Effects of leachate recirculation on biogas production from landfill co-disposal of municipal solid waste,sewage sludge and marine sediment

Leachate recirculation is an emerging technology associated with the management of landfill. The impact of leachate recirculation on the co-disposal of three major wastes (municipal solid waste, sewage sludge and sediment dredgings) was investigated using a laboratory column study. Chemical parameters (pH, COD, ammoniacal-N, total-P) and gas production (total gas volume, production rates and concentrations of CH4 and CO2) were monitored for 11 weeks. Leachate recirculation reduced waste-stabilization time and was effective in enhancing gas production and improving leachate quality, especially in terms of COD. The results also indicated that leachate recirculation could maximize the efficiency and waste volume reduction rate of landfill sites.     

城市生活污泥和矿化垃圾中氮磷淋失的模拟研究

通过模拟土柱实验,分析了城市生活污泥和矿化垃圾中氮磷的迁移对地下水的影响以及矿化垃圾对氮磷的去除特性.测定项目包括总磷、总氮、硝态氮、pH和电导率(EC).结果表明:施用污泥和矿化垃圾后淋滤液的pH呈下降趋势;EC和总氮都有显著增加;硝态氮增加特别明显,容易造成地下水污染;总磷变化不大,污染地下水的可能性较小.矿化垃圾对氮的去除作用不明显,反而增加了淋滤液中的氮素含量,但对磷的去除效果明显.因此,在利用矿化垃圾取代土壤时,应注意矿化垃圾中氮特别是硝态氮的污染.     

城市污水厂污泥的浸泡油炸

提出了一种利用餐厨废油为热交换介质,在常压下对城市污水厂污泥进行油炸干化制成固体燃料,以实现城镇两大废弃物一污泥和餐厨废油综合处置的方法。以大豆油模拟餐厨废油,研究了污泥油炸干燥特性及过程影响参数。实验结果表明,污泥经油炸干化后,干基含水率从初始的4．56kg／kg降低至0．05kg／kg,干基含油率升为0．37～0．47kg／kg,干污泥热值达到21．551～24．082MJ／kg,是一种高热值固体燃料。油温对污泥油炸干化过程影响显著,当油温从120℃升至180℃时,污泥干燥时间从28min缩短至4min。实验条件下,1t餐厨废油可处理约8．3t湿污泥。     

微好氧预处理对市政污泥厌氧消化产甲烷的影响

针对目前市政污泥处理资源化与减量化效率低的问题,利用微好氧预处理技术进行预处理,提高其甲烷产量。利用有机物溶出效率、VSS减量、甲烷产量3项指标对预处理效果进行了评价;研究了不同参数条件下微好氧预处理对市政污泥厌氧消化产甲烷的影响;探讨了微好氧预处理对污泥胞外聚合物的影响。结果表明,微好氧预处理可以促进污泥溶解性有机物释放、提高VSS去除率;在最佳反应条件下(曝气强度0.30 m³·(min·m³)⁻¹、预处理时间12 h),相对于未经过预处理的工况,甲烷产量可提高26.77%;微好氧预处理对剩余污泥活性细胞的影响主要发生在胞外聚合物部分,同时也存在对活性微生物的破解作用。市政污泥经过微好氧预处理后,可有效提升后续中温厌氧消化或高温厌氧消化的甲烷产量。     

市政污泥与生活垃圾混烧技术验证简

对市政污泥与生活垃圾混烧进行了验证研究。结果表明,与生活垃圾单独焚烧相比,污泥与生活垃圾混烧后烟气中NO_x、CO和HCl的浓度没有出现明显变化,而SO₂浓度出现了下降（从82~93 mg/m³下降至41~70 mg/m³）;Hg、Pb、Sn、Cr和Zn的浓度均表现为不同程度的上升,但仍然符合GB18485;二恶英从0.0087 ng TEQ/m³降至0.0047 ng TEQ/m³。掺烧半干污泥比例为10%、12%和15%时,吨物质的发电量分别为311.8 kWh/t、306.7 kWh/t和296.1 kWh/t。混烧污泥在一定程度上降低了系统的发电量,因此建议混烧污泥的比例不应大于15%。测算的污泥混烧成本约209元/t（80%含水率）。     

市政污泥与生活垃圾混烧技术验证

对市政污泥与生活垃圾混烧进行了验证研究。结果表明,与生活垃圾单独焚烧相比,污泥与生活垃圾混烧后烟气中NOx、CO和HCl的浓度没有出现明显变化,而SO2浓度出现了下降（从82～93mg／m3下降至41～70mg／m3）;Hg、Pb、Sn、Cr和Zn的浓度均表现为不同程度的上升,但仍然符合GB[g485;二恶英从0．0087μgTEQ／m3降至O．0047μgTEQ／m3。掺烧半干污泥比例为10％、12％和15％时,吨物质的发电量分别为311．8kWh／t、306．7kWh／t和296．1kwh／t。混烧污泥在一定程度上降低了系统的发电量,因此建议混烧污泥的比例不应大于15％。测算的污泥混烧成本约209元／t（80％含水率）。     

市政污泥干化动力学研究

利用同步热分析仪(TGA/DSC),采用非等温法,开展了市政脱水污泥干化过程的动力学研究。分析了升温速率对污泥干燥过程的影响,确定出污泥干化过程的最概然机理函数G(α)MP,计算了不同升温速率下的表观活化能E和指前因子A。结果表明,污泥非等温干燥过程可以分为缓慢加速、快速加速和减速3个阶段;升温速率的增大会缩短加速段干化时间,但对减速段没有影响;随着升温速率的增加,干化活化能和指前因子先增大后减小,活化能在19.45~28.46 kJ/mol之间变化,指前因子变化范围为1.5×105~5.0×106 s-1,且在升温速率为15 K/min时两者达到最大值;干燥过程最概然机理函数的积分形式为G(α)MP=1-(1-α)4反应级数为4;污泥干燥过程的活化能和指前因子之间存在动力学补偿效应。     

市政污泥与不同烟煤混合燃烧特性

使用非等温热重法,研究了淮北烟煤和神华烟煤在6种不同市政污泥掺混比条件下对混合燃烧特性的影响,并对混合燃烧过程的动力学特性进行了分析。实验结果表明:污泥与煤的混合燃烧特性从总体上表现为污泥与煤共同作用的结果,最优的污泥掺混比受到煤种的影响。在不同煤中污泥掺烧比少于20%对煤的活性影响较小。活化性能较差的淮北烟煤在污泥掺混比为30%时,在不同的温度区间分别表现出污泥与煤的反应特征。活化性能较好的神华烟煤在污泥掺混比为40%时表现这一趋势。     

城市污泥为掺料烧结砖的生产性试验研究

进行了城市污泥为部分原料生产烧结砖的生产性试验。结果表明：污泥掺量在6%和5%之内的页岩及粘土烧结普通砖,强度等级分别达到MU10和MU15（GB5101-2003）以上,均可作为承重砖体使用。污泥掺量在5%之内的页岩烧结空心砌块,强度等级为MU3.5（GB13545-2003）,可作为填充墙（或隔离墙）使用。研究结果还表明：4.45%泥掺量页岩烧结普通砖热导率为0.295 W/(m·K),较普通页岩砖0.312 W/(m·K)明显降低;4.45%干污泥掺量页岩空心砌块墙体传热系数为1.33 W/(m²·K),满足《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》（JGJ 134-2001） 1.5 W/(m²·K)的要求,节能效率提高11.3%,墙体隔热保温性能得到显著改善。     

Microbial utilization and transformation of humic acid-like substances extracted from a mixture of municipal refuse and sewage sludge disposed of in a landfill

The purpose of the research was to establish whether humic acid-like substances (HA) related to municipal refuse disposed of in a landfill can resist microbial degradation and if they contribute, in that way, to long-term stabilization of landfill refuse. Using a mixture of 0.1 M Na(4)P(2)O(7) + 0.1 M NaOH, we extracted HA from municipal refuse mixed with sewage sludge and disposed of for up to 12 months, in a 40-m(3) model landfill. In laboratory experiments under aerobic conditions, up to 50% of HA was utilized as a supplementary source of nutrients by an assemblage of soil microorganisms in only 21 days. The microbial utilization was enhanced to over 80%, and up to 98%, respectively, if HA served as the sole source of carbon or nitrogen. Remaining HA which could be re-isolated from microbial cultures were lower in carbon (<12%) and nitrogen (<2.3%). Spectroscopic analysis (UV, Vis, FTIR) indicated losses, especially in aliphatic structural units, and a relative enhancement in aromatic structures. It was postulated that for their high degree of degradability, HA indigenous to that anthropogenic environment would not play an important role in the long-term stabilization of landfill refuse.     

城市污水处理厂提高污泥浓度的理论与实践

在城市污水处理厂运行中,通过提高污泥回流比实现提高污泥浓度是有限的.分点进水高效脱氮除磷(ECOSUN-IDE)工艺改变了传统的进水方式,在活性污泥系统中进行分点进水,大幅度提高了污泥浓度,从而改进了城市污水处理厂脱氮除磷效率.     

城市生活污泥烧结制陶粒的两种工艺比较研究

通过试验比较了"湿法造粒-烧结"和"干化-烧结"2种利用城市生活污泥烧结制陶粒的工艺路线.分析了工艺路线、原料配比和烧结温度对污泥陶粒的产品强度、吸水率和密度等性能指标的影响,同时指出了沸石粉和粘土作为助熔剂的不同作用机理和作用温度.实验结果表明,污泥"干化-烧结"制陶粒更有优势.烧结陶粒不会造成二次污染.综合考虑产品性能与经济性,适宜的物料配比为干污泥50%、粉煤灰30%～40%、粘土10%～20%.     

城市污泥微波干化工艺及干化特性研究

采用微波和烘箱结合及全程烘箱2种方式对城市污泥干化进行对比研究,考察了不同粒径、微波干化预处理、预处理时间及烘箱温度对污泥干燥特性的影响。结果表明,同一温度条件下,微波预处理时间越长,污泥干化速率越快。最优条件下,全程烘箱污泥达到最大干化速率的含水率为77%。微波干燥污泥具有时间短、干燥速率大的特点,微波和烘箱结合对比全程烘箱干化速率高且能耗低。     

Occurrence and environmental implications of pharmaceuticals in Chinese municipal sewage sludge

The presence of pharmaceuticals in aquatic environment has become a topic of concern because of their potential adverse effects on human health and wildlife species. A total of 45 dewatered sewage sludge samples were collected throughout China and analyzed for 30 commonly consumed pharmaceutical residues. Ofloxacin was found to be the dominant contaminant with concentrations up to 24 760 μg kg⁻¹, followed by oxytetracycline (5280 μg kg⁻¹), norfloxacin (5280 μg kg⁻¹) and ketoprofen (4458 μg kg⁻¹). The concentration of pharmaceutical residues varied greatly depending on the operation conditions of wastewater treatment plants and sampling locations. Poor agreement was found between the predicted (calculation based on the annual consumption and coefficient of sludge water partition) and detected concentrations of the pharmaceuticals indicating that the occurrence of pharmaceutical residues was affected by various factors such as loading rates, sewage properties and the chemical properties such as the contribution from polar groups. National wide fate and ecotoxicity study is required for the development of control strategies.     

动电技术去除城市污泥中Pb的试验研究

以福州快安污水处理厂的污泥为研究对象,通过3种电压梯度0.5、1.0和1.5 V/cm的系列试验得出：污泥中Pb的动电去除率均沿动电电流方向逐渐减低,其中1#点总去除率最高,对应3种电压梯度分别为：18.2％、27.4％和28.3％;动电处理后污泥中残余Pb量分别为267.1、237.0和234.1 mg/kg干污泥,处理后污泥的Pb含量达到农用标准,同时动电处理后污泥的有机质含量没有发生明显变化,这保证了处理后的污泥仍具有农业利用的价值。     

城市污泥植物处理对地表径流和下层土壤的影响

城市污泥的农业利用逐渐成为世界城市污泥处理处置的最具前景的方式之一。通过设置无污泥+不种植物、污泥+不种植物、污泥+东南景天单种、污泥+东南景天与香芋套种4个处理,对污泥植物处理系统的地表径流以及各处理1年后的下层土壤(20~40 cm)进行了监测。研究结果表明:地表径流中的TN、TP和COD的含量随着时间的推移均有不断下降的趋势,其中,地表径流中的TP含量超出国家污水综合排放中的二级标准。地表径流中Zn、Cd、Cu和Pb的含量随着时间的推移略有上升的趋势,但它们的含量远低于国家污水综合排放标准中的二级标准。处理1年后下层土壤中的氮磷钾和有机质含量明显提高,下层土壤中的Zn、Cd、Cu和Pb含量也有一定程度的增加。     

城市污泥用作无土草坪基质

根据混料设计{3,2}单形格子理论设计,研究了蛭石、污泥堆肥与珍珠岩的不同配比混合基质对碱茅草生长的影响。分别从基质理化性状、碱茅草生长生理指标、草坪综合质量和草坪生产周期等方面分析了各基质的优劣。研究表明:蛭石与堆肥混合基质(T4),珍珠岩与堆肥混合基质(T6),蛭石、珍珠岩和堆肥混合基质(CK1)具有良好的理化性状,其养分充足,容重和pH值适宜,可促进株高增长,提高叶绿素含量。与大田(CK2)相比,T6、CK1游离脯氨酸含量明显较高(PP>0.05)。综合评价草坪草质量以CK1最高,T4次之。通过建立基质配比与碱茅草生产周期的关系模型模拟优化共得5 151套基质配比方案,其中生产周期最短为19 d,包含388套方案,体积分数范围分别为:49%≤x1(蛭石)≤87%,13%≤x2(污泥堆肥)≤31%,0≤x3(珍珠岩)≤29%;因此,将城市污泥堆肥用作无土草坪基质是一种非常经济有效的污泥资源化途径。     

以城市污泥为掺料制备烧结砖

以城市污泥为部分原料制备烧结砖,对不同烧成温度下不同污泥掺量的烧结砖的物理、力学性能进行了详细分析。结果表明,污泥可用于制备烧结砖,当污泥掺量≤12%,烧成温度为1 100℃时,烧结砖物理力学性能均符合烧结砖标准要求。此外,实验以污泥掺量为12%的烧结砖,烧成温度为1 100℃为例,进行了重金属毒性浸出实验,以考察烧制污泥砖对重金属的固化作用,进而评定污泥制砖的安全性。结果表明,经过高温焙烧,大多数重金属浸出毒性都显著降低,且符合规范要求,不会对环境造成危害。其中,重金属固化效果最好的为Zn,最差的为Cr。     

城镇污水-污泥同步生物处理中试研究

城镇污水 -污泥同步处理工艺将微生物厌氧 -好氧处理和蚯蚓生物反应器等进行优化集成 ,利用蚯蚓等小型动物将常规生物处理中的食物代谢链进一步延长和扩展 ,形成生物物种多样、群落分布合理、代谢循环完整的生态网链系统 ,将其营养源从污水扩展至污泥。当厌氧水解池的水力停留时间为 6.0 h、生物滤池的水力负荷为 16m3/( m2 · d)、蚯蚓反应床水力负荷为 5 .0 m3/( m2·d)、硝化液回流比为 0 .6时 ,该工艺处理城市污水的 CODCr去除率达 83%～ 89%、BOD5去除率达 94%～ 96%、SS去除率达 96%～ 98%、氨氮去除率达 5 8%～ 70 %。绝大部分污泥物质转化为蚓体及蚓粪 ,可资源化利用。该工艺还具有节约能耗、造价低廉和管理方便等特点。     

城市污泥的特性及管道输送技术研究

城市脱水污泥常见的处置方式是焚烧、燃烧发电、堆肥后土地化利用和填埋等.无论采用哪种无害化、资源化处置方法,输送环节都是必不可少的.城市污泥管道输送技术是以管道输送设备为核心,融合城市污泥的预处理和处置工艺的集成化系统.通过对城市污泥的流变特性和输送特性实验测试,其流变方程符合幂定律关系式;通过环管实验拟合出了污泥在管道中的阻力损失与输送距离和输送流量之间的关系,经验证,其理论计算和实际测定基本相符,证明管道输送方式能够成功地应用于城市污泥的远距离输送,为城市污泥管道输送系统的优化设计提供了理论依据.