赤泥晶种法磷酸铵镁结晶工艺模拟废水磷的回收

以赤泥为晶种,研究不同工艺条件对磷酸铵镁(MAP)结晶法回收模拟废水中磷的影响。结果表明,在投加赤泥(60～80目)8 g/L,搅拌速度为180 r/min,搅拌时间30 min,沉淀时间30 min,N∶Mg∶P=1∶1∶1的条件下磷酸根离子的回收率随初始磷酸盐浓度的增加而增大,在初始磷酸盐浓度小于90 mg/L时增幅较大,初始磷酸盐浓度大于90 mg/L后增幅减小;pH值对磷酸根离子的回收率影响显著,结合铵根离子、镁离子的回收率变化,pH值为9.5时最优;磷酸根离子的回收率随着Mg∶P摩尔比和N∶P摩尔比增大而呈上升趋势,当Mg∶P摩尔比为1.4∶1、N∶P摩尔比为4∶1时,磷酸盐的回收率可达97.9%。运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征,表明磷主要以磷酸铵镁形态回收。     

微波及其组合工艺污泥预处理上清液中碳酸盐对磷回收的影响

本研究考察了微波及其组合工艺(微波-酸、微波-碱、微波-过氧化氢和微波-过氧化氢-碱)污泥预处理的碳酸盐溶出特征,并研究了碳酸盐对鸟粪石法磷回收的影响。结果表明,微波及其组合工艺进行污泥预处理时,碳酸盐的释放与pH值显著相关,但与预处理方法无关。模拟实验结果表明,当在浓度≤150 mg/L时,碳酸盐对鸟粪石结晶的磷/镁摩尔比(Mg/P=0.74~1.16)具有一定影响,但对鸟粪石法磷回收率(>90%)和鸟粪石结晶形态(呈典型的斜方晶型)没有显著影响。     

不同类型污泥中非溶解性有机物水解产酸特性研究

分别以化学生物絮凝污泥(以下简称絮凝污泥)、初沉污泥和剩余污泥3种污泥为基质,对比研究了不同类型污泥中的非溶解性有机物的水解产酸特性,并进一步考察了水解酸化产物挥发性脂肪酸(VFAs)的产量和组成。结果表明,与初沉污泥和剩余污泥相比,絮凝污泥的水解酸化性能最优,稳定运行期间,絮凝污泥单位质量挥发性悬浮固体(VSS)的VFAs产量为(410.3±26.8)mg/g,分别为初沉污泥和剩余污泥的1.2、1.9倍。此外,絮凝污泥水解酸化产生的VFAs结构最优,乙酸占VFAs的比例高达64.3%(质量分数),絮凝污泥水解产酸发酵液中C/N、C/P均远高于典型城镇污水处理厂生化处理系统进水需求,可以作为后续生物脱氮除磷过程的优质补充碳源。     

污泥回流比对厌氧/好氧工艺除磷效果影响的研究

以长距离输送的合流制污水为进水,考察不同污泥回流比下厌氧/好氧(A/O)工艺对COD、N、P的去除效果,深入研究污泥回流比对生物除P代谢过程的影响.结果表明,污泥回流比对COD及NH+4-N的去除没有明显影响,但对TN、TP、PO3-4-P的去除影响较大.随着污泥回流比的增大,聚磷菌(PAO)的厌氧释P量逐渐减小,P的去除率逐渐降低.减小污泥回流比,可延长A/O工艺厌氧池实际HRT,增加PAO在厌氧池可有效利用的碳源,使PAO在厌氧池充分释P,从而提高除P效率.     

基于响应面法优化MAP法处理垃圾渗滤液工艺的研究

利用单因素实验以及响应面法(response surface methodology,RSM),对磷酸铵镁法(magnesium ammonium phosphate,MAP)去除垃圾渗滤液氨氮的影响因素进行了分析和探讨。考察了pH值为8.0～11.0、n(Mg)∶n(N)摩尔比为0.8～1.6、n(P)∶n(N)摩尔比为0.8～1.3条件下,分析氨氮去除率的变化,用Design-Expert软件处理实验数据,得到了二次响应曲面模型以及优化的水平值。基于经济和操作简便性的考虑,pH值由优化水平的8.3调整为9.5,n(Mg)∶n(N)、n(P)∶n(N)摩尔比取优化水平分别为1.40、1.19,氨氮去除率平均值为92.2%,虽然该条件比最佳条件下的氨氮去除率降低了2个百分点,但从操作的难易程度以及经济性方面,体现了其优势。通过X衍射与电镜扫描分析沉淀物质的成分与晶形,表明大部分沉淀物质为磷酸铵镁。     

赤泥晶种法诱导磷酸铵镁结晶回收模拟废水中磷的可行性研究

对赤泥的理化性质进行了分析,探索了以赤泥为晶种磷酸铵镁(MAP)结晶法从模拟废水中回收磷工艺。结果表明,经过研磨的赤泥颗粒属无孔物质或者大孔物质;将赤泥溶于水时有碱液和离子溶出,赤泥的主要化学成分为Ca、Al、Si和Mg等元素。投加赤泥晶种有利于磷酸铵镁结晶的形成。在初始磷酸盐浓度为90 mg/L、N∶Mg∶P摩尔比为1∶1∶1、不调节pH值、搅拌时间30 min、搅拌速度180 r/min、沉淀时间30 min条件下,赤泥粒径为60～80目、投加量为8 g/L时,以赤泥作为晶种诱导磷酸铵镁结晶回收磷的效果最优。干燥晶种的使用次数对磷酸根离子的回收率影响不大。所得结晶产物是一种很好的缓释肥。     

赤子爱胜蚓处理污泥对其性质变化的影响

用赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)直接处理脱水污泥,以不加蚯蚓为对照,研究了蚯蚓生物量、污泥理化性质(pH、电导、灰分、总有机碳)、营养物质(氮、磷、钾)以及重金属(铜、锌、铅、铬)的变化。结果表明:蚯蚓能很好地适应直接投加污泥的生存环境,蚯蚓平均增重0.7 g/d,产卵4.81个/d。随着时间的增加,接种蚯蚓的污泥理化性质和营养物质以及重金属含量均有显著的变化。蚯蚓处理后,污泥的pH由7.83显著降低至7.03;电导由0.46 S/m显著增至2.23 S/m;灰分从43.89%显著增至57.53%;TOC由32.32%显著降低至23.59%;污泥中的营养物质N、P、K含量显著增加,N、P、K分别提高了37.48%、19.96%和20.14%;同时蚯蚓活动显著降低了污泥中的重金属含量,降低次序为CuZnCrPb。蚯蚓处理后污泥小团粒性状明显,无臭味,不生蛆。     

碳氮共掺杂污泥基吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)

以城市污水厂脱水污泥为原料,通过添加尿素等辅助材料碳化制备污泥基吸附剂。采用比表面积孔隙分布测定仪、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对吸附剂表面组成及其结构进行表征,对比研究了掺入添加剂前后碳化污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,C/N共掺杂碳化污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能较直接碳化污泥吸附剂明显提高,2种吸附剂的最佳吸附时间分别为2 h和4 h,p H是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr(Ⅵ)的关键因素,其最适p H值均在1.0~2.5范围内。室温下C/N共掺杂污泥吸附剂吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述2种碳化污泥基吸附剂的吸附行为。热力学研究表明,C/N共掺杂污泥吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附是一个自发的吸热过程。     

竹屑对污泥水热处理衍生生物炭特性及重金属行为的影响

水热处理是一种极具潜力的污泥处理方式,而在处理过程中添加辅料是影响产物性质的重要因素之一.在污泥水热处理过程中添加不同比例竹屑(0、25％、50％,以质量分数计),研究衍生的污泥-竹屑生物炭(以下简称生物炭)的理化性质、结构、重金属总量与形态及其生态风险的变化.结果表明:添加竹屑能显著降低生物炭的pH、H/C、N/C,...     

以农田高盐排水为替代镁源回收养殖废水中的磷素

为解决新疆南疆地区养殖废水高浓度氮磷和农田排水中的高浓度盐分的协同污染问题,以农田高盐排水为镁源对模拟养殖废水中的磷进行了回收实验,对比了高盐排水和常规镁源的磷回收效率,探讨了影响其回收的主要因素,并通过正交试验获得了高盐排水回收磷的最优反应条件.与常规MgC12镁源的磷回收对比分析结果表明,pH=10时高盐排水回收磷的效率最高,比MgCl2镁源达最大回收率所需的反应pH略高;利用L34正交试验探究了pH(8、9、10、11)、Mg:P摩尔比(1.0、1.5、2.0、2.5)、N:P摩尔比(1.0、1.5、2.0、4.0)对高盐排水镁源回收磷的影响,并结合SPSS统计分析得到高盐排水回收磷的最优反应条件为pH=10、n(Mg):n(P)=2.5,n(N):n(P)=4;高盐排水中的HCO3-和SO42-离子对磷回收有抑制作用,而Ca2+离子对磷回收有促进作用;XRD和SEM-EDS分析表明,高盐排水回收磷的产物以鸟粪石为主,并夹杂着磷灰石和粘土矿物等杂质.整体上,以高盐排水作为替代镁源回收磷的效果较好,本研究为解决鸟粪石沉淀法的镁源问题提供了一种新思路.     

某城市污水处理厂废水化学除磷沉淀特性及影响因素

通过对西安市某污水处理厂进水、厌氧池上清液、二沉池出水、污泥浓缩水、污泥脱水进行Fe CI_3·6H_2O、PAC除磷实验,并以Fe CI_3·6H_2O为沉淀剂对厌氧池上清液从p H、Fe/P摩尔比、腐殖酸、挥发性脂肪酸(VFA)等因素进行批次实验分析磷去除状况。实验显示,三氯化铁、PAC对进水除磷效果不佳,厌氧池上清液用Fe CI_3·6H_2O为沉淀剂时磷去除率较低,二沉池出水、污泥浓缩水以及污泥脱水用Fe CI_3·6H_2O、PAC时其正磷去除率均可达到80%左右。通过对比不同p H值、Fe/P摩尔比、腐殖酸和VFA浓度对厌氧池上清液除磷效果的影响,结果表明,在p H=4~5,Fe/P=1.3时磷的去除效果达到78%以上,腐殖酸浓度对磷去除率影响不大,VFA在低于10 mg/L和高于60 mg/L时对磷去除率影响较大。     

镁铝类水滑石原位共沉淀法处理含镍模拟废水的研究

通过原位共沉淀法处理含镍模拟废水,探讨了反应时间、体系pH、镍与镁的摩尔比(Ni/Mg)、二价离子与三价离子的摩尔比((Ni+Mg)/Al)和Ni 2+初始浓度对Ni 2+去除效果的影响。实验结果表明,Ni 2+能通过镁铝类水滑石原位共沉淀法被除去。体系pH、Ni/Mg、(Ni+Mg)/Al和Ni 2+初始浓度均对Ni 2+去除率影响较大,而反应时间对其影响不大。在反应时间为1～2h、pH=8.5、Ni/Mg=0.25、(Ni+Mg)/Al=2.0时,可获得最高的Ni 2+去除率(99.84%),产物经X射线衍射(XRD)分析确定具有层状双氢氧化物(LDHs)结构。     

铝污泥人工湿地对含氟水体主要污染物的去除效果及分布特征

全氟化合物(PFCs)作为一种典型的新兴污染物,在自然环境中不断检出,其暴露水平、来源影响及去除方式备受关注。本文选取铝污泥人工湿地和普通人工湿地,通过动态实验探究了其对复合污染水体中C、N、P和PFOS的去除效果及各污染物在系统中的空间分布特征。结果表明,2种人工湿地可以协同去除水体中的C、N、P和PFOS,但C、N、P的去除效果会受到PFOS的抑制作用,并且去除率的降幅随着PFOS质量浓度的增大而增大。当初始PFOS质量浓度为250μg·L^-1时,铝污泥人工湿地对C、N、P的去除率分别为(52.47±2.21)%、(65.79±1.87)%和(68.68±1.47)%;铝污泥人工湿地中植物对氮磷去除贡献率为28.81%,比无PFOS时提高5.27%;铝污泥人工湿地对PFOS的去除率为(73.24±2.56)%,比普通人工湿地高8.46%,填料中PFOS质量占比在2种类型的湿地系统中分别为(56.23±1.27)%和(40.28±2.55)%。铝污泥人工湿地对含氟水体中污染物的削减作用较好,且C、N、P的去除效果受PFOS胁迫作用较小。     

混凝-热处理联合MAP法处理高浓度水性油墨印花废水

采用混凝-热处理联合磷酸铵镁沉淀法(MAP)处理高浓度水性油墨印花废水,研究了各工艺参数对该废水处理效果的影响。研究表明:混凝-热处理可降低废水的COD和色度,实现固液快速分离,有效降低混凝污泥含水率;MAP法可有效降低混凝-热处理后废水的氨氮含量,药剂摩尔比和反应体系pH对氨氮去除效果影响较大。当投加15 m L·L~(-1)的40%(体积分数)混凝剂NS-1、在70℃下热处理50 min的条件下,废水的COD去除率达到93.65%,色度去除率达到99.97%,而混凝污泥含水率可降到56.62%;向混凝-热处理后废水中投加硫酸镁和磷酸氢二钠,当药剂摩尔比为1.1:0.9:1(Mg:P:N)、体系pH为9.5、在20℃反应30 min的条件下,废水的氨氮去除率可达96.27%,剩余总磷低于12 mg·L~(-1)。     

碳氮比对好氧颗粒污泥稳定性的影响

针对好氧颗粒污泥运行过程中稳定性较差的问题,在3个C/N比条件下,通过气升式内循环反应器对好氧颗粒污泥进行培养,分析了不同时期好氧颗粒污泥的沉降性能、粒径变化、进出水水质中有机物、胞外聚合物组分及含量变化,探讨了C/N比对好氧颗粒污泥稳定性的影响。结果表明,在C/N比分别为10、15和25的条件下,均能培养出好氧颗粒污泥,C/N比为15时,好氧颗粒污泥稳定性最优,此时好氧颗粒26 d内成NH_4~+-N和TP的去除率可达93%、75%和91%,松散型EPS和紧密型EPS的含量最高分别为44.97 mg·g~(-1)和54.20 mg·g~(-1)。在采用不同C/N比对好氧颗粒污泥的培养过程中,C/N比对好氧颗粒污泥稳定性有较大影响,其中松散型EPS与好氧颗粒污泥的稳定性呈正相关关系。     

草本植物添加对脂肽强化污泥厌氧发酵生产短链挥发性脂肪酸的影响

脂肽可以强化污泥厌氧发酵生产短链挥发性脂肪酸(SCFA),但污泥本身固有C/N过低限制了SCFA的产生量。向污泥厌氧发酵体系中添加草本植物以提高发酵基质的C/N,结果表明草本植物的添加有助于强化污泥厌氧发酵的水解和酸化过程,发酵基质最佳C/N为20∶1(质量比),此时厌氧发酵体系溶解性化学需氧量(SCOD)最大值为6 564 mg/L,SCFA的最大积累量为423mg/g(以单位干质量挥发性悬浮颗粒物中的COD质量计,下同),显著高于污泥单独厌氧发酵体系(SCOD最大值为1 352 mg/L,SCFA的最大积累量为248 mg/g)。机制分析表明,适宜的C/N可以为厌氧微生物提供良好的生长环境进而促进蛋白质和多糖的溶出,强化酸化过程中关键酶的活性,但对甲烷累积产量却没有明显影响,因此有助于SCFA的积累。     

次氯酸钙/氧化钙对高砷污泥的氧化稳定化处理

针对某硫酸厂废水处理后产生的高浓度含砷(As)污泥,开展氧化稳定化处理技术研究。以浸出毒性作为评价指标,探讨次氯酸钙和氧化钙联合使用对污泥中As的稳定化处理效果,结合XPS和XRD表征探讨了稳定化机制。结果表明:原始污泥中As主要以As(Ⅲ)形式存在,次氯酸钙能将As(Ⅲ)氧化成As(Ⅴ);加入氧化钙能同时提高Ca/As摩尔比和pH,Ca与As(Ⅴ)结合形成稳定的砷酸钙盐。依次加入质量比为5%的次氯酸钙和10%的氧化钙,使Ca/As摩尔比达到2.4以上,As的稳定化率达到99%以上,浸出浓度从181 mg·L~(-1)降低至1.5 mg·L~(-1),且浸出液pH小于12,达到《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598-2001)要求。     

典型生境中氨氧化古菌和厌氧氨氧化细菌的分布和丰度

运用分子生物学方法研究了某富营养化湖泊污泥(以下简称湖泊污泥)、某长期施肥的稻田土壤(以下简称稻田土壤)和某污水处理厂硝化污泥(以下简称硝化污泥)中氨氧化古菌(AOA)和厌氧氨氧化(ANAMMOX)细菌的分布及丰度。结果表明,湖泊污泥、稻田土壤和硝化污泥中AOA的amoA基因Shannon指数分别为1.64、2.14、0.57,稻田土壤的生物多样性最丰富;但以上3种生境中AOA的amoA基因丰度分别为(1.45±0.13)×10~7、(7.24±0.25)×10~5、(3.46±0.22)×10~5拷贝数/g(以干质量计,下同),湖泊污泥中最大。湖泊污泥和稻田土壤中的AOA与水/沉积物中的古菌亲缘关系相近,既有来自水/沉积物分支,又有来自土壤/沉积物分支;硝化污泥中的AOA与土壤/沉积物中的古菌亲缘关系相近,全部来自土壤/沉积物分支。湖泊污泥、稻田土壤和硝化污泥中ANAMMOX细菌的16SrRNA基因Shannon指数都较小,生物多样性不丰富,但hzsB基因的丰度分别达到(1.32±0.17)×10~8、(2.88±0.28)×10~8、(7.76±0.25)×10~8拷贝数/g。湖泊污泥、稻田土壤中ANAMMOX细菌的优势种属于Brocadia属;硝化污泥中ANAMMOX细菌的Brocadia和Kuenenia几乎各占一半。     

用稻壳硅源水热合成P型分子筛的研究

利用稻壳中丰富的氧化硅为硅源,以Al(OH)3为外加铝源,采用水热法合成P型分子筛.通过实验得到制备P型分子筛的最佳条件:硅铝摩尔比(SiO2/A12O3)为5.6,钠硅摩尔比(Na2O/SiO2)为1.43,水钠摩尔比(H2O/Na2O)为18.3,反应温度为85℃,反应时间为24 h.X射线衍射(XRD)与扫描电镜...     

两性高分子污泥脱水剂P(AM-DAC-AMPS)的表征与应用

采用三元自由基水溶液聚合法,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,经过复合引发制备了两性高分子脱水剂P(AM-DAC-AMPS),简称为PADA).采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)对结构进行了表征,结果证明聚合物为三元共聚物,并具有良好的直链结构.经过PA-DA、CPAM调理后的污泥最佳比阻(r)分别为1.58×109s2/g和1.8×109s2/g,离心后含水率分别为77.4％和78.1％;污泥沉降速度分别为0.3 mL/min和0.25 mL/min;污泥滤液中,多糖去除率分别为70.3％和40.7％,蛋白质去除率分别为31.5％和17.5％;表明PADA比CPAM具有更好的脱水性能.并且通过SEM观察,发现PADA的调理增强了污泥絮体的密实性.