过氧化钙联合絮凝剂调理污泥改善脱水性能

污泥经过CaO_2联合絮凝剂处理后,其脱水性能得到明显改善。采用改变初始pH、调理剂投加量以及改变调理剂投加顺序的方法,调理污泥改善脱水性能;采用Zeta电位、激光粒度、胞外聚合物及结合水分析对调理前后的污泥进行了表征;研究了调理剂不同投加量对污泥脱水性能的影响;探讨了不同调理剂下污泥脱水机理。结果表明:CaO_2联合絮凝剂(微生物絮凝剂或壳聚糖)明显改善污泥脱水降低污泥含水率;CaO_2联合絮凝剂调理后的污泥粒径和Zeta电位均有所减小,并且CaO_2在絮凝剂之前投加,降低幅度更加明显;先投加CaO_2,污泥层状结构会在氧化作用下发生裂解破碎,形成不规则的小絮体,使污泥破坏得更彻底;在絮凝剂之前投加CaO_2,污泥经过处理后的可溶性糖类和可溶性蛋白质的浓度增加,而结合的糖类、蛋白质及结合水的变化量却减小。因此,CaO_2联合絮凝剂可以优化污泥脱水性能,且CaO_2与絮凝剂的投加顺序对于污泥脱水有显著影响。     

改善环保疏浚底泥脱水干化效能的实验研究

采用以硫酸亚铁(FeSO4)为主要成分的复合脱水剂作为疏浚泥浆脱水剂(以下简称脱水剂),黄沙、炉渣、煤灰、石灰和粉煤灰分别作为疏浚底泥干化改良剂进行实验研究。结果表明,在脱水剂投加量为100 mg/L条件下,可以提高沉淀效率约20%;在投加脱水剂及5%石灰、粉煤灰、炉渣改良剂的条件下,底泥比阻值下降50%～70%;初期渗水速率提高6%～68%;与原泥相比,以黄沙、炉渣、煤灰为改良剂的底泥,经过4个月干化期后,承载力提高了30%～150%。本研究为疏浚底泥快速脱水干化提供了一种可行的技术途径。     

微生物絮凝剂用于河道疏浚底泥快速脱水的研究

河道疏浚底泥含水率高、体积庞大,不便于储存、运输和资源化利用。首先需要对其进行减量化,使其快速脱水。通过筛选获得一株高效的微生物絮凝剂产生菌F22,通过试验获得其最佳培养条件:葡萄糖为碳源,酵母膏和尿素为氮源,培养时间为60h,培养温度为32℃。将F22菌株所产絮凝剂应用于底泥脱水,试验结果表明,当底泥泥浆(含水率为93%)体积为100mL时,絮凝体系最佳pH为8～10,助凝剂CaCl2最佳投加量为4～5mL,F22菌株发酵液最佳投加量为3mL;絮体在1min左右大部分沉降至底部,F22菌株所产絮凝剂能够使底泥快速脱水。F22菌株所产絮凝剂在絮凝过程中起作用的是糖类物质,其通过氢键结合力产生絮凝作用。     

氧化-铁盐絮凝联合对调理改善污泥脱水性能的影响

实验对比考察了活性氯预氧化与铁盐(Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ))混凝改善市政污泥脱水性能。结果表明:预氧化可改善污泥脱水效果,氯投量为200 mg·g-1时污泥比阻(specific resistance to filtration,SRF)由5.3×109 m·kg-1降低至2.0×109 m·kg-1,进一增加氯投量,SRF反而升高;单独三价铁盐可明显改善污泥脱水性能,但二价铁效果有限;预氧化之后再投加Fe(Ⅲ)与Fe(Ⅱ),SRF较单独铁盐条件下分别降低40.3%和78.3%。进一步研究证实,预氧化可破坏污泥的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS),并导致胞内蛋白质和多糖的释放,且蛋白质和多糖含量与污泥脱水性能呈明显正相关性。活性氯预氧化与铁盐混凝联合调理可明显改善污泥脱水性能,且氧化与混凝的协同作用是其主要机制。     

炭材料调理改善活性污泥脱水性能的影响机制

活性污泥中的胞外聚合物EPS含黏性蛋白类物质并高度亲水,调控污泥中溶解性EPS和溶解性蛋白类物质是改善污泥脱水的有效途径。通过使用不同炭材料调理污泥的方法来观察污泥脱水性能的变化,深入解析污泥絮体及EPS含量和组分的变化特征。结果表明：炭材料调理污泥可以改善其脱水性,且炭材料吸附容量越大对污泥脱水性改善效果越好;不同炭材料对污泥絮体影响效果不同,经过未改性活性炭（AC-0）、HNO3改性活性炭（AC-1）和石墨调理的污泥絮体粒径变大,经酸碱交替改性活性炭（AC-5）调理的污泥絮体粒径变小;炭材料调理后EPS中蛋白类的荧光峰A、B和腐殖酸、富里酸的荧光峰C、D都得到有效降低,且其对腐殖酸和富里酸的吸附效果比蛋白类物质要好,对低分子质量物质和中分子质量物质的吸附效果要好于对大分子质量物质的吸附效果。     

调理剂改善底泥脱水性能和余水水质研究及综合性能评价

为研究调理剂对河道底泥脱水性能和余水水质影响,开展综合性能评价,选取9种调理剂调理河道底泥,对比调理后毛细吸水时间(CST)、泥饼含水率(MC)和余水总有机碳(TOC)、TP、TN变化情况,并结合调理剂投加成本(EC),采用层次分析法(AHP)构建综合评价模型,考察调理剂的综合性能。结果表明,调理剂投加量的增加有助于底泥脱水性能和余水水质的改善。FeCl3投加量为10.00%时,CST最佳为15.7s;阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)投加量为1.00%时,获得最低泥饼MC 51.48%,此时还获得最低TN 18.74mg/L;聚合氯化铝(PAC)投加量为10.00%时,获得最低余水TP 1.83mg/L;经济性分析中,FeSO4的EC最低为19.0元/t,CPAM高达250.0元/t。统筹成本和调理效果,9种调理剂中FeCl3综合性能最好。     

Fe(Ⅱ)协同过硫酸钾改善河道底泥的脱水性能

含水率是影响河道底泥后续处置效果与成本的重要因素,采用响应曲面法(RSM)和中心复合设计法(CCD)对Fe(Ⅱ)-过硫酸钾(K_2S_2O_8)优化河道底泥脱水性能进行研究。结果表明,K_2S_2O_8投加量为22.26 mg·g~(-1)TSS、Fe(Ⅱ)投加量为43.63 mg·g~(-1)TSS(K_2S_2O_8和Fe(Ⅱ)投加摩尔比为1∶1.9),初始pH为5.95时,其脱水效果最佳,CST削减率在10 min内能够达到86.16%,与优化响应器拟合的最佳CST削减率86.44%基本一致。基于RSM建立CST削减率预测模型,模型的相关系数R~2和R_(adj)~2分别为0.905 8和0.821 1,拟合度良好。经回归模型方差分析(ANOVA),底泥脱水效率受Fe(Ⅱ)投加量影响最大(P0.001),其次是初始pH(P=0.023),最后是K_2S_2O_8投加量。与市场上常用聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)相比,具有优越的经济性和良好的脱水效果。     

硫酸与H2O2快速联合调理对含铁剩余污泥脱水性能的改善

以污泥比阻、污泥含水率为污泥脱水评价指标,研究了硫酸与过氧化氢联合调理含铁污泥对污泥脱水性能的影响。实验结果表明,含铁污泥经硫酸与过氧化氢联合调理后,污泥比阻、污泥含水率显著降低,污泥脱水性能得到明显地改善。进一步研究表明,含铁污泥脱水性能的改善可能与污泥中形成的Fenton/类Fenton反应有关。经过单因素实验,确定了最佳反应条件：5 mol·L-1硫酸溶液投加量1.5 mL,30%双氧水投加量0.25 mL,酸化时间25 min,反应时间2 min。在此条件下,污泥比阻由1.82×1013m·kg-1减少至0.74×1011m·kg-1。脱水污泥含水率由89.15%降低至71.12%。     

生物酶-CTMAB/CPAM联合调理对活性污泥脱水性能的影响

采用单因子实验或响应曲面法分别研究了单一酶、复合酶以及复合酶-化学药剂联合的3种调理方式下污泥的脱水性能,并探讨了典型调理条件下污泥的Zeta电位、粒度和水分组成等变化特征。研究结果表明,复合酶、十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）和阳离子聚丙烯酰胺WD4960（WD4960）的单一调理和联合调理均能不同程度地释放污泥颗粒中的束缚水。污泥经0.13 g·g-1TS中温a-淀粉酶作用1 h后,再投加0.16 g·g-1 TS中性蛋白酶作用4 h,其胞外有机物（EPS）中多糖（PS）、蛋白质（PN）组分含量分别为最低值17.88、218.72 mg·g-1 VSS,但污泥絮体的Zeta电位和粒度均减小,脱水性能恶化。对于复合酶调理后的污泥,再投加0.5 g·g-1 TS CTMAB进行二次调理后,抽滤泥饼含水率降至64.66%;当投加9.64 g·kg-1 TS的WD4960进行二次调理时,污泥的毛细吸水时间（CST）为最小值16.3 s。其中,CTMAB通过电中和、改变污泥絮体的亲疏水性等作用改善复合酶调理后污泥的脱水性能,而WD4960通过电中和、粘附架桥的絮凝作用,但后者释放的束缚水较少。     

城市污水厂污泥化学调理深度脱水机理

城市污水厂剩余污泥脱水是当前实际生产中亟待解决的问题。考察了厦门市集美污水厂剩余污泥经FeCl3和CaO,投加量分别为污泥质量分数的0.5%～0.7%和1.0%～1.5%化学调理前后污泥粒度、形态及胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)的变化。结果表明,调理后污泥比阻降低86%,污泥颗粒之间细碎紧密,细菌表面变得粗糙,经板框压滤后含水率低于60%。由三维荧光光谱(three-dimensional emission and excitation matrixs,EEM)光谱分析可知,LB-EPS(loosely bound-EPS)同TB-EPS(Tightly bound-EPS)的荧光峰整体发生红移,出现位于IV区域的色氨酸类蛋白质荧光峰Ex/Em=313/380 nm。FeCl3和CaO的加入一方面破坏了污泥颗粒的细胞结构,使EPS大量溶出,细胞结合水变成表面吸附水;另一方面Fe3+和CaO水解,中和污泥负电荷,通过压缩双电层作用破坏污泥胶体颗粒的稳定,去除表面吸附水,大幅提高了污泥的脱水性能,利于进一步板框压滤脱水。     

湖泊底泥环保疏浚技术研究展望

湖泊底泥疏浚是清除湖泊内源污染(主要是污染底泥)的有效措施之一。在总结和分析湖泊底泥环保疏浚技术特点的基础上,综述了30多年来国内外湖泊底泥环保疏浚工程概况、环保疏浚设备的研制现状、取得的成果及存在的问题,同时结合国外环保疏浚技术研究的发展状况,探讨了中国环保疏浚技术的未来发展趋势。     

污泥调理对给水污泥脱水性能的影响

为了研究污泥调理对给水厂污泥脱水性能的影响,对不同水厂的污泥进行了特性研究及调理实验。实验结果表明：2个水厂污泥中有机物含量及Zeta电位差别较大,大庆某水厂污泥中不溶性大分子有机物和腐殖酸等亲水性物质含量较多,使得污泥的脱水过程受到影响。2种污泥在污泥比阻、沉降比、毛细吸水时间（CST）上的差异均可说明南通某水厂污泥的脱水性能远优于大庆某水厂污泥。经过污泥调理过程,二者的脱水性能均得到改善。对于南通某水厂污泥,高效聚合氯化铝（HPAC）的调理具有较为明显的优势,聚丙烯酰胺（PAM）对其脱水性能的改善作用次之,聚合氯化铝（PACl）调理效果最弱;对于大庆某水厂污泥,PACl、HPAC在提高污泥脱水性能方面效果欠佳,而使用阴离子型PAM虽然会增加体系中TOC含量,但其强大的吸附架桥能力可以有效地使污泥颗粒聚沉,使得污泥脱水性能得到较大幅度的提升,表现出最优的污泥调理效果。     

超声波强化给水污泥沉降和脱水性能的研究

就超声波强化给水污泥沉降和脱水性能进行了研究.通过对SV、比阻和滤饼含水率等指标的分析发现,短时间的超声预处理可以明显改善污泥的沉降和脱水性能,且低频（25 kHz）比高频（147.9 kHz）时效果更好.当超声波声密度0.25 W/mL,超声时间3 s时,污泥滤饼含水率比原污泥下降4.7%.最佳超声波声密度0.45 W/mL.短时间超声条件下,超声波与絮凝剂的联用可以进一步降低污泥滤饼含水率,且达到相同滤饼含水率时可减少絮凝剂用量约80%,投资费用大大减小.超声波可以取代絮凝剂促进污泥的沉降性能.     

超声波强化给水污泥沉降和脱水性能的研究

就超声波强化给水污泥沉降和脱水性能进行了研究.通过对SV、比阻和滤饼含水率等指标的分析发现,短时间的超声预处理可以明显改善污泥的沉降和脱水性能,且低频(25 kHz)比高频(147.9 kHz)时效果更好.当超声波声密度0.25 W/mL,超声时间3 s时,污泥滤饼含水率比原污泥下降4.7%.最佳超声波声密度0.45 W/mL.短时间超声条件下,超声波与絮凝剂的联用可以进一步降低污泥滤饼含水率,且达到相同滤饼含水率时可减少絮凝剂用量约80%,投资费用大大减小.超声波可以取代絮凝剂促进污泥的沉降性能.     

微生物絮凝剂与Fenton试剂联合调理对印染污泥脱水性能的影响

考察了微生物絮凝剂对广东省佛山市某工业园区印染污泥的脱水性能,探讨了微生物絮凝剂与Fenton试剂复配对该污泥脱水性能的影响。结果表明,经微生物絮凝剂、Fenton试剂调理后印染污泥含水率均有一定程度的降低,含水率下降4%~5%;微生物絮凝剂与Fenton复配得到的最佳污泥脱水条件是:微生物絮凝剂投加量52.4 mg/L,H2O2投加量88.2 mg/L,H2O2/Fe2+比值为8:1,pH为3.5。在此条件下污泥含水率由之前的87.32%降低到79.72%。     

外加剂对疏浚底泥免烧裹壳骨料性能的影响

以太湖疏浚底泥为研究对象,采用含水率为40%的底泥湿法制备免烧骨料,将不同外加剂与胶凝材料混合制成壳粉,对骨料进行裹壳处理得到普通骨料（OSAs）、防水骨料（WSAs）和高强骨料（HSAs）。依据GB/T 17431.1-2010对各裹壳骨料的粒径分布、堆积密度、吸水性、单颗强度、筒压强度和抗冻融性等性能进行测试。在粒径分布、堆积密度方面各骨料基本一致,WSAs在吸水性上具有一定优势,最低可达8.83%。在强度方面,WSAs的单颗强度增幅可达342.6%,最大强度出现在HSAs中,为2.18 MPa。HSAs具有坚硬、密实的壳层结构,表现出较好的机械性能,20次抗冻融循环的质量损失率最低仅为15.22%。研究表明：增强壳层结构是提升免烧裹壳骨料性能的关键,利用外加剂能达到理想的效果。     

生物淋滤改善城市污泥的脱水性能

污水处理过程中产生大量剩余污泥,使得污泥脱水逐渐成为污泥处理的关键环节。本研究采用生物淋滤方法处理城市污泥,改善污泥脱水性能。通过污泥比阻、滤饼含水率和离心脱水率的变化评价生物淋滤改善剩余污泥脱水性能的效能。综合考虑污泥脱水性能改善效果和运行成本,生物淋滤优化条件为:硫粉投加量3 g/L;Fe2+投加量4 g/L;接种物投加量(接种物与供试污泥的体积比,mL/mL)0.4。在优化条件下,污泥体系被酸化至pH为2.0左右需要36～48 h,淋滤污泥的比阻由1.26×1014 m/kg降至8.14×1012 m/kg,降低了93.54%,滤饼含水率从98.39%降至73.68%,同时污泥离心脱水率从72%提高到83%。回调淋滤污泥pH至6.0,污泥比阻继续降至8.27×1011 m/kg,污泥比阻降低99.34%,污泥从难脱水状态转化为易脱水状态。通过污泥体系中铁离子和污泥絮体特征的变化,分析生物淋滤改善污泥脱水性能的机理。作为底物投加的Fe2+在微生物氧化作用下快速转化为Fe3+。生物氧化产生的Fe3+的絮凝作用可能是生物淋滤改善污泥脱水性能的主要机理。     

清淤底泥脱水干化研究Ⅱ：电渗联合真空预压技术

针对进一步提高电渗真空预压的脱水效率、电压加载模式不清和工程应用评价指标难等问题,研发了一套自动化监测装置,模拟真空预压、双面排水真空预压、电渗真空预压和双面排水电渗真空预压的底泥脱水干化过程,确定了电渗真空预压的电压加载模式以及底部排水通道的影响,并通过沉降量预测含水率变化情况。结果表明：在4种模拟对比实验下,电渗真空预压效果最好,脱水干化后的含水率约40%,体积压缩率45%~47%,抗剪强度为66~76 kPa;增加底部排水通道、保证真空压力的有效传递、缩短了渗流途径,提高了排水效率、缩短了固结周期,改善了底泥深部脱水不良和不均匀沉降问题;根据电渗电压和出水速率之间关系及底泥电流的变化情况,确定了电压加载模式;若采用固定电压加载,电压大小为24 V,若采用逐级加载,初始电压为12 V持续48 h,24 V持续36 h,36 V持续24 h,48 V持续12 h,电压越高,持续时长越短;根据沉降量变化与排水量之间的关系,通过排水量与含水率之间的变化规律,确定了含水率与沉降量之间的关系公式,实现了通过沉降量预测含水率的目的,为含水率实时监测提供参考。     

非规范堆放剩余污泥的脱水性能改善试验研究

以无锡市某生活垃圾卫生填埋场自然堆积的污泥为研究对象,探讨了Fenton试剂-聚合氯化铝(PAC)复配调理剂对污泥脱水性能改善的潜力。通过响应面法(RSM)和中心复合设计法(CCD)确定了调理剂投加量(以每克绝干污泥中的量计)的最优配比:Fe~(2+)为85mg/g,H_2O_2为70mg/g,PAC为68mg/g。借助Malvern MS3000激光粒度仪、三维荧光光谱(3D-EEM)、扫描电子显微镜(SEM)及傅立叶变换红外光谱(FT-IR)等分析技术揭示Fenton试剂-PAC复配调理剂的污泥脱水机制。结果表明,Fenton试剂-PAC复配调理剂促使污泥中胞外聚合物(EPS)氧化分解,污泥中溶解性胞外聚合物(S-EPS)、松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)和紧密附着型胞外聚合物(TB-EPS)含量均大幅降低。按最优配比的调理剂投加时,抽滤后污泥含水率由90.57%降至77.31%。     

微生物絮凝剂改善城市污水厂浓缩污泥脱水性能的研究

采用酱油曲霉(Aspergillus sojae)产生的微生物絮凝剂(MBF)作为污泥絮凝脱水剂,对城市污水处理厂浓缩污泥进行调理,确定该絮凝剂对浓缩污泥脱水的处理工艺参数为：微生物絮凝液最佳投加体积为6%～8%（体积比）,发挥絮凝作用的最适污泥温度为28～32℃,最适pH为6～7。经微生物絮凝剂调理的污泥在3 000 r/min离心9 min,污泥脱水率高达82.7%,滤饼含水率降低至77.3%,污泥脱水后体积减至原来的1/5左右。