体,可以解释污泥消化的微观过程。     

臭氧预处理对剩余污泥特性及厌氧消化的影响

研究了臭氧预处理对剩余污泥特性及厌氧消化的影响,考察了臭氧投加量对污泥特性的影响,并进行了预处理后污泥厌氧消化产气的实验。结果表明,当臭氧处理时间为15 min时,污泥上清液中SCOD含量达到最高为1 006.08 mg·L-1,较未处理污泥提高了420.85%。污泥上清液中蛋白质和多糖含量在臭氧处理时间为10 min时达到最高。氨氮的含量在15 min时达到最大值。三维荧光结果显示随着臭氧投加量的增加污泥中的富里酸类物质有不同程度的减少,在臭氧处理时间为20 min时富里酸类物质减少量最为明显。显微镜和扫描电镜结果显示随着臭氧投加量的增加污泥中的微生物细胞结构受到了不同程度破坏。厌氧消化结果显示当臭氧处理时间为10 min时,污泥产甲烷率达到最高为318.39 mL·（g·VS）-1,较空白对照组提高了396.00%。     

含油污泥微波热解工艺条件优化现场实验研究

采用自主设计的30 kW大功率微波设备开展了含油污泥微波热解的现场实验,考察了吸波剂种类和添加量、热解终温、微波辐照时间、污泥处理量等对微波热解处理效果的影响.结果表明,污泥热解残渣可以作为吸波剂提高含油污泥的微波热解处理效果,综合考虑热解效果和成本,其较佳的添加量为5％(质量分数),此时污泥的除油率可达99.84％;随着热解终温的升高,污泥的除油率逐渐升高,当热解终温达到500℃时,处理后污泥的含油率降为0.200％(质量分数,下同),满足《农用污泥中污染物控制标准》(GB 4284-84)的限值标准(石油类限值为0.3％(质量分数));微波辐照时间对含油污泥的热解效果影响较显著,当微波辐照时间达到180 min时,处理后污泥含油率仅为0.230％;含油污泥处理量低于20 kg/次时,单位质量含油污泥完成热解消耗的电量随着处理量的增加而减少,而超过20 kg/次时,耗电量随着处理量的增加而增加,因此本实验所用设备较经济的含油污泥处理量为20 kg/次.     

基于微生物新陈代谢过程的污泥原位减量技术进展

解决剩余污泥问题的关键是将污泥原位减量技术(过程处理)与剩余污泥处理处置技术(末端处理)相结合,对污泥实施联合处理。污泥原位减量技术是在保证出水达标的前提下,尽量促进微生物降解有机物产能用于热逸散而非增殖的一种污水处理技术,其(非生物捕食)主要通过溶胞-隐性生长、解耦联代谢和维持代谢等方式影响污泥中微生物的增殖、衰亡和水解,进而降低剩余污泥产量。为系统了解当前污泥减量技术的驱动机制及关键问题,在分析污泥增殖和微生物新陈代谢途径的基础上,梳理了减量技术对微生物生长(电子受体、代谢解偶联及维持能)、衰减(饥饿、噬菌体、温度、辐射、极端环境及生物抗性)及水解(水解及水解强化)的影响机制及内部驱动,明确了基于微生物代谢过程的减量技术的不足及其对污水处理效果的影响;在总结各类原位减量技术利弊的基础上,展望了污泥原位减量技术的应用前景。     

污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析

以绍兴污水处理厂脱水污泥为研究对象,通过实验分析了污泥进行干化焚烧处理的可行性。对污泥泥质进行分析,采用桨叶式污泥干化机对污泥的热干化特性、干化过程污染排放特性进行研究,使用流化床污泥焚烧试验装置对污泥焚烧工况及焚烧过程中污染物的排放特征进行研究,结果表明,绍兴污水处理厂脱水污泥的泥质特征与大多数污水污泥类似,灰分较高、发热量较低,需干化后才可实现稳定燃烧;污泥在小型桨叶式污泥干化机内的干化速率最高达到0.6kg/(m2·min),并随污泥干化的进行而逐渐降低;干化过程产生的常规污染气体中氨气浓度最高,可达170 mg/Nm3;污泥干化冷凝水的COD高达820 mg/L,氨氮等指标也很高。污泥干化系统的设计需充分考虑污泥热干化过程中气体和液体污染物的排放,设置相应的处理设施。污泥干化至含水率30%时,可在不投加辅助燃料的情况下实现流化床焚烧炉内的焚烧处理,干化污泥焚烧时需关注烟气中常规污染气体和重金属的控制,焚烧灰渣浸出毒性未超过国标限值。     

不同有机质含量进泥的污泥干化芦苇床运行效能

污泥干化芦苇床是将人工湿地和污泥干化床进行有机结合,形成的一种新型污泥处理系统。系统运行时,周期性地将污泥布向湿地表面,水经填料层向下渗滤,并经由底部排水管流出;污泥中的固体物质被截留在填料层上面,通过蒸发蒸腾作用进一步脱水。通过系统地考察不同有机质含量剩余污泥在污泥干化芦苇床中的稳定化效果,总结并对比分析了污泥干化芦苇床对不同原泥的矿化程度、氮磷等营养物质的去除、微污染有机物的降解以及温室气体排放等。经过2年的布泥期和1年的稳定期,污泥有机质得到有效处理,高、低有机质含量污泥的稳定化程度分别达到54.50%和58.20%,满足GB 18918-2002中稳定化污泥标准的要求,同时高于GB 8712-1987（>10%）的城镇垃圾农用控制标准要求。污泥氮磷含量仍然处于较高水平,可作为植物性营养元素;其中高、低有机质含量污泥中氮的含量分别从7.10%降到3.10%和从2.52%降到0.98%。微污染有机物如多环芳烃得到有效去除,高、低有机质含量污泥中多环芳烃分别去除了67.28%和32.64%,其中湿地植物芦苇起到了积极作用;监测结果表明,污泥干化芦苇床会释放一定量的温室气体,其中CO2释放量为16.5~65.2 g·（m2·d）-1,CH4释放量为0.43~1.95 g·（m2·d）-1,用CO2来衡量CH4的全球变暖趋势,污泥干化芦苇床CO2释放量为15.02 g·（m2·d）-1。     

电渗透脱水污泥干燥特性曲线及干燥模型

通过电渗透脱水技术及自然风干技术两种预处理方式降低污泥含水率,当污泥初始含水率相近时,研究经两种方式处理后污泥的干燥特性曲线,并对电渗透脱水污泥干燥特性曲线的优势情况进行探讨。在40—120℃的低温条件下,研究电渗透脱水污泥（泥饼厚度为3．5mm）的干燥特性曲线并分析其干燥特性。通过所得电渗透脱水污泥的干燥特性曲线,引人薄层污泥干燥模型进行数值分析。结果表明,在实验条件下,电渗透脱水污泥的干燥速率要优于自然风干污泥的干燥速率。随着温度的升高,电渗透脱水污泥的干燥速率随之升高,干燥到所需含水率的时间则随之减少。Logarithmic模型比其他模型更适合描述薄层电渗透脱水污泥在低温条件下的干燥特性。     

污水处理中的污泥脱水技术研究进展

主要介绍了污泥脱水技术（干化、焚烧、超声波、热水解、电渗析、混凝沉淀和其它常用技术）的基本原理和影响因素，分析了它们的优缺点和适用条件，并结合应用情况对它们的发展趋势作了展望。     

污泥的粘度与浓度、温度三者关系式的实验推导

通过融合污泥粘度与污泥浓度关系式、污泥粘度与温度关系式,得到一个新的关系式:污泥粘度与污泥浓度、温度的关系式,并通过实验数据拟合出各项参数,拟合效果比较理想.得出的污泥粘度与污泥浓度、温度的关系式对了解污泥的粘度变化非常有帮助,同时,该关系式也将为污泥处理、处置方案的制定提供参考依据.     

电渗透脱水污泥干燥特性曲线及干燥模型简

通过电渗透脱水技术及自然风干技术两种预处理方式降低污泥含水率,当污泥初始含水率相近时,研究经两种方式处理后污泥的干燥特性曲线,并对电渗透脱水污泥干燥特性曲线的优势情况进行探讨。在40~120℃的低温条件下,研究电渗透脱水污泥（泥饼厚度为3.5 mm）的干燥特性曲线并分析其干燥特性。通过所得电渗透脱水污泥的干燥特性曲线,引入薄层污泥干燥模型进行数值分析。结果表明,在实验条件下,电渗透脱水污泥的干燥速率要优于自然风干污泥的干燥速率。随着温度的升高,电渗透脱水污泥的干燥速率随之升高,干燥到所需含水率的时间则随之减少。Logarithmic模型比其他模型更适合描述薄层电渗透脱水污泥在低温条件下的干燥特性。     

微丝菌诱发污泥膨胀生长特性控制策略研究进展

丝状菌过量生长诱发的污泥膨胀现象是城市污水生物处理系统稳定运行面临的巨大挑战,它会造成二沉池固液分离困难、出水水质恶化,严重时导致整体生物处理系统的崩溃。其中,微丝菌(Microthrix parvicella)诱发的污泥膨胀现象因其发生普遍,后果严重,在污水日常工艺运行中对其的预防与控制显得尤为重要。目前,由于微丝菌分离困难,已获得的纯培养物在实验室条件下生长极为缓慢,限制了人们对其生理生化特性的深入认识,为建立有针对性的通用控制策略带来了相当难度。从实际污水处理厂的污泥膨胀现象调查与解析、混合培养体系富集模拟实验的结果表明,微丝菌在低水温(12~15 ℃)、低污泥负荷(-1(以MLSS计))及含长链脂肪酸的环境中具有竞争生长优势,相关组学研究也证实了其对长链脂肪酸具有良好的吸收能力。丝状菌污泥膨胀的控制手段主要包括非特异性技术(如杀菌剂投加)和针对目标丝状菌的特异性技术(如絮凝剂投加、工艺运行参数调节等);而微丝菌膨胀的传统控制策略存在见效慢、成本高、通用性差等特点。迄今为止,我国针对微丝菌诱发污泥膨胀的有效特异性调控策略依然较少。因此,系统总结目前国内外对微丝菌理化特征与生长特性,详细介绍实际工艺运行过程中对其膨胀现象的控制方法,并提出可能的控制策略对未来的研究方向具有重要的现实意义。     

污泥的粘度与浓度、温度三者关系式的实验推导

通过融合污泥粘度与污泥浓度关系式、污泥粘度与温度关系式，得到一个新的关系式：污泥粘度与污泥浓度、温度的关系式，并通过实验数据拟合出各项参数，拟合效果比较理想。得出的污泥粘度与污泥浓度、温度的关系式对了解污泥的粘度变化非常有帮助，同时，该关系式也将为污泥处理、处置方案的制定提供参考依据。     

给水厂与污水厂污泥制陶粒技术研究

对天津凌庄自来水厂的给水厂污泥和天津东郊污水处理厂的污水厂污泥的成分进行了分析,在此基础上根据焙烧陶粒的原理,设计了以2种污泥为原料焙烧陶粒的工艺流程。通过实验,研究了其工艺过程中的影响因素并确定了工艺参数。性能检验结果表明,添加量为30％的混合污泥陶粒,在1 140℃焙烧5 min,可得到强度标号为40 MPa的高强陶粒。因此,以2种污泥为原料烧制陶粒的处置方法可行,并能带来一定的经济效益、社会效益和环境效益。得到的产品符合国标中高强陶粒的要求,可广泛应用于建筑行业中的承重结构。