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.     

电镀污泥的处理和综合利用研究进展

介绍了电镀污泥的产生、危害、主要处置和综合利用技术及其优缺点。提出回收重金属、优化传统固化技术、开发药剂稳定化新技术以及建立专业工厂是我国处理和利用电镀污泥的发展方向。     

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.     

电镀污泥的处理和综合利用研究进展

介绍了电镀污泥的产生、危害、主要处置和综合利用技术及其优缺点。提出回收重金属、优化传统固化技术、开发药剂稳定化新技术以及建立专业工厂是我国处理和利用电镀污泥的发展方向。     

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。     

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。     

净水污泥对水中氨氮的吸附效能研究

采用自来水厂产生的废弃物——净水污泥制备吸附剂,研究了吸附剂制备条件及改性方法对氨氮去除效果的影响。通过EDX、XRD、FTIR、SEM和BET分析可知,净水污泥富含金属元素,表面粗糙,比表面积较大。正交试验结果表明,当焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h、净水污泥吸附剂的粒径为125~150μm时,净水污泥吸附剂对模拟废水中氨氮的去除效果最佳。分别采用酸、碱、盐对净水污泥进行改性,发现经3种物质改性的净水污泥吸附剂对氨氮的去除效果均优于未改性净水污泥,且碱改性净水污泥的去除效果最优,对氨氮的吸附量是未改性净水污泥的2.13倍。分别将吸附试验数据与Langmuir方程和Freundlich方程拟合,得出净水污泥对氨氮的吸附符合Langmuir方程。     

含氰污泥处理的研究

就逆流洗涤和洗涤投药两种工艺进行试验研究,结果表明采用逆流洗涤的方法,能降低污泥中的氰化物,浓度可达标,但是存在不少缺点。而采用洗涤投药工艺,不但可以使污泥达标,更重要的是技术上可行,经济上也比较合理。     

超声预处理对污泥电脱水特性的改进

探讨超声波预处理对污泥电脱水性能的影响,并找到超声波预处理能够对电脱水产生促进作用的最佳工况。以天津市纪庄子污水处理厂的污泥为研究对象,采用自制的超声预处理电渗透污泥脱水装置进行试验,考察超声波声强和作用时间等因素对污泥电脱水效果的影响。试验开始前对污泥在0.1 MPa压力下进行机械预压0.5min,使污泥挤压密实,以保证电流和超声波在污泥介质中能够均匀平稳地流通。在整个脱水过程中机械压力恒定在0.1 MPa,总作用时间为5.5 min;电脱水过程中电压控制在60 V(泥饼厚度为2 cm),总作用时间为5 min。结果表明,在固定频率20 k Hz、相同电场和压力场作用下,适当的超声波声强和预处理时间能够对电渗透脱水产生积极作用,且超声预处理的最佳作用工况为声强0.510 W/cm2(功率40 W),超声预处理3.5 min。在最佳作用工况下,污泥脱水率达到24.35%,同时减缓了电流的衰减速率,增强了电脱水的效果。     

微波高温热解污水污泥各态产物特性分析

将SiC及污泥本身的热解固体残留物分别添加到污泥中,实现污泥在微波场中的快速升温及高温热解,并对其液、气、固3态产物的特性及再利用价值加以分析.实验表明: 添加SiC及固体残留物的污泥微波高温热解液态产物的热值可以达到37 MJ/kg以上,多环芳烃(PAHs)含量低于5.37%; 气态产物中H2和CO的体积分数在54%以上,热值达到9 420 kJ/m3; 添加热解固体残留物的污泥微波热解固态产物的比表面积达到305 m2/g.污泥微波热解产物的特性为其用作燃料和吸附剂提供了可能.     

活化剩余污泥对Pb2+的吸附热力学研究

以城市污水处理厂脱水干污泥为原料,以浓硫酸为活化剂,制备活化剩余污泥吸附剂,采用正交试验法考察了Pb2+初始质量浓度、初始pH值、吸附温度、活化剩余污泥投加量对活化剩余污泥吸附性能的影响.结果表明,活化剩余污泥对Pb2+的最佳吸附条件为pb2+初始质量浓度60 mg/L、初始pH值5、活化剩余污泥投加量100mg、吸附温度288 K,影响从高到低的各因素为Pb2+初始质量浓度、吸附温度、初始pH值、活化剩余污泥投加量.采用Langmuir、Freundlich、D-K-R吸附等温方程对不同温度下的吸附平衡试验数据进行拟合.Langmuir吸附等温方程可以较好地描述活化剩余污泥对pb2+的吸附平衡过程.其吸附过程吉布斯自由能△G为-3.35 ～-0.32 kJ/mol,焓变△H和熵变△S均为负值,表明活化剩余污泥对pb2+的吸附是自发的、以物理吸附为主的放热反应.     

北京城市污泥大颗粒低温热干化效率研究

污泥热干化工艺的高运行成本制约着该工艺在我国的推广.为确定污泥低温热干化的最佳效率条件,提供节约热干化工艺成本的理论基础,以北京市城市污泥为样品对低温热干化进行了模拟试验.比较了不同温度(125℃、150℃、175℃、200℃)、不同比表面积(柱形、饼形、球形)的大颗粒污泥的干化速率,并试验了有无流动气氛两种环境条件.结果表明,污泥热干化大致分为3个阶段:升速阶段、匀速阶段和降速阶段.3种形状中,饼形污泥的干化效率最好;干化效率点在125～150℃;提出了修正的Page模型,并且通过参数分析得到了低温热干化的温度效率拐点,佐证了效率点温度在140℃左右;流动气氛会进一步提高脱水效率.污泥热干化尾气释放特性一直是研究难点,用土壤中VOC的监测方法发现,新鲜污泥中的VOC能被准确监测,但经过加热干化后的尾气中的有机成分剧增,而且难以使用GC/MS定性.     

剩余污泥制备活性炭吸附剂及其应用研究

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭吸附剂,同时对比不同活化剂活化效果,并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究.结果表明,化学活化法制备的活性炭吸附剂性能较好,最佳活化剂为ZnCl2与H2S04复配试剂.其最佳制备条件为:活化剂ZnCl2与H2SO4浓度均为5 mol·L-1(ZnCl2与H2SO4复配比例为2:1),活化温度550℃,固液比1:2.5,活化时间2 h.制备的活性炭吸附剂碘吸附值为488.02 mg·g-1,得率为86.6%.活性炭吸附剂比表面积为144.47m2·g-1,孔体积为0.05 mL·g-1,微孔体积为0.02 mL·g,平均孔径为38.51 nm.热分析干污泥在244.62℃失重(约为34 19%),失重成分主要是污泥中的有机物挥发组分.采用制备的活性炭吸附剂处理城市污水,COD去除率较高,污水色度也有了较大改善.     

活性污泥固定化、改性及对生活污水的处理

通过正交设计,以COD去除率为考核指标对固定化载体聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)与活性污泥的配比进行参数优化;使用硫酸钠、硝酸钠、磷酸钠为交联剂对固定化颗粒进行二次交联改性,研究其污水处理效果,探究在不同温度和pH值条件下固定化活性污泥对生活污水的处理效果及其稳定性。结果表明,固定化活性污泥对生活污水中的COD、NH4+-N、TP处理效果优于普通活性污泥,且固定化活性污泥颗粒运行稳定,20 d仍有较好的污水处理效果;正交试验结果显示,固定化活性污泥的适宜固定化载体浓度及污泥配比为质量分数8%聚乙烯醇(PVA)、2%海藻酸钠(SA)、质量分数50%活性污泥(普通活性污泥与包埋剂质量比1∶1)。经过二次交联的固定化活性污泥提高了污水处理效果,硫酸钠作为二次交联剂效果最好,污水中COD、NH4+-N和TP的去除率达93.5%、92.3%、78.0%;经固定化后活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽,在温度低于4℃高于40℃、pH≤5和pH≥9仍然有较好的处理效果,去除效果均比普通活性污泥提高10%以上。     

哈药污泥的化学组成及农田应用安全性研究

通过对哈药总厂污水处理车间排放的污泥进行化学成分及施入土壤后重金属元素在土壤及水稻子粒中残留的分析,探讨该污泥能否应用于农田及适宜的用量.试验结果表明,污泥中有机质含量高,达800mg/kg,全氮含量达7%左右.重金属元素含量均明显低于农用污泥中污染控制标准值.大剂量施入土壤后,子粒中重金属元素的残留量与常规施肥无明显差异.随污泥用量的增加,土壤中有机质的含量明显提高,重金属元素除汞和锌有较大幅度提高外,其他元素差异不大.     

污水处理厂微生物气溶胶的暴露风险评价

为了给污水处理厂微生物气溶胶的健康风险评价提供定量依据,于2011年6—7月利用Andersen 6级撞击式空气微生物采样仪对西安市第三污水处理厂氧化沟单元内不同距离处的细菌气溶胶进行现场采样,利用平皿培养和菌落计数对细菌进行分析。选用适于我国国情的暴露因子参数,建立暴露风险评价模型,对污水处理厂的工人及周围居民的健康风险进行评价。评价点的细菌气溶胶浓度采用修正的高斯模型计算。结果表明,呼吸吸入是人体(儿童和成人)摄入微生物气溶胶的主要途径,暴露非致癌风险商随距离的增加而逐渐降低。同种途径在同样位置,儿童的风险商是成年男性或成年女性的2~3倍。经呼吸途径的风险商从大到小为儿童、成年男性、成年女性,经皮肤接触途径的风险商从大到小为儿童、成年女性、成年男性。     

温度及特征尺度对污泥表观干燥动力学的影响研究

从污泥表观干燥动力学人手来研究污泥干燥并进行数值模拟,根据在自制实验台上测得的圆柱污泥的干燥失重曲线,采用等温热分析动力学的基本原理,得出了污泥干燥失水率与时间的关系式,这一关系式说明污泥干燥时间与包含失水率的多项式呈线性关系,其斜率作为研究污泥表观动力学的重要参数之一,与干燥温度及污泥特征尺度有关.根据实验结果拟合出描述斜率与干燥温度及污泥直径3者关系的表达式,验证实验表明,拟合斜率值与实验值接近.拟合斜率值可估计污泥干燥所需时间,这是一种定量描述污泥干燥速率的方法,对进一步研究污泥表观干燥动力学有重要意义.     

芦苇床中古细菌的群落多样性分析

为了描述剩余污泥稳定化芦苇床系统中有机质矿化、甲烷排放及相关微生物多样性之间的内在关系,采用PCR-DGGE技术分析了不同芦苇床、不同季节的稳定化污泥中古细菌群落结构及其多样性。序列分析发现,与DGGE条带序列亲缘关系最近的种属为未培养古细菌和未培养产甲烷古细菌。古细菌群落结构呈季节性变化,且同一季节不同芦苇床的群落结构存在一定差异。具有通气结构芦苇床的剩余污泥中产甲烷古细菌的丰度较低,同时甲烷排放量也较低,因此设置通气结构的芦苇床设计更合理。     

空化水射流-双氧水联合降解苯酚反应动力学

空化水射流-双氧水协同降解酚类污染物在废水处理领域有很广泛的应用前景,但动力学方面的研究较少.为此,研究了空化水射流-双氧水联合降解苯酚的反应动力学.结果表明:当苯酚初始质量浓度为100 mg/L、溶液pH值为3.0、双氧水质量浓度为300 mg/L时,苯酚在空化水射流、双氧水和空化水射流-双氧水3种方法处理下,去除率分别为17％、21％、99.8％,且3种反应均符合表观一级反应动力学,表观反应速率常数分别为2.05×10-5 s-1、2.48×10-5 s-1、174.1×10-5 s-1,空化水射流与双氧水的协同效应使表观速率常数提高了38.4倍,表明空化水射流和双氧水联合处理工艺具有良好的协同效应;建立并求解了空化水射流-双氧水协同降解苯酚的动力学模型,得出了苯酚降解的反应动力学方程,经验证相关系数在0.98以上.