污泥填埋稳定化过程中的物理、化学性状变化

污泥在生物反应器填埋场内主要是一个厌氧降解的过程,不断发生着各种物理、化学变化.随着填埋时间的增加,污泥的容重、密度、孔隙度和粒度都有不同程度的增加.填埋220 d后污泥的孔隙度与土壤的孔隙度相当,当矿化污泥园林绿化或农用时,适宜的孔隙度有利于土壤的保水性和通气透水性,有利于植物根系的发育.污泥平均颗粒粒径和中值颗粒粒径分别从初始的37 μm和13μm增加到填埋400 d时的143μm和70 μm.研究表明:污泥颗粒粒径的增大有利于水分的快速排出以及填埋场的加速沉降.污泥的挥发性有机物(VM)和总有机碳(TOC)含量分别从填埋初期的44.7%和23.5%降到700 d时的24.2%和13.5%.在填埋过程中,脱氢酶活性从6.72 mg TF/g.6 h增加到13.9 mg TF/g.6 h.大麦和白菜种子发芽率和发芽指数分别从填埋初期的13.8%和18.7%曾加到填埋500 d时的71.6%和76.5%.大麦和白菜种子都在填埋500 d时发芽指数超过60%,污泥可以直接用于园林绿化.随填埋时间的增加,污泥的稳定化程度不断提高,植物毒性逐渐降低.     

初春苦草腐解过程中营养盐释放过程及规律

采用室内模拟方法研究初春温度条件下苦草在腐解过程中碳、氮和磷的释放过程,研究沉水植物衰亡过程中营养盐的释放规律.结果表明,在初春温度条件下,苦草迅速腐解,向水体释放大量碳、氮和磷.随着时间的推移,苦草向水体释放的磷大部分沉积进入底泥,而氮则是部分沉积进入底泥,部分以气体形式移出水体.苦草腐烂分解产生的厌氧条件和大量有机碳的供给促进了水体反硝化作用并加快氮素移出水体.较大的生物残留量会引起水体缺氧,同时产生大量营养盐,导致水质严重恶化,因此需要适时收割水生植物来控制水体残留生物量.     

有机酸溶解砖红壤过程中Mn（Ⅱ）的释放规律

研究土壤Mn（Ⅱ）释放规律对揭示锰氧化物的形成机制和了解酸性土壤锰毒效应大小具有重要意义.结果表明,柠檬酸溶解砖红壤过程中,Mn（Ⅱ）的释放速率在前4 h比较迅速,其释放数量可达24 h反应时间内总释放量的59.5%,但随后释放速率逐渐减缓.快速阶段被认为是土壤表面交换态Mn（Ⅱ）的释放,而慢速阶段则与土壤锰氧化物的缓...     

剩余污泥厌氧发酵过程中氮的转化规律与计量关系

以某采用A/O生物处理工艺水质净化厂排出的剩余污泥为研究对象,利用18组棕色消化瓶,定期测试污泥中TCOD(总化学需氧量)、SCOD(溶解性化学需氧量)、TSS(总悬浮固体)、VSS(挥发性悬浮固体)等指标,分析这些指标与上清液中各种形态N元素的变化关系,讨论了N元素变化与各指标的计量关系.结果表明:剩余污泥厌氧发酵过程中总氮的损失的主因足上清液中氨态氮的挥发,同时也存在因硝化、反硝化作用而导致的总氮损失.氨态氮与VSS减少、SCOD增加呈显著线性相关,而总氮变化与它们的相关性相对较差.总氮每损失1 mg的同时,其它指标变化情况为TSS损失约计24.0mg,VSS损失约计34.0 mg,TCOD损失约计68.0 mg,SCOD增加约计44.0 mg.氨态氮增加约计0.40 mg.     

可控湿法氧化聚沉工艺对城市污泥中重金属的稳定化影响

采集了长沙市污水厂的剩余污泥（S1）和湿法氧化聚沉工艺处理的深度脱水污泥（S2）,对比分析了处理前后污泥的形貌变化及重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As的形态分布,初步探讨了重金属稳定化机理,对脱水污泥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As进行了稳定性评估.结果表明,脱水污泥中重金属的总量均低于我国污泥农用标准中的酸性限值,符合B级污泥泥质要求.处理后,污泥中Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As主要以硫化物有机结合态和残渣态（稳定态）存在,不稳定态在不同程度上向稳定态发生了转变,Cu、Hg的增幅最大,达21.1%.S2中重金属的生物可利用性较S1都有显著的降低,平均降幅达73.1%,S2中重金属的生物可利用性顺序为：Zn〉Pb〉Cu〉Cd〉As〉Hg.污泥经过湿法氧化聚沉工艺处理后,污泥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd、Hg和As得到了明显的稳定化,为污泥后续资源化、安全化提供了科学依据.     

厌氧污泥释放磷的规律及鸟粪石法回收磷的应用研究

城市污水处理厂进行脱氮除磷工艺时,大量的磷从水体转入活性污泥中,如不能回收这部分磷,将造成磷的大量流失,这与磷矿稀缺的现状形成矛盾。通过建立污泥停留时间5 d和10 d的两个厌氧反应系统,对污泥中磷的释放规律进行研究,并采用鸟粪石法对上清液中的磷进行回收。研究结果表明,厌氧污泥上清液中的磷含量高达150 mg.L-1,SRT为5 d和10 d的系统,分别在4 d和2 d后磷的质量浓度由14 mg.L-1上升到100 mg.L-1,且基本上都以正磷酸盐的形式存在。将pH从8.3上升到9.0,磷的回收率可以从60%提升到90%,当pH达到8.8时,磷的回收率即可超过80%,表现出了较好的磷回收效果。研究还发现镁离子和磷酸根的摩尔比对磷的回收率的影响较小,在pH=8.8时,将镁磷比从1.43提升到1.83,磷的回收率仅从79.2%提升到85.5%;在pH=9.0时提高镁磷比对磷的回收基本没有影响。     

城市污泥堆肥过程中微生物研究

采用平板计数法和最大概率法测定城市污泥堆肥干污泥中主要微生物类群的变化。结果表明,中、高温好氧菌在第6d达到最大值,分别为1.05×1015g-1、5.08×1012g-1;中、高温厌氧菌在第9d达到最大值5.50×105g-1和1.11×105g-1;中、高温好氧纤维素分解菌分别在第3d和第6d达到最大值,分别为2.66×104g-1、3.26×106g-1;整个堆肥过程中,高温厌氧纤维素分解菌数量不断增加;高温放线菌在第3d达到最大值,为1.12×106g-1;中温放线菌、真菌、中温厌氧纤维素分解菌、中温淀粉分解菌、蛋白质分解菌和油脂分解菌在发酵初期迅速下降至零;高温淀粉分解菌、蛋白质分解菌和油脂分解菌在发酵前6d数量上升,随后开始下降。发酵后期,好氧菌中兼性厌氧菌逐渐增多,严格好氧菌逐渐减少;厌氧菌中的兼性厌氧菌逐渐减少,严格厌氧菌逐渐增多。     

煤矸石热处理过程中汞的释放行为

选取山西省的3种典型煤矸石,利用固定床反应装置研究了该3种煤矸石中汞的释放行为.考察了温度(150—1000℃)、气氛(N_2、3%O_2、CO_2)、氧气体积分数(3%、9%、15%、21%)对煤矸石中汞释放行为的影响.结果表明,温度是影响煤矸石中汞释放的主要因素,汞的主要释放温区为200—600℃,600℃时汞在不同热工况条件下的释放率均约为92%;汞在释放温区内呈现两个主要的释放强度峰,分别位于200—400℃,400—600℃区间,且3种煤矸石中汞均在中温区(400—600℃)呈现的峰于500℃附近达到最强释放;微氧气氛促进了汞的释放;二氧化碳气氛抑制了低温区(200—400℃)汞的释放,促进了中温区(400—600℃)汞的释放;随着氧气体积分数的增大,汞与挥发份的释放能力依次增强.     

烟煤和塑料热解过程中苯、萘、菲/蒽的释放规律

利用高分辨质谱检测了烟煤、两种塑料以及烟煤与两种塑料混合物真空热解过程中苯、萘、菲/蒽的相对含量,在本实验条件下,烟煤与两种塑料共热解均有较好的协同作用,可以大大降低苯、萘、菲/葸等低环芳烃的释放量.由于氢含量和分子结构的不同,高密度聚乙烯(HDPE)和HDPE-烟煤的混合物中芳烃的产生量均小于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和PET-烟煤的混合物.对于不同种类的样品,温度对苯、萘、菲/蒽的释放量的影响也有所差别.     

市政污泥堆肥过程胡敏酸电子转移能力的演变规律

腐殖质作为电子穿梭体在介导有机污染物和重金属降解和转化过程中具有十分重要的作用.本研究通过电化学方法测定了市政污泥堆肥胡敏酸的电子转移能力(electron transfer capability,ETC),并利用三维荧光光谱和紫外-可见光光谱分析探讨堆肥过程胡敏酸化学组成和结构变化对其ETC的影响.结果表明,堆肥胡敏酸的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)和电子供给能力(electron donating capacity,EDC)分别在12.46—18.62μmol e-·g~(-1)C和165.07—257.84μmol e-·g~(-1)C之间,从堆肥初期到堆肥末期,两者均呈现增加的趋势.元素分析结果表明在堆肥前期N、C和H含量下降较快,而S含量在后期下降较快.平行因子分析发现,随着堆肥进行胡敏酸中代表类腐殖质物质的组分1和组分3的含量逐渐升高,而代表类蛋白物质的组分2的含量逐渐减少.胡敏酸HIX、S_R和SUVA_(269)分别从初期的0.523、3.33和1.69变至0.732、2.20和2.39,说明胡敏酸中有机质的腐殖质化程度、分子量和芳香性均随着堆肥腐熟呈现出增大趋势.相关性分析表明,随着堆肥进行胡敏酸中类腐殖质物质增多、类蛋白物质减少,导致胡敏酸分子量、芳香度与腐殖质化程度增大,从而促进了胡敏酸EDC和EAC的增加.     

城市污泥中邻苯二甲酸酯的好氧降解规律研究

为评价邻苯二甲酸酯类环境激素在环境中的滞留情况,妥善解决城市污泥的处理处置问题,对城市污泥中6种邻苯二甲酸酯的好氧生物降解规律进行了研究。结果表明,邻苯二甲酸酯的好氧生物降解性随烷基链含碳数的增加而降低;其好氧降解过程可用一级动力学模型描述;其好氧生物降解速率常数与烷基链含碳数、降解半衰期与烷基链含碳数、降解速率常数与正辛醇—水分配系数之间存在良好的相关性。     

水性木器涂料中甲醛与TVOC释放规律

本文采用动态环境测试舱法,研究了4种水性木器涂料中甲醛和总挥发性有机化合物(TVOC)的释放规律.通过不同时间舱内气体中甲醛和TVOC浓度的测试,结果表明,选取的4种水性木器涂料的主要污染物是苯系物、酯类、醚类和醇类物质;4种产品的甲醛释放量均小于0.010 mg·(m2·h)-1;环境测试舱内TVOC浓度均在初期快速...     

污泥厌氧消化过程中重金属稳定性研究进展

污水处理产生的剩余污泥含有大量有机质和营养元素,采用厌氧消化技术产沼气实现污泥的稳定化与资源化已成为这一领域的重要发展方向.与此同时,污泥厌氧消化产生的沼渣还可以用作土壤改性材料,但消化沼渣中所含的重金属因其潜在的生态环境毒性严重阻碍了其资源化利用.本文综述了污泥厌氧消化过程中重金属稳定性研究进展,重点对有机质中的腐殖质、反应条件中的温度和p H缓冲体系、促进剂中的纳米铁和表面活性剂等因素对消化过程中重金属稳定性的影响和作用机制进行了总结归纳.p H缓冲体系和表面活性剂通过促进污泥有机物的分解和重金属的释放,从而影响重金属在消化液中的浸出;腐殖质和纳米铁主要是通过物理化学作用,影响消化沼渣中重金属的形态分布;温度则通过改变絮体结构和增强金属离子的扩散运动,影响重金属在消化液中的浸出以及消化沼渣中的形态分布.最后对厌氧消化工艺中提高重金属稳定性的方法和技术进行了展望.     

煤热解过程中含硫气体的释放特征

利用热解炉-高分辨飞行时间质谱联用仪和热解炉-同步辐射光电离飞行时间质谱仪检测不同含硫量的煤IBC105和C22650在热解过程中释放的8种含硫气体,并对这8种含硫气体的释放规律进行了分析.实验结果表明,在200℃—400℃的热解区间内含硫气体释放相对较多,表明硫元素大部分是以有机态的形式在煤中赋存,而且芳香硫相对于脂肪硫含量较多;同时含硫量较高的煤IBC105中噻吩硫的热解释放量,较煤C22650多;由于煤中芳香性有机物的裂解多以苄基的形式出现,因此在两种煤中二苄基硫醚释放量都较噻吩或者苯并噻吩多.     

造纸污泥工厂化堆肥过程中理化性质的动态变化

工厂化强制通风静态垛好氧堆肥试验结果表明,造纸污泥与木屑按10∶1比例混合后,2~3 d即可达到60℃,高温期维持时间超过10 d,完全符合我国标准CJJ/T52-93规定,达到无害化要求;堆肥过程中堆体上层温度大于下层;高温堆肥后物料含水率降低20.2%,脱水效果明显;造纸污泥堆肥过程中物料的挥发性固体持续降低;堆体耗氧速率在升温阶段后期上升到最大值,此后持续降低,到堆肥后期趋于稳定。     

臭氧污泥减量过程中混合液各参数的变化

实验用污泥的初始浓度(MLSS)分别限定为4g/L、7g/L和11g/L,用以探讨不同浓度下臭氧氧化过程中COD、N和P浓度的变化。结果表明:臭氧氧化过程中,MLSS和MLVSS基本呈线性下降;臭氧对污泥细胞的溶解可以引起混合液中COD、N和P浓度的升高,升高速率受污泥浓度和臭氧浓度影响较大;TKN和硝态氮是N的主要存在形式,TKN和TN随时间均呈先增加后趋缓的变化规律;臭氧对氨氮和亚硝酸盐氮有较强的氧化能力,二者浓度均呈先增大后减小的规律;而硝酸盐氮呈一直增加趋势;臭氧对COD的氧化也很明显,表现为COD的增加速率随氧化时间的增加而不断降低;总磷的浓度基本呈线性增加,单位质量污泥的总磷释放量差异不大;臭氧对MLSS的彻底减量会引起臭氧溶胞利用率的降低,因此应该合理控制臭氧化反应的时间。     

污泥堆肥过程中主要性质及氮素转变

目前堆肥过程中氮素损失比较严重,通常达到50%左右.针对这一问题,文章以污泥和秸秆为原料,进行了不同配比条件下高温好氧堆肥试验,研究了堆肥过程中各主要性质及各种形态氮素的转化规律.结果表明,堆肥有效实现了污泥无害化、减量化和资源化.在pH值和温度较高条件下的氨气大量挥发是堆肥过程氮素损失的重要途径,且不同的物料配比会对氮素损失造成影响,C/N比低的配比氮素损失较大.适当降低堆料温度、添加酸性物质以降低pH值等措施均可减少氮素损失.     

厌氧条件下剩余污泥中磷及相关指标的释放和变化规律

污水处理过程中产生的剩余污泥富含大量的氮磷元素,从剩余污泥中回收磷是解决磷资源日益缺乏的一种有效途径。探寻出剩余污泥中磷的释放规律是实现剩余污泥中磷回收的首要前提。因此,以实际污水处理厂污泥为研究对象,建立污泥停留时间为5d的中试模型系统。通过系统分析5d停留时间的厌氧条件下污泥中污泥浓度、上清液总磷和氨氮浓度的变化情况,为后续的污泥磷回收提供支撑条件。研究结果表明,在中试系统污泥停留时间5d的厌氧条件下,剩余污泥微生物衰亡自溶或被分解,胞内物质释放,从而使固态物质转化为液态,污泥中磷及相关的氮等物质得到了较大的释放,污泥上清液总磷和氨氮质量浓度可分别达到100和40 mg·L^-1以上。所释放出的氮磷浓度足以满足鸟粪石回收氮磷方法所需的最低经济性要求,为污泥进行厌氧消化后采用鸟粪石的方法回收释放的氮磷提供了重要的基础依据。研究中还发现5d停留时间下, SS和VSS都有不同程度的降低,二者分别减少8.34%和10.14%以上,其中VSS的减少量占SS减少量的65%左右。同时,进入厌氧反应系统的初始污泥浓度对于氮磷的释放有着较大的影响,反应系统的SS在6300~7200 mg·L^-1的条件下,磷和氮的单位质量污泥释放量达到最佳,分别达到单位干污泥0.015和0.006 mg·mg^-1。研究结果为剩余污泥中回收氮磷提供了重要的依据。     

造纸污泥堆肥与赤红壤模拟培养中活性铝释放特性

通过窜内模拟培养实验,研究赤红壤中添加富含铝盐的造纸污泥堆肥后,土壤中活性铝的释放特性.实验结果表明:模拟培养过程中,总酸溶性铝和总单核铝浓度随培养时间总体呈下降趋势,初期下降显著,且添加堆肥各处理的降幅均高于CK,其中20%PSC分别降低61.64%和60.32%,降幅最大;经过60d培养后,添加堆肥各处理活性铝浓度与CK差异不显著;添加造纸污泥堆肥后,土壤中的pH值、有机质、有效磷均显著增加,这些因素导致土壤中铝活性的降低,且总单核铝是土壤中活性铝的主要存在形态.