不同接种密度蚯蚓堆肥处理有机垃圾混合剩余污泥的比较研究

为了探讨接种密度对蚯蚓的生物量及其堆肥效率的影响,按蚯蚓/基质比进行了1/5,1/10,1/20,1/40和1/80共5个接种密度蚯蚓堆肥处理有机垃圾混合剩余污泥的比较研究。结果表明,蚯蚓的生长和繁殖都与其接种密度呈显著的负相关关系,但蚯蚓堆肥效率只在高密度组(1/5,1/10)和低密度组(1/20,1/40和1/80)之间存在显著差异。从产业应用的角度,1/20可能是赤子爱胜蚓处理有机垃圾混合剩余污泥的最佳接种密度。     

污泥比表面积对蚯蚓堆肥系统中细菌群落组成及多样性的影响

城镇污泥蚯蚓堆肥属于好氧堆肥范畴,污泥复氧能力是制约其堆肥效率的一个重要因素.污泥团粒尺寸不同,其比表面积不同,与氧接触的面积不同,降解效率也会有所差异.将城镇污泥制成5 mm和14.5 mm的粒状,比表面积分别为 1.98×10-3m2/g、0.68×10-3 m2/g,进行历时60 d的蚯蚓堆肥试验,探讨污泥与氧接触面积差异对细菌群落组成及多样性的影响.结果表明:在城镇污泥蚯蚓堆肥系统中,增大污泥比表面积能加速氨化和提前硝化进程,使污泥有机质降解程度更高,矿化速度更快;污泥比表面积大,微生物物种多样性低,优势度和均匀度高;拟杆菌门(Bacte-roidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacte-ria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、绿菌门(Chlorobi)是受比表面积影响的主要细菌门类;污泥比表面积大,能分解纤维素的细菌菌门相对丰度占比高,与理化性质有显著相关性的细菌菌属种类多.     

不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

为了寻求适宜的预处理方法,提高剩余污泥发酵产氢率,通过间歇式试验考察了热、酸、碱和高温好氧4种预处理方法对剩余污泥发酵产氢的影响.结果表明4种预处理方法均能有效抑制耗氢菌括性,同时促进污泥中微生物胞内物质的释放,使可溶性糖类物质和蛋白质质量浓度增加.其中高温好氧预处理的溶胞效果最好,可溶性糖类物质和可溶性蛋白物质质量浓度均最高,分别为878 mg/L和15 606mg/L,分别为原剩余污泥的10.58倍和58.45倍.4种方法预处理后的污泥发酵均获得了氢气,其中高温好氧预处理污泥产气率最高,为10.68 mL/g TS;其次是热预处理污泥,产气率为6.58 mL/g TS;碱预处理污泥产气率为3.63 mL/g TS;酸性预处理污泥产气率最低,仅为1.41 mL/g TS.     

污泥堆肥用作向日葵穴盘育苗基质的研究

分别以药渣、玉米秸秆、稻草为填料,与污泥混合进行好氧堆肥发酵,污泥药渣堆肥种子发芽指数(GI)值为98%,污泥玉米秸秆堆肥GI值为97.8%,污泥稻草堆肥GI值为96.1%,由此可以判断各污泥堆肥已达到腐熟程度。将腐熟的堆肥产品分别称为药渣基质(A)、玉米秸秆基质(B)、稻草基质(C),并用这些基质和对照商品基质(CK)进行了一系列向日葵育苗试验,以判断城市污泥堆肥用作向日葵穴盘育苗基质的适宜性。结果表明,各污泥堆肥的出苗率都好于对照CK,表明污泥堆肥对植物的毒害作用较小。处理C在整个育苗过程中生长缓慢,最大叶面积始终处于最低水平,直至育苗结束时,其育苗质量最差,这可能与其总养分含量偏低、持水孔隙率偏低有较大的关系。而采用处理A做育苗基质,植株的生长势指标基本都好于CK,尤其是壮苗指数,在育苗结束时,为6.13,显著高于其他处理,这表明其育苗质量最高。总的来说,处理C不适宜作育苗基质,而处理A作育苗基质是可行的。     

城市有机混合垃圾的蚯蚓堆制处理试验研究

为了探讨加速城市生活垃圾的堆制处理及其资源化利用的有效措施,以采自南京市水阁有机废弃物填埋场的垃圾为代表,加入秸秆或牛粪,调节m(C)/m(N)和水分含量,预堆制15 d后,接种赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)进行室内堆制处理.结果表明:30%牛粪+70%新鲜有机混合垃圾处理(NH处理)和20%秸秆+80%新鲜有机混合垃圾堆制处理(JH处理)的赤子爱胜蚓总体生长良好.蚯蚓堆制处理显著降低了有机混合垃圾堆制残留物干重,其中NH处理减少得最多.蚯蚓的接种显著降低了新鲜有机混合垃圾(HL)、堆制腐熟有机混合垃圾(DL)和JH处理的有机碳和全氮质量,提高了NH处理的有机碳和全氮质量.研究表明:城市有机混合垃圾在加入牛粪的基础上接种蚯蚓,其堆制效果较好,是处理有机混合垃圾的有效措施.     

超声波预处理城市水厂剩余污泥的研究

利用超声波处理剩余污泥,通过离心作用模拟污水厂污泥脱水过程,以离心后含水率表征剩余污泥的脱水性能,最终确定最佳超声条件为:超声时间10 min,超声声能密度0.8 W/m L;另外分别研究了单独超声作用、单独絮凝剂作用以及超声-絮凝联合作用对剩余污泥脱水性能的影响。结果表明,单独超声处理或絮凝调理均可降低剩余污泥离心后含水率,超声波与絮凝剂共同作用能更好地提高剩余污泥的脱水性能,并对剩余污泥脱水性能改善的机理进行了理论分析。     

微小双胸蚓处理城市污泥的试验研究

为满足城市污泥的资源化利用,采用微小双胸蚓( Bimastus parvus )直接处理脱水污泥,研究处理后蚯蚓生物量及污泥理化性质(pH值、电导率、灰分、总有机碳TOC)、营养物质(氮TN、磷TP、钾TK)和重金属(Cu、Zn、Pb、Cr)质量比的变化.结果表明,蚯蚓能很好地适应直接投加污泥的生存环境,各组蚯蚓平均日增重0.48 g,日产卵3.30个.随着处理时间的增加,污泥的理化性质、营养物质及重金属质量比均有显著变化.蚯蚓处理30 d后,污泥的pH值由7.83降低至6.20,电导率由0.46 S/m增至2.19 S/m,灰分由43.89%增至58.80%,TOC由32.32%降至22.89%;营养物质TN、TP和TK分别提高了35.38%、15.32%和32.02%.;重金属显著减少,降幅由大到小依次为Zn、Cu、Pb、Cr.研究表明,微小双胸蚓可直接处理城市生活污泥,处理后污泥的性质稳定,呈颗粒状,无臭味,不生蛆.     

好氧颗粒污泥在酸性红14废水中的形成及降解酸性红14机理的初步研究

为了考察好氧颗粒污泥在酸性红14(Acid Red 14,AR14)废水中的形成以及降解AR14的能力,在序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)内以蔗糖和AR14为底物培养好氧颗粒污泥.在第I阶段(1～75 d),采用单一好氧的运行方式,好氧颗粒污泥出现在第29 d,粒径为(0.16±0.04) mm.随着反应器内的COD逐步增加,好氧颗粒污泥的粒径逐步增大; 在此阶段AR14脱色率在5%左右,为吸附所致.在第II阶段(75～120 d),采用厌氧+好氧的方式运行,驯化好氧颗粒污泥降解AR14的能力.反应器中AR14的脱色率逐步上升,在第102 d时,脱色率达到89%,并稳定在此水平.在第120 d,污泥质量浓度达到10 548 mg/L,平均粒径也达到了(2.18±0.25) mm.此时好氧颗粒污泥的沉降性能良好,污泥容积指数稳定在38 mL/g.研究表明,可在AR14废水中成功培养获得好氧颗粒污泥且能稳定维持.蔗糖在第II阶段的厌氧反应过程中充当了AR14的共代谢底物,氧化还原电位(Oxidation Reduction Potential,ORP)在此过程中维持在-250～-300 mV,是偶氮染料生物厌氧降解过程的一个重要控制参数.     

新型空化器及其在污泥细胞破解中的应用

研究开发了一种新型空化器用来破解剩余污泥,它具备通气调节和孔板旋转的功能。这样的设计可以防止堵塞和节约能耗。该空化器工作时可以产生直径2~5μm的"气核",从而提高空化初生的空化数,降低能耗。孔板旋转产生的轴向推力可使小孔中的堵塞物脱落,有效防止小孔堵塞。在实验室内应用该装置破解剩余污泥的生物细胞,并通过测定细胞内可溶性COD的溶出率来评价污泥破解效果。研究制造了空化作用破解污泥细胞系统,该系统可以利用新型空化器连续处理剩余污泥,并且可以根据研究需要改变通气比和调节管道流速等运行工况。在实验室内应用该系统破解剩余污泥生物细胞,通过调整通气比和管道流速,探索最优运行工况。根据正交试验结果,系统运行的最优工况为通气比1.4%、空化数1.8,此时可溶性COD(SCOD)的溶出速率为0.06%/s。在最优运行工况下,破解1 kg剩余污泥的功率为560 W,采用该系统处理30 min后,95%以上的污泥生物细胞可被破解。按处理时间30 min计算,处理1 m3剩余污泥的耗能约1 000 MJ,比超声空化法低40%左右。该系统还具有装置简单、无二次污染等优点,可为污泥细胞破解提供更为经济、有效的技术和方法。     

味精废水培养好氧颗粒污泥的研究

以味精厂废水厌氧污泥混合普通活性污泥作为接种污泥,采用味精废水在SBR反应器内培养好氧颗粒污泥,通过预曝气调整进水负荷,经95 d成功培养出好氧颗粒污泥。培养出的颗粒污泥呈黄色,轮廓整齐,平均粒径为0.5 mm,对COD和氨氮的平均去除率高达91.8%和96.6%,反应器内SVI值保持在20mL/g左右,污泥质量浓度达8 000 mg/L左右。     

混凝强化造粒条件下好氧颗粒污泥的去污特性

通过在颗粒污泥形成初期投加混凝剂的方式,分析了强化造粒条件下好氧颗粒污泥的特性及对COD和NH+4-N的去除效果。结果表明,强化造粒条件下成熟好氧颗粒污泥的相对密度为1.103,完整系数(IC)为99.14%,含水率为95.05%,与对照组好氧颗粒污泥相比,其相对密度和完整系数分别高1.04%和2.05%,而含水率减小了6.52%。反应器稳定运行时,混凝强化好氧颗粒污泥对COD和NH+4-N的平均去除率分别为94%和71.26%,与对照组好氧颗粒污泥的去污效果相当,但混凝强化好氧颗粒污泥的稳定性更好。典型周期内的相关分析显示,混凝强化好氧颗粒污泥具有良好的同步去除COD和NH+4-N的能力。     

超声预处理剩余污泥水解试验研究

通过改变超声时间、超声密度和水解时间,研究污泥厌氧水解过程中SCOD,NH3-N和TP释放量,最终确定最佳的剩余污泥预处理条件和水解时间。得到的试验结果如下:当剩余污泥超声预处理频率为20~25 k Hz,超声密度为1.6 W/m L,超声时间为15 min,污泥水解1 h时,污泥的释放达到最佳,此时SCOD溶出率高达45.55%,而NH3-N和TP释放量较低,该预处理条件下获得的污泥水解上清液为污水厂提供了有利的补充碳源。     

城市污泥用作水泥行业替代燃料的可行性分析

采用X射线荧光光谱仪、全自动数显量热仪和原子吸收分光光度计等检测手段测定3种不同来源的干化城市污泥及煤粉的成分、热值和重金属毒性,对比分析了污泥用作水泥工业部分替代燃料的可能性,通过热重(TG)试验研究了污泥掺比对混合燃料燃烧效果的影响。结果表明:3种干燥污泥发热量较高,最高可达16.02 MJ/kg,且主要成分与煤粉相似,均为CaO、SO_3、Al_2O_3和SiO_2,比例之和超过65%,可部分替代水泥生产燃料;污泥灼烧后,剩余灰分中重金属质量比满足GB 50295—2008《水泥工厂设计规范》标准限制,不会对水泥熟料产生影响;干燥污泥的加入可促进煤的燃尽,混合燃料TG曲线随污泥比例增加向低温段移动;部分混合燃料固定碳燃烧阶段放热量低于5 000 J/g,污泥掺量以不超过40%为宜。     

味精废水处理中好氧颗粒污泥培养及其菌群研究

以某味精污水处理厂厌氧池的厌氧颗粒污泥作为接种污泥,通过控制运行条件,在序批式反应器(SBR)中,经过约125d的培养,最终形成了平均粒径为0.6mm的好氧颗粒污泥。研究表明,该好氧颗粒污泥具有良好的除污性能。成熟的好氧颗粒污泥对COD和NH+4-N的平均去除率分别达到了92.91%和96.25%。不同培养阶段的好氧颗粒污泥其群落多样性差别不大,且拥有共同的优势菌种。随着培养时间的推移,其优势菌种也在不断地演变。与厌氧颗粒污泥和活性污泥相比,好氧颗粒污泥的群落多样性更加丰富。     

猪粪好氧堆肥实验研究

<正>由于禽畜粪便处理过程中起作用微生物对氧气要求的不同,可将堆肥分为好氧堆肥和厌氧堆肥两种。通风条件下使用好氧性微生物的叫做"好氧堆肥"。温度是好氧堆肥基本而又重要的性质,整个堆肥过程会经历升温、高温、降温、腐熟四个阶段。堆肥初期,随着微生物降解堆料中的有机物并释放出大量的热量,会使堆体温度上升;高温阶段,微生物不断消耗堆肥中的营养物质和其它水溶性组分,不断生长和繁殖,持续放出大量的热量,因而高温阶段会持续一段较     

污泥转移对新型SBR工艺除磷的影响

污泥转移SBR工艺由并联运行的SBR反应器和连续运行的生物选择器构成,其显著特点是通过污泥回流实现除磷优势菌种的筛选,强化除磷效果。以生活污水为处理对象,研究了污泥转移15%、30%、40%时厌氧释磷和好氧吸磷的情况。结果表明:厌氧段胞内聚-β-羟基丁酸(PHB)合成量随污泥转移量提高先上升后基本持平,与释磷量变化趋势相同;静态试验结果显示,厌氧释磷速率随污泥转移量增加而提高,污泥转移15%、30%、40%的比释磷速率分别为6.23 mg P/(g MLSS·h)、9.88 mg P/(g MLSS·h)、12.97 mg P/(g MLSS·h);随污泥转移量提高,好氧末端胞内聚磷酸盐合成量变化趋势与吸磷量变化趋势相同,也表现为先上升后基本持平;当污泥转移30%时系统除磷效果最佳,总磷(TP)去除率为96.7%±1.9%,污泥转移40%的TP去除率与30%的相近,且均高于污泥转移15%的。研究表明,通过控制适宜的污泥转移量能够筛选富集除磷微生物,达到强化除磷的目的。     

以锯末为微生物载体的好氧堆肥反应器对人粪便降解特性的研究

以锯末作为好氧堆肥反应器的微生物载体,研究反应器对人类粪便的降解特性.在98 d的堆肥反应试验中,每天定时、定量投加粪便并混合均匀.控制含水率和反应温度,对载体的总固体(TS)、有机质(VS)、灰分(Ash)和水溶性COD、总氮(TN)和氨氮(NH4 -N)含量进行了定量分析.研究结果表明,在载体体积为0.16 m3、每日定量投加1 kg粪便(4～5人的日排泄量)的条件下,载体中VS含量逐渐降低;灰分含量不断增加;水溶性COD去除率在前10 d迅速提高.第10天达到83.5%.并一直保持到反应末期;水溶性TN和NH4 -N含量在反应过程中约有50%损失,但其含量在载体中不断增大,最终分别达到12mg/g和6 mg/g.在整个过程中,反应器无臭无味,具有良好的卫生条件.因此,好氧堆肥反应器是一种可行的粪便处理设施,能有效降解有机物和保持肥分;在缺水或供水困难条件下,好氧堆肥反应器是一种良好的卫生和堆肥设备.     

超声波溶胞预处理对污泥溶出物和分形结构的影响

为了强化好氧系统中污泥隐性生长对污泥减量的作用,研究了超声波溶胞预处理后污泥溶出物和微观分形结构的变化。探讨了污泥上清液溶解性化学需氧量(SCOD)和污泥粒径(d_(0.5))、比表面积(SSA)、分形维数(D2、D3)等随超声时间和声能密度的变化特征。结果表明,SCOD随声能密度和超声时间增加而增加,能较好地反映污泥的溶解状态。在超声时间5 min、超声脉冲比1∶1的固定条件下,声能密度0.6 W/m L为d_(0.5)和SSA变化的转折点,当声能密度小于0.6W/m L时对d_(0.5)和SSA作用明显,而大于0.6 W/m L时对d_(0.5)和SSA作用微弱。在声能密度0.6 W/m L、超声脉冲比1∶1的固定条件下,1~5 min内SCOD溶出明显提高,超声对污泥溶胞效果较好,5 min后污泥溶胞效率很难进一步提高。皮尔逊相关性分析表明,SSA和D3分别与SCOD呈现显著的相关性。SSA和D3反映了污泥结构的密实程度和溶出状况,因此,可以在线监测微观结构参数SSA和D3来间接反映污泥溶胞效果,从形态学角度为污泥后续处理处置提供前期指导。     

曝气及搅拌强化超声预处理污泥试验研究

超声是一种具有很大研究价值的污泥预处理技术,但超声波能耗较大,限制了其大规模应用。曝气和搅拌作为辅助技术可以使超声技术在较低的能耗下达到较高的破解效率。以污泥破解后上清液中SCOD增加值为主要评价指标,探究在曝气及搅拌辅助下超声预处理污泥的最佳条件,进一步考察在最佳条件下曝气及搅拌对超声破解污泥效率的提高和能耗的降低作用。结果表明,曝气最有效的超声声能密度为0.9 W/mL,最佳曝气量为20 mL/min,最有效的曝气时间为10 min,在超声10 min的后5 min曝气、前5 min不曝气比在整个超声过程中曝气破解溶出的SCOD更高。在最有效的条件下对污泥进行超声加曝气处理后的SCOD为388.45 mg/L,而相同条件下仅超声溶出的SCOD为196.5 mg/L,溶出的SCOD增加了97.7%,污泥经超声加曝气处理后SCOD溶出率为3.85%,比达到近似SCOD的仅超声处理方式的能量消耗降低了25%。搅拌作为另一个辅助技术,转速为600 r/min时对提高超声破解污泥的SCOD最有效,超声加搅拌比相同条件下仅超声破解污泥溶出的SCOD增加了83.8%,超声加搅拌破解污泥的SCOD溶出率为1.98%。在超声加曝气和搅拌的条件下,污泥SCOD溶出率为4.38%,污泥破解产生的SCOD比相同条件下仅超声破解的污泥SCOD增加了120.8%,比达到近似SCOD的仅超声处理方式的能量消耗降低了12.5%。     

磷酸钙盐法回收剩余污泥超声波处理上清液中磷的研究

在污泥减量化处理中,细胞微生物中的碳氮磷等会释放到上清液中。为了对上清液中的磷进行有效回收,在前期研究的基础上,以生物厌氧好氧除磷(An/O)工艺的剩余污泥超声波处理上清液为研究对象,考察了磷酸钙盐(HAP)法的磷回收效果。结果表明:HAP法反应较快,5 min时反应基本完成;初始pH值在8.5～10.0时,回收率均可保持在较高水平;最佳钙磷比(Ca2+/PO34--P)为3.87。在以上最佳工艺条件下,总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)的回收率分别达到88.4%、94.0%,同时对上清液中的有机物、氮也有一定的去除。