自热式高温好氧消化工艺的氧化还原电位研究

采用自热式高温好氧消化(ATAD)中试工艺系统,通过间歇式运行,改变进泥初始ρ(VSS)和曝气强度,考察了系统中氧化还原电位(ORP)的变化情况.对进泥初始ρ(VSS)为45.4和34.2 g/L的曝气强度恒定在1.0 m3/h,搅拌转速为95r/min,停留时间为25 d;初始ρ(VSS)为40.7 g/L污泥的曝气强度在0.4～1.0 m3/h间由大到小进行调节,搅拌转速为95 r/min,停留时间为44 d.结果表明,初始ρ(VSS)与曝气强度对ORP有影响,当曝气强度充足时,ORP呈先下降再回升趋势,最终ORP能达到0 mV以上.对于pH的变化,初始ρ(VSS)为45.4和34.2 g/L的污泥规律相似,均呈先上升后下降趋势,初始ρ(VSS)为34.2 g/L的污泥pH从开始的6.01上升到8.11,然后下降到5.60～6.03.但初始ρ(VSS)为40.7 g/L的污泥pH的变化规律有所不同,pH一直呈上升趋势,从开始的7.33到最终的9.16.表明由于溶胞作用,系统中ρ(总氮),ρ(氨氮),ρ(总磷)较高,pH上升,若曝气强度充足,pH随后下降,ORP回升;若曝气强度较低,pH则一直呈上升趋势,ORP则处于较低值.因此ORP与进泥初始ρ(VSS),曝气强度,反应温度,ρ(氨氮)和pH等因素有关.从ORP的测试结果看,ATAD系统处于厌氧到微好氧之间的状态.      

不同污泥含固率的高温微好氧-中温厌氧消化工艺研究

为探讨城市污泥高温微好氧-厌氧两级消化耦合工艺(TAD-MAD)中CH_4产气情况,考察了不同污泥含固率条件下TADMAD工艺中的p H、总碱度、VSS去除率、挥发性脂肪酸(VFA)和沼气产量以及沼气中CH_4含量,并与中温厌氧消化工艺(MAD)进行对比。试验结果表明,在未调节污泥初始p H的条件下,在消化过程中污泥p H能维持在6.5~7.8之间,适宜甲烷菌生长。TAD-MAD工艺中高温微好氧消化2 d,VFA含量大幅度增加,最高为8 524.70 mg/L,有利于后续中温厌氧消化产甲烷。TAD-MAD工艺系统中累积单位VSS甲烷产气量和CH_4含量均高于MAD工艺。TAD-MAD工艺最佳进泥TSS为7.12%,污泥经过24 d的消化,VSS去除率能达到40%,而MAD的VSS去除率仅为35.12%。TAD-MAD工艺累积单位VSS甲烷产气量为116.56 m L/g VSS,超过MAD的85.72 m L/g VSS。且TAD-MAD工艺产甲烷持续时间较MAD工艺长,CH_4含量总体高于MAD工艺,表明TAD-MAD工艺在VSS去除、甲烷产气量和甲烷含量方面均优于MAD工艺。     

纯氧曝气用于市政污泥自热高温好氧消化的研究

将纯氧曝气自热高温好氧消化技术应用于市政污泥处理,并与传统的空气曝气系统进行对比,系统考察了纯氧曝气自热高温好氧消化反应器的运行性能。研究发现:在合理的纯氧曝气量下可以实现污泥的稳定化,纯氧曝气用于污泥自热高温好氧消化的氧气利用率高达82.7%,明显高于空气曝气的26.3%。该条件下的纯氧曝气量仅为空气曝气量的1/20,极大降低了由尾气排放所造成的热量损失,有利于系统的保温。然而纯氧曝气量太低,不能满足系统的需氧要求,太高则会造成系统中DO浓度过高,在高温环境下会抑制微生物的生长,这些都会最终降低污泥的稳定化效果。     

反应温度对自热式高温好氧消化(ATAD)中试系统运行的影响

城市污水污泥是城市污水处理厂的副产物,需要稳定化处理。本试验设计了由2个圆罐串联的自热式高温好氧消化中试系统处理城市污水污泥。通过批式试验探讨反应器温度对污泥稳定化处理效果的影响,以及影响反应器自升温的因素。试验发现①反应温度对挥发性的有机物的去除有显著影响,反应温度越高,VSS去除率越高。②影响反应温度的主要因素有进泥浓度、消化时间和曝气量。当进泥的VSS浓度为37.2g/L时,ATAD反应器最高温度可到49℃,只需14～17d的消化时间VSS的去除率可达到41.7%,污泥能达到稳定化。     

硝酸铁对不同类型污泥自热高温微好氧消化的强化效果

在污泥自热高温微好氧消化(ATMAD)工艺耦合硝酸铁去酸抑制作用过程中,研究了进料不同配比的初沉池污泥和二沉池污泥对硝酸铁强化污泥消化效果的影响。结果表明:硝酸铁对二沉池污泥的强化效果优于初沉池污泥,进料污泥中二沉池污泥比例越高,消化效果越好。进料污泥中二沉池污泥比例越高,硝酸铁对污泥上清液中VFA、SCOD和氮磷等去除的强化效果也越强,但消化污泥的脱水性能越差,消化污泥CST值随之增长的幅度也越小。     

城市污泥的高温好氧消化及动力学参数分析

高温好氧消化工艺是稳定化处理污泥的新工艺。文章分别研究了不同污泥类型(初沉泥、二沉泥)分别在高温(45℃、58℃)条件下的稳定化效果及动力学参数。结果表明,在45℃条件下,二沉泥在10d内达到稳定,而初沉泥需要15d;反应温度从45℃提高到58℃有利于二沉泥降解,而不利于初沉泥降解;VSS的动力学拟合曲线相关性好于TSS的拟合曲线。对于不同的污泥类型,二沉泥的拟合曲线相关性高于初沉泥;在相同停留时间条件下,初沉泥的衰减常数kd值随温度的增加而增加;在相同温度条件下,二沉泥kd值不随停留时间的延长而增加,在58℃时二沉泥的kd值还有所下降。说明二沉泥能立即被用作碳源,而初沉泥则不能。     

剩余污泥高温好氧消化及其影响因素

为考察污泥高温好氧消化(TAD)的效能及其影响因素,通过自制的高温好氧消化反应器,研究TAD对有机物的去除、消化液的成分以及污泥停留时间(SRT)、曝气量等影响因素,结果表明:高温好氧消化对污泥的稳定效果较好,在温度55℃,SRT=8d条件下,VS去除率均高于42%,粪大肠杆菌数120～600MPN/gTS,回用安全性较高。在实验中发现,TAD中氮的去除率相当低,由于高温对硝化作用的抑制,使氮氨不能进一步转化为硝态氮。高温好氧消化的污泥停留时间为7～8d较适宜,当适当降低曝气量,使DO为0.3～1.0mg/L时,也能够达到满意的VS去除效果,同时节约能耗。     

污泥高温好氧消化过程的生物多样性分析

模拟单级污泥高温好氧消化工艺进行批式试验,分析了不同消化时期污泥中挥发性固体物质(VSS)的去除率.同时,运用现代分子生物学手段对活性污泥中提取的细菌基因组DNA进行PCR扩增,扩增产物经变性梯度凝胶电泳(DGGE)分离,获得微生物群落的DNA特征指纹图谱,初步探讨了高温消化时微生物多样性对污泥稳定化的影响.结果表明:污泥高温好氧消化时,VSS降解速率较快,消化120h即可达到38%以上的去除率;温度对消化体系中微生物的种群结构影响较为明显,芽孢杆菌是高温(55℃)消化时的主要种群;消化过程中,体系内部优势微生物种群结构发生了较大改变,这种及时调整使整个消化体系能尽快适应外部环境变化,从而加快污泥稳定化进程.     

好氧消化污泥减量技术工艺参数研究

为研究不同溶解氧（DO）下细胞自溶过程对城市生活污水处理厂生化污泥减量效果的影响,实验通过控制污泥DO值分别为4.0、4.5、5.0、5.5、6.0 mg/L进行污泥好氧消化实验,并以MLSS、TN、TP的变化情况来表征污泥减量效果,结果表明：当DO值为6 mg/L和5.5 mg/L时,曝气作用时间大于5 d时,污泥减少量分别达59.0%和53.0%,减量效果十分显著。同时对污泥上清液TN、TP的考察表明,在污泥减量的同时应注意解决尾水的处理问题。     

投加无机营养盐对污泥好氧消化的影响

试验研究表明,投加无机营养盐可强化剩余活性污泥好氧消化的效果.无机营养盐不仅提高了消化前期的污泥活性,加快了MLSS的降解速率,而且改善了污泥的沉降性能和过滤性能,并能使上清液COD值下降,硝化作用提前出现.     

高温和中温ASBR处理热水解污泥的对比

进行了高温、中温厌氧序批式反应器(ASBR)处理热水解污泥的对比试验研究.在HRT＝10d,总COD(TCOD)容积负荷为5.42 kg/(m³·d) 的条件下,高温、中温ASBR的TCOD去除率分别为56.20%、61.66%,污泥COD的产气率(CH₄)分别为199、219 mL/g.ASBR能有效积累污泥悬浮固体从而保持较高的固体停留时间(SRT),高温、中温ASBR的平均SRT分别为30、37d.同中温ASBR比较,高温ASBR的微生物形态单一、种类少和产甲烷活性较低,因此高温ASBR的处理效率和产气率较中温低.     

污泥高温好氧发酵技术在沈阳市污水处理厂污泥处理工程中的应用

对沈阳市污水处理厂污泥处理工程设计进行了介绍,包括污泥量的估算以及污泥处理工艺的确定。将现行污泥处理工艺包括高温好氧发酵、热干化、焚烧等通过经济投资、运行成本、占地、能耗、碳排放量、产品出路、工艺安全、成熟度、空气污染等方面进行方案比选,最终沈阳市污水处理厂污泥处理工程采用高温好氧发酵工艺作为处理工艺。     

超声波-缺氧/好氧消化过程污泥胞外聚合物和溶出物的变化研究

为研究超声波促进污泥缺氧/好氧消化的机制,采用均匀试验得到的最佳超声波参数与缺氧/好氧消化衔接进行间歇试验,通过生物化学分析法研究了消化过程污泥EPS指标(多糖、蛋白质、DNA和总量)和相应溶出物的变化趋势,同时以未经超声处理的消化过程作对照.均匀试验结果表明,在超声波声能密度0.1 W/mL,超声处理时间15 min...     

城市污水厂污泥好氧处理可行性研究

针对上海城市污水厂污泥出路问题，进行了污泥好氧消化处理试验，并结合实际情况探讨了该技术在部分污水厂应用的经济技术可行性。     

城市污水处理厂预热处理混合污泥的高温厌氧消化特性研究

针对165℃、30min预处理后的混合污泥,进行高温厌氧消化的连续试验.研究了在不同的水力停留时间(HRT)下的产气量、有机物的分解率等指标,探讨了"热处理 高温消化"实用化的可行性.结果表明,总固体(TS)为70g·L-1、预热处理后的混合污泥经高温厌氧消化,在HRT.为10、20、30d的条件下,产气率为2.82、1.70和1.19 L·L-1·d-1;降解单位COD的产气量为968、1053和1091 L·kg-1;COD分解率为47%～52%;有机物分解率与HRT的关系符合一级反应动力学关系.COD物质平衡计算结果表明,基质中50%的固态有机物被分解转化,生物气中的甲烷含量可达59.1%.本研究中的厌氧消化反应可归纳为C8.38H19.7O7.59N 3.86H2O→4.38CH4 2.99CO2 NH4 HCO3-.     

“热水解-高温厌氧消化”工艺处理高含固率剩余污泥的中试研究

采取热水解(70℃)-高温厌氧消化工艺处理高固含率(8%~9%)的剩余污泥(中试).该工艺利用SRT为3 d的热水解促进细胞溶解以及高温厌氧消化加快污泥消化速率,有机物去除能力较强,并获得了较好的污泥稳定化效果.当厌氧消化的SRT在20 d以上时,总VSS去除率达到42.22%以上,且VSS去除率与厌氧消化的SRT呈线性正相关,相关系数达到0.915 3.在实际应用中,推荐高温厌氧消化的SRT为25 d.当停留时间接近时,本工艺与运行良好的传统污泥厌氧消化工程(含固率3%~5%)以及采用德国技术的高固消化工程的有机物去除率和甲烷产率相当.     

高温/中温两相厌氧消化反应中有机酸的变化

为了深入考察高温／中温两相厌氧消化的反应器系统用以处理混合基质时有机酸的变化特性,采用蒸馏－滴 测定挥发有机酸总量,并在系统达到相对稳定时用色质联机确定有机酸的组成及各自含量。研究结果表明,混合基质经高温消化后挥发有机酸含量有所增加,平均在３４６－５５２９ｍｌ／Ｌ,进一步经中国消化且系统达到稳定后其含量平均为４３－４３３ｍｇ／Ｌ,乙酸,丙酸,丁酸和戊酸是进料混合基质和高温消化后基质中主要有机酸种类     

污泥超声处理及其在好氧消化中的应用

污泥好氧消化工艺可以有效实现污泥的稳定和减量,为了进一步提高好氧消化的效率,促进有机质的降解,在对污泥超声处理性能研究的基础上,考察了不同超声辅助处理手段对污泥好氧消化的影响.结果表明,经1.0 W/mL超声处理10 min后,污泥上清液中溶解性COD增加了5.4倍,污泥总悬浮固体减少了16%;而经0.05 W/mL超声处理10 min后,污泥比耗氧速率可提高29%.用这2种超声预处理好氧消化的进泥时,污泥有机质降解率没有明显改变,但用1.0 W/mL超声处理好氧消化的回流污泥时,污泥有机质降解率提高了15%,而且消化污泥的沉降性能良好,上清液中有机质含量增加很少,因此,后者可以用于改善污泥好氧消化工艺.