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%。     

长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果

为保证磷的去除率,城市污水处理厂生物除磷系统污泥龄一般控制在15 d左右.污泥龄越短,剩余污泥排放量越大,污泥处理费用越高.为探明长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果及其作用机理,采用厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR反应器,以无水乙酸钠、葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨为混合碳源,模拟城市污水处理系统,对污泥龄分别为12d、20d和48 d的生物除磷系统出水总磷质量浓度进行连续监测,研究污泥龄与胞内聚合物PHB(聚羟基丁酸)和PHV(聚羟基戊酸)质量比的关系.结果表明,对于进水COD为450 mg/L,总磷质量浓度达8 mg/L的城市生活污水生物除磷系统,由于碳源充足,污泥龄达到48 d仍能保证出水总磷质量浓度长期稳定达标,长泥龄不会影响除磷效果.由于我国生活污水水质的变化,城市污水处理厂最佳污泥龄约为48d.污泥龄对聚磷菌体内的PHA(聚羟基烷酸)质量比及组成有重要影响.随着污泥龄的增长,PHA总量增加,聚磷菌得到了更多的吸磷驱动力,好氧时间不断减少,除磷效率不断增加.随着污泥龄的增长,聚菌体内的PHV质量比增加,而PHB质量比基本不变,因此PHB在PHA中占的比例有所下降.     

UASB+SBR工艺处理皂素生产废水的快速启动研究

皂素生产废水为难处理高浓度酸性含硫有机废水.其中高含量的硫酸盐在厌氧条件下产生大量的H2S,造成了对厌氧微生物的抑制作用,严重影响厌氧生物处理的效果,甚至使厌氧消化完全失败,使该类废水的处理较为困难.为了有效解除硫酸盐对生物处理设施中微生物的抑制,找出皂素生产废水的快速启动运行的方法,本文选用了UASB SBR组合工艺进行了2个月左右的动态连续流实验,对硫酸盐抑制的解除方法进行了研究,提出了相应的解除硫酸抑制厌氧消化的方法,找到了UASB快速启动的有效方法.小试连续运行实验结果表明,在UASB中加入适量铁屑和活性炭颗粒,以生活污水处理厂剩余污泥为种泥可以成功实现UASB SBR处理系统的快速启动,消除DO2-4对生物处理系统的影响,并在较短的时间内(21 d左右)培养出了厌氧颗粒污泥.UASB启动后,在进水COD质量浓度34 000mg/L左右时,COD的去除率一直保持在95%以上,出水COD质量浓度维持在1 300 mg/L左右.厌氧出水经过SBR处理后,出水水质达到了<综合污水排放标准>中的二级排放标准要求.该快速启动方法可供类似酸性高浓度有机废水处理和调试参考.     

UASB去除猪场废水有机物影响因素研究

为有效解决畜禽养殖废水有机物的污染问题,采用UASB小试装置处理某猪场养殖废水,考察容积负荷、pH值、温度及回流比等因素对UASB去除有机物效果的影响,并对稳定运行期颗粒污泥的粒径和生物相进行观察。结果表明,UASB能有效去除猪场养殖废水中的有机物,其处理效果与容积负荷、pH值、温度、回流率等因素有关。在容积负荷、pH值、温度、回流率分别为3.68 kg COD/(m3.d)、7.0、35℃和40%的条件下,UASB对COD的去除率稳定在85%左右。厌氧颗粒污泥的形成(颗粒污泥粒径为1.0~2.0mm时,污泥质量占总量的69.56%)及污泥表面丰富的细菌群落为UASB高效的处理效能奠定了基础。     

基于ASM1的A/O系统工艺参数对出水水质影响研究

在ASM1模型基础上,结合A/O工艺,建立了A/O工艺污水处理厂模型.通过Matlab软件平台进行数值模拟,探讨了不同污泥龄和内回流比条件下,COD、氨氮和硝酸盐氮出水浓度的变化规律.最后将模拟值与污水排放标准进行比对,得出污泥龄为11 d,内回流比为200%时为最优工况参数.     

多功能混合菌剂处理模拟生活污水研究

从菜园土壤及药材土壤土样中分离选育出以丝状菌为主的6株COD高效降解菌,与实验室保藏的2株絮凝剂产生菌构建混合菌剂,使菌剂同时具有降解污染物以及增强活性污泥沉降性和絮凝性的功能.以COD去除率、污泥指数和活性污泥絮凝性为指标,研究了混合菌剂各菌种接种量的配比.结果表明,该菌剂添加于活性污泥系统处理模拟生活污水,可以使COD去除率从86.5%提高到94.5%,污泥指数从124下降到59.0,活性污泥絮凝性从0.358增加到0.530.研究表明,该多功能混合菌剂添加于活性污泥系统可以显著增强对模拟生活污水的处理效果.     

高效厌氧反应器处理啤酒废水的试验研究

在(35±1)℃条件下,采用高效厌氧反应器对青岛啤酒股份有限公司的生产废水进行处理,研究了厌氧反应器的启动和运行情况,分析了回流比、温度和上升流速等因素对反应器的影响.结果表明,厌氧反应器的容积负荷可达21 kg COD/(m3·d),COD去除率稳定在80%以上,出水挥发酸质量浓度低于350 mg/L,平均每去除1 kgCOD产生0.26 m3沼气.启动结束后,颗粒污泥的平均沉降速度由40.3 m/h提高到73.4 m/h,污泥密度由0.78 g/cm3升高至1.02 g/cm3,0.5～1.5 mm粒径的颗粒污泥占66%.同时,在25℃的运行条件下反应器的容积负荷降至9 kg COD/( m3·d),温度升高后反应器的运行可以较快得到恢复.     

某污泥堆肥车间通风系统实测与分析

堆肥处理是城市污泥减量化、无害化和资源化的主要手段.在污泥堆肥过程中会产生大量的有害气体,需通过集中收集和生物过滤的方法将其处理.研究表明,生物滤池的滤料过滤阻力随时间逐渐增加,滤料的使用寿命不仅要考虑过滤效率问题还需考虑使用终阻力.并联风机通风系统存在工况转捩点,设计工况和系统终阻力工况点应位于工况转捩点的右侧.     

改性土壤处理生活污水的初步研究

以生活污水为研究对象,按一定比例混合土壤、粗砂、煤渣、脱水污泥、石灰石、凹 土作为基质来构建复氧改性土壤净化系统对其进行处理,初步考察了不同的污泥含量对处理效果的影响.结果显示,当系统含30%土壤、30%砂石、15%污泥、 15%的煤渣、 5%腐木和5%石灰石(质量比)时处理效果较好, COD、 NH+4-N、 TP、...     

外加碳源对缺氧/好氧MBR处理垃圾渗滤液的影响

采用缺氧/好氧-平板膜生物反应器(A/O-MBR)处理垃圾渗滤液,着重考察污染物去除效果和膜污染情况。针对垃圾渗滤液低C/N比的典型特点,研究了外加碳源对A/O-MBR系统处理垃圾渗滤液的影响。结果表明,A/O-MBR系统对垃圾渗滤液中主要污染物COD和氨氮(NH3-N)均有较高的去除效果。外加碳源可以提高污染物的去除效果,尤其是可以明显提高总氮(TN)的去除效果,但外加碳源会加剧膜污染。在外加碳源的条件下,A/O-MBR系统的COD去除率稳定在78%左右,氨氮去除率达到94%左右,TN去除率基本在75%以上。在低通量(J=5 L/(m2·h))运行条件下,A/O-MBR系统的清洗周期最长可达到97 d,但膜的过滤性能会随运行时间延长而衰退。污泥粒径和胞外聚合物质量比的变化可能是导致膜污染加剧的主要原因。傅里叶变换红外光谱分析表明,膜面有机污染物的主要成分是蛋白质和多糖类物质。     

能源物质和接种物的投量对生物沥浸改善城市污泥脱水性能的影响

选用硫粉(S0)和黄铁矿粉(Fe S2)作为复合能源物质,以生物沥浸处理城市污泥脱水。通过正交试验分析了不同能源物质和接种物配比下的污泥脱水、沉降性能。结果表明:能源物质和接种物的合理配比为S0投量2 g/L、Fe S2投量6 g/L、接种物投量20%,在该投量下进行生物沥浸试验,污泥比阻由初始的3.35×1012m/kg降至3.90×1011m/kg,降幅达88.36%,污泥沉降率由68%升至78%;沥浸过程中污泥比阻、沉降率与p H值、ORP、Fe2+、Fe3+、总Fe和SO2-4质量浓度的变化同步,表明污泥脱水和沉降性能的改善是酸化、氧化和絮凝的协同作用所致;同时,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率均在99%以上,表明生物沥浸还可高效杀灭病原微生物。     

低强度超声对短程硝化污泥活性的影响

为提高短程硝化反硝化脱氮效率,采用低强度超声对短程硝化反应进行强化,通过对比氨氧化率和亚硝酸盐生产量,考察低强度超声对短程硝化污泥活性影响。首先,通过对超声能量的优化试验,发现低强度超声能够提升短程硝化污泥反应速率,且超声能量为43.20 kJ时氨氧化率和亚硝酸盐生成量最大;然后考察超声能量与污泥浓度的关系。结果表明:1)在相同超声能量(43.20 kJ)条件下,随着污泥质量浓度(0.34~1.03 g VSS/L)增加,能量密度降低,反应速率不断提高;2)保持污泥浓度恒定,增加超声能量,发现在43.20 kJ时短程硝化污泥活性最好,氨氧化速率比对照组提高25.42%,继续增加能量后去除速率开始下降,原因是适宜的能量会增加微生物细胞壁和细胞膜的通透性,加快基质传递和反应速率,提高微生物活性,但当所施加能量超出其所能承受范围,则会对微生物内部产生损害,降低其活性;3)考察超声能量对胞外聚合物浓度和酶活性影响,在43.20 kJ条件下,多糖、蛋白质和胞外聚合物(EPS)浓度分别提高了18.32%、26.54%和22.05%,氨单加氧酶活性增加19.82%。研究表明,由于低强度超声作用加快胞外聚合物分泌,增加生物酶活性,进而促进了短程硝化污泥反应速率。     

污泥掺烧对焚烧后固体废物污染物排放的影响

在佛山某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾掺烧市政污泥工业试验,分析5%、10%、15%的市政污泥掺烧对电厂焚烧后固体废物中重金属和二噁英排放的影响。结果表明,掺烧污泥使Cd在飞灰中的分布提高了40%以上,但其他重金属的分布特征仍主要受各自沸点的影响。焚烧固废中重金属含量受污泥的引入影响普遍不显著,飞灰中Cu浸出质量浓度上升20%,Ni、Pb、Hg、Cr的浸出质量浓度波动下降;炉渣中重金属浸出质量浓度波动较大。焚烧飞灰中总二噁英含量与污泥掺烧比例成负相关,且与投料中的Cl质量分数成正相关,与S质量分数成负相关。因此,低于15%的污泥掺烧比例不会显著提升焚烧固废中污染物排放浓度。     

Disintegration of municipal waste activated sludge by simultaneous combination of acid and ultrasonic pretreatment

The individual and simultaneous effects of acid and ultrasonic pretreatment on the disintegration of municipal waste activated sludge (WAS) were investigated based on chemical properties of WAS. In the combination of acid and ultrasonic pretreatment methods (ultrasonic-acid pretreatment), lowering pH accelerated and enhanced the disintegration of waste biological sludge. Therefore, the same disintegration efficiency (obtained by ultrasonic pretreatment alone) was achieved by the combined pretreatment in shorter sonication times. Optimum pretreatment conditions were ultrasonic power density of 1.0 W/mL and pretreatment time of 10 min for ultrasonic pretreatment alone, and ultrasonic power density of 1.0 W/mL, pretreatment time of 10 min and initial sludge pH of 2.0 for the combined pretreatment. Sludge disintegration degrees were about 30% and 40% under these optimized conditions, respectively. Optimum sludge concentration was found to be 1.0% total solid (TS) content for the combined pretreatment. As a result, ultrasonic-acid pretreatment has been determined as a new and effective combined sludge pretreatment method to improve the sludge disintegration.     

Physical and chemical characteristics of waste activated sludge treated with electric field

This study investigates the physical and chemical characteristics of sludge treated with controlled levels of electric field. The results indicated that the potential gradient and contact time strongly influenced the physical and chemical characteristics of sludge. Based on the settling velocity measurements, a potential gradient of 6 V/cm with a treatment time of 10 min is recommended as an optimal condition for improving sludge settling. For sludge disintegration, applying a higher potential gradient and a longer treatment time to the sludge are more efficient than applying lower levels. The results of the experiments presented here show that an electric field not only disintegrates sludge and destroys microbial cells but also removes and solubilizes organic substances. Possible mechanisms of electric field treatment are also discussed.     

污泥转移对SBR工艺微生物群落结构及其除磷效能影响分析

采用污泥转移SBR工艺处理以生活污水为基础的合成废水。污泥转移能够强化厌氧生物选择器中聚磷菌的筛选,从而显著提升传统SBR工艺的除磷性能。对比传统SBR,应用荧光原位杂交(FISH)和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)考察了污泥转移SBR中微生物种群结构的变化及除磷特性。结果表明,污泥转移SBR中磷的去除率总体呈上升趋势,稳定在93%左右;而传统SBR中磷的平均去除率为50%。DGGE试验表明,污泥转移SBR首尾样品的相似性系数为36.8%,传统SBR的则为54.7%;污泥转移SBR的香农指数下降率为5.6%,而传统SBR的香农指数下降率为4%。微生物种群在驯化过程中发生了变化,即微生物种群的优势菌在反应器启动阶段被筛选和富集。对比传统SBR,污泥转移SBR中微生物种群的这一驯化现象表现得更为明显。FISH试验表明,污泥转移SBR的聚磷菌占全菌比例在反应器稳定后可达到46%,聚糖菌则稳定在22%;传统SBR稳定后的聚磷菌比例为35%,聚糖菌比例为30%。传统SBR和污泥转移SBR的聚磷菌比例都先沿程增加最后稳定,且聚磷菌是优势菌。污泥转移SBR的聚糖菌沿程减少,聚磷菌抑制了聚糖菌的生长。因此,污泥转移SBR工艺具有筛选大量聚磷菌且抑制聚糖菌的除磷优势。     

FAHP法在污泥板框调理剂综合评价中的应用

提出了一种新的污泥板框调理剂综合评价方法。传统的CST(毛细吸水时间)、污泥比阻、泥饼含水率等指标只能单一地评价泥饼脱水效果,为了实现对调理效果的综合评价,需要考虑药剂调理费用、运输处置成本、设备处理产能、滤液处理难度等多种因素。通过长期采集中试运行数据,考察了3种污泥板框调理剂对设备、泥饼、滤液和运行4个方面17个指标的影响。引入层次分析法和模糊数学综合评价法相结合的模糊层次分析法(FAHP)对3种污泥板框调理剂进行了综合评价,采用层次分析法确定指标权重;采用隶属函数对指标进行无量纲化处理,确定其隶属度,解决了指标间的可综合性问题;最后用加权平均法得出评价综合值,综合评价值表明,在这3种调理剂中,调理剂1的综合效果最优,更适合作为该厂的污泥板框脱水调理剂。     

SBR策略控制活性污泥培养

着重分析了在以SBR方式启动的活性污泥自培养过程周期内的氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、SCOD、pH、DO的变化规律。结果表明,在供氧充足的条件下,出现亚硝酸盐的积累是正常的,也是短暂的;不影响培养过程中对污泥量增长的需要,在周期性进出水过程中,COD的去除率达到80%,氨氮的去除率达到100%。通过对这些指标的分析,对于缩短曝气时间,加速反应器的启动有极大的帮助。     

硫化物对城市污泥中重金属的形态分布与生物有效性影响

以合肥市某污水处理厂污泥为研究对象,研究了Na_2S、(NH_4)_2S改良剂对污泥重金属形态、生物有效性的影响。结果表明:硫化物改良剂可以提高污泥pH值,添加Na_2S和(NH_4)_2S改良剂后的污泥pH值比对照pH值最大升高分别为3.1和1.0;改良剂对污泥中重金属Cu、Zn、Cd、As均有显著钝化作用,利用Tessier连续提取法分析污泥重金属化学形态,2种改良剂均有效降低了污泥中重金属可交换态的质量比,使其向碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等稳定态转化,可交换态Zn、Cd比对照最大降低程度分别达98.8%和98.6%;硫化物处理显著降低了污泥中重金属有效态质量比,硫化物添加量越多,重金属有效态降低幅度越大,其中对有效态Cu、Cd的作用效果更为明显,Cu、Cd有效态最大降低幅度分别为87.3%、52.6%;T3型发光菌发光量试验表明,添加硫化物改良剂后污泥中重金属毒性降低;盆栽试验结果显示,硫化物钝化污泥后青菜地上部和根部重金属积累量大大降低,地上部As、Cd、Cu、Zn最大降低量分别为51.6%、31.2%、17.5%、20.7%,根部As、Cd最大降低程度分别为19.5%、58.1%。