污泥干化过程中苯系物(BTEX)的释放及其致癌风险评价

在模拟污泥干化的条件下,研究了4种类型污水污泥苯系物(BTEX)的释放特征及其影响因素.结果表明,在50-300℃的干化温度范围内,4种污泥的BTEX释放总置在4.20～161.90μg·m-3之间;在温度高于150℃之后,各类污泥中的BTEX释放量大幅增加;而低于150℃的情况下,污泥中BTEX的释放量仅占总BTEX释放量的5.09%.不同温度下污泥的BTEX释放量与其在污泥中的含量之间存在显著的线性关系.不同类型的污泥其所释放的BTEX组分之间具有较大的差别,污泥中BTEX的含量决定其所释放的数量,而其释放强度则取决于干化温度.对污泥释放BTEX进行健康风险评价表明,各类污泥在150～300℃下所释放的苯对暴露人员存在一定的致癌风险,其中女性相对于男性致癌风险更高.控制污泥干化温度可以最大限度地减少BTEX释放,进而降低致癌风险.     

污泥苯酚的释放特征及其风险评价与控制

在测定不同类型污泥中苯酚含量的基础上,通过模拟试验,研究自然状态和不同干化温度下污泥苯酚的释放特征及其影响因素,同时对污泥释放苯酚进行致癌风险评价,并提出收集与控制措施.结果表明,被测污泥中苯酚的含量范围在0.17～3.22μg/g之间,污泥中苯酚含量呈现出随暴露在空气下时间的增加而降低的趋势;污泥在低温干化时,苯酚释放量较低,主要来源于污泥中原有的苯酚,当污泥在较高温度下干化时,释放的苯酚主要来源于污泥的热解作用;杭州市政污泥在350℃干化时的苯酚释放量,对男、女性暴露人员均存在较高的致癌风险.降低污泥干化温度,控制苯酚的释放与扩散,并通过综合处理措施,可以有效地防治污泥干化过程苯酚污染对人体健康造成的威胁.     

污泥干化过程氨的释放与控制

通过模拟试验,深入研究了污泥氨在自然状态和不同温度下的释放特征及其影响因素,并结合污泥低温干化工艺的特点,建立了污泥氨释放的收集与处理系统.结果表明,污泥在储存的四天时间内,氨在空气条件下自然释放的日平均释放量为0.11μg/(g·d),在污泥干化过程中,氨的主要释放量集中在0~30min的早期阶段,氨的释放与水的蒸发同步发生,干化温度决定了污泥氨的释放强度,控制污泥在低温下完成干化过程,是抑制污泥氨释放强度的有效措施.通过多级湿式除尘除气不但可以去除污泥干化时释放的绝大部分氨和其他有害气体(如硫化氢),而且几乎可以去除全部烟尘.     

污泥干化使重金属形态变向稳定的原因分析

在模拟条件下对不同类型污泥进行连续干化,研究了不同干化温度下污泥重金属存在形态的分布特征.同时,通过测定污泥含水率、密度、温度和电导率等物性参数,分析了污泥干化过程重金属形态向稳定态转变的原因.结果表明,污泥中重金属存在形态的分布特征因污泥类型及来源不同而具有明显的差异;污泥干化过程可以使酸溶态、可还原态和可氧化态重金属向残渣态重金属转变;干化过程中污泥物性的改变和部分有机质和硫化物的分解是引起污泥重金属存在形态发生变化的主要原因.研究结果对于深入了解污泥中重金属的环境地球化学行为具有重要的理论意义,同时还可为污泥无害化、减量化和资源化的最终处理提供科学依据.     

污泥热干化过程中主要污染物来源及释放特性研究进展

在污泥热干化过程中,蒸发出的水分经冷凝形成的冷凝废水及不凝尾气是产生的主要污染因素,其中包括COD、氨氮、硫化氢、苯系物等典型污染物组分以及一些较为多见的恶臭组分,对生产环境的影响较大。文章总结了针对污泥热干化过程中污染物的现有相关研究,分析讨论了对污染物释放产生影响的主要因素,并着重归纳了热干化过程中主要污染物的释放机理,以期对污泥热干化工艺的进一步优化提出建议。     

污泥中汞的存在形态及其在干化过程中的动态变化

在测定市政污泥、印染污泥和造纸污泥中汞含量及其存在形态分布特征的基础上,通过模拟实验,系统研究了不同类型污泥中汞存在形态在干化过程中的动态变化,同时分析了污泥中汞含量和各存在形态发生变化的原因.结果表明,市政污泥的汞含量依次大于印染污泥和造纸污泥;污泥中无酸溶态汞和可还原态汞,只存在可氧化态汞和残渣态汞;被试污泥在25~100℃干化时,含水率降低不会导致汞的析出;在100~200℃干化时,污泥中汞含量随温度的升高呈现出缓慢降低的趋势;当干化温度200~300℃时,随污泥中有机质和硫化物的分解,可氧化态汞消失;当干化温度达到400℃时,污泥中汞不复存在.     

OSA剩余污泥超声波处理试验研究

分别采用不同超声功率、超声时间及脉冲比的超声波处理OSA工艺产生的剩余污泥,研究超声作用对细胞内容物的释放、酶活和污泥粒径的影响。研究结果表明,声能密度越大、超声处理时间越长,污泥被破坏程度越大,释放出的有机物浓度也就越高;较低的声能密度在短时间内可以促进微生物脱氢酶活性。从总体上看超声作用会降低微生物的脱氢酶活性和碱性磷酸酶活性;超声处理在较短时间内即可实现对污泥絮状结构的解体,此后污泥颗粒的粒径分布保持相对稳定状态。     

酸碱调节对混合污泥中氮、磷溶出的影响

为了研究不同酸碱调节下混合污泥(初沉池污泥与剩余污泥按约4∶6的比例混合)中氮磷溶出的变化规律,考察了天津市某污水厂的混合污泥在酸性(pH=3.0),碱性(pH=10.0)以及pH值不调节的情况下,在15～20℃水解酸化过程中氨氮(NH4+-N)和磷酸盐(PO43--P)的释放规律。结果表明:对混合污泥进行pH调节可以提高氨氮和磷酸盐的释放量,且混合污泥中氨氮的释放量表现为碱性>对比试验>酸性;磷酸盐的释放量表现为酸性>对比试验>碱性。     

硫酸盐还原菌促进市政污泥厌氧发酵产乙酸

添加各浓度钼酸盐考察不同抑制水平下硫酸盐还原菌(SRB)对市政污泥发酵产酸的作用. 结果表明:在有硫酸盐存在时,未抑制SRB体系中ρ(乙酸)占ρ(总VFAs)的比例可达83%,无丙酸、丁酸积累;而在SRB高抑制水平体系中,ρ(乙酸)只占约40%. 随后以未添加硫酸盐体系为对照,研究了硫酸盐投加方式及在发酵中后期抑制SRB对产物中挥发性脂肪酸(VFAs)成分及其浓度的影响;同时,通过对dsrA酶的编码基因含量定量分析发现,随着硫酸盐的加入,SRB数量速增,产物中丙酸、丁酸先后转化为乙酸,且ρ(乙酸)占ρ(总VFAs)的比例可达90%以上. 添加SRB可作为实现污泥发酵定向累积乙酸的调控手段.      

石灰稳定化污泥恶臭物质释放特征研究

利用污泥-石灰高效混合器制备5%、10%、15%石灰添加量的稳定化污泥,应用Jerome 631-X型便携式硫化氢测定仪、静态吸收等试验方法,分别研究了不同石灰添加比例下污泥还原性硫化物(RSCs)和氨(NH3)的释放特征,并对臭度进行了评价.结果表明:污泥中添加石灰后,RSCs体现出缓释特征;石灰稳定化污泥RSCs的释放量下降明显,连续监测380min后,石灰稳定化污泥处理的RSCs产生量相比等质量原泥处理降低了约85%;恒温培养24h,石灰稳定化污泥的NH3释放量(5.03×10-4mol)相比等质量原泥处理(7.00×10-6mol)提高了约72倍,明显促进了污泥氮向氨气的转化和释放.向污泥中添加少量工业石灰,均匀混合条件下,污泥的臭味强度明显降低,基本达到了抑制恶臭的目的.     

以稻草和污泥为碳源硫酸盐还原菌处理酸性矿山排水

以污泥为硫酸盐还原菌(SRB)接种菌群,分别添加等量稻草和乙醇,研究了SRB以不同碳源处理酸性矿山排水(pH=2.5)的过程及不同碳源对硫酸盐还原和重金属去除的影响.结果表明,在无外加中和剂的情况下,污泥中的碱性物质可在反应开始的1 d内迅速中和酸性矿山排水的部分酸度,使反应体系pH值从2.5升至5.4～6.3,利于SRB的生长.污泥中含少量易被微生物分解的有机物,体系中仅含污泥时,SO24-还原率最低(65.9%).添加稻草可促进SO24-还原(79.2%),因为污泥中的水解菌加速稻草分解,为SRB提供相对充足的碳源.添加乙醇为对照试验的体系中SO24-还原率最高(97.9%).含污泥的反应体系Cu2+去除率均高于99%,SRB驯化前Cu2+的去除主要归因于污泥的吸附作用.以稻草和污泥为碳源可实现低成本酸性矿山排水处理,对矿山环境的原位修复有实际意义.     

硫酸盐还原菌在中水中的分离及生长特性研究

硫酸盐还原菌造成的金属管件腐蚀是一个重要的环境问题。本文通过测定细菌的生长曲线和硫酸盐还原率,研究了硫酸盐还原菌在实际中水中的生长情况以及中水在不同浓缩倍率下离子强度对硫酸盐还原菌生长的影响情况。试验所用单一菌种的硫酸盐还原菌分离纯化自使用城市中水作为循环冷却水补水的北京某热电厂冷却水塔底粘泥,结果显示,在试验条件下,该硫酸盐还原菌在实际中水中可以大量繁殖生长。生长阶段分别为指数生长期、稳定生长期和衰亡期。d3时细菌数量达到峰值,10d时硫酸盐还原率可以达到58.8%。培养环境pH值的变化情况能够反映硫酸盐还原菌的活性:SRB细菌活性强,pH值升高;细菌活性降低,pH值降低。另外,实际中水经浓缩后离子强度的增加对SRB的生长繁殖起到了促进作用。     

SO_4~(2-)对SRB颗粒污泥性能的影响

文章利用取自厌氧折流板反应器中的硫酸盐还原菌(SRB)颗粒污泥,通过间歇试验,研究了不同质量浓度的SO42-对SRB颗粒污泥性能的影响。结果表明,当SO42-质量浓度为2000mg/L,COD与SO42-质量浓度的比值ω(COD)/ω(SO42-)=2时,SRB颗粒污泥的活性最高,此时系统比产甲烷活性(SMA)为406.2mL/g·d,SO42-的去除率达93.4%,Cu2+的去除效率高达97.1%,且Cu2+的去除率与SO42-的还原率呈正相关关系;而ω(COD)/ω(SO42-)=2～4时,COD去除率稳定在88.8%以上,最大去除率在ω(COD)/ω(SO42-)=2.7处。     

胞外聚合物对浸没式膜-生物反应器膜过滤性能的影响

通过浸没式膜-生物反应器（SMBR）处理上海市城市内河水的试验,研究了反应器混合液中和2种疏水性不同的膜上污泥胞外聚合物（EPS）的量、组成、污泥特性及对膜过滤性能的影响.结果表明,混合液污泥中的溶解性EPS和固着性EPS比膜上污泥多,不同污泥的固着性EPS组分中蛋白质（EPSP）/多糖（EPSC）的大小顺序依次为混合液污泥〈亲水膜污泥〈疏水膜污泥.疏水膜污泥中溶解性EPS比亲水膜多,溶解性EPS和固着性EPS量及组分均有很大差异.混合液污泥的EPS流动性大,疏水性膜上污泥EPS的流动性较大.溶解性EPS对污泥特性及膜过滤性能影响较大.SMBR中亲、疏水性膜片上黏附的污泥的相对疏水性分别为53%、59%.比较2种膜片通量的变化发现,疏水性膜污染严重.     

硫酸盐还原菌活性污泥胞外聚合物对环丙沙星的吸附机制

胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)是微生物污泥的重要组成部分,在废水生物处理过程中起着至关重要的作用.通过上流式硫酸盐还原反应器(sulfate-reducing up-flow sludge bed,SRUSB)的连续运行和批次实验评价了硫酸盐还原菌(sulfate-reducing bacteria,SRB)活性污泥对环丙沙星(ciprofloxacin,CIP)的去除以及EPS在CIP去除过程中所起的重要作用.结果表明,SRB污泥可通过吸附和生物降解有效去除CIP,其中吸附是主要去除途径,EPS在吸附过程中起到重要作用.采用三维荧光光谱结合平行因子分析探究了SRB活性污泥的EPS与CIP结合的机制;采用傅里叶红外光谱分析鉴定了EPS中参与CIP结合的主要官能团.EPS主要通过静态猝灭与CIP结合形成EPS-CIP复合物,其中色氨酸和酪氨酸类蛋白质是EPS中主要参与CIP结合的物质,结合常数分别为1.43×104L·mol~(-1)和1.02×104L·mol~(-1);红外分析表明,羟基、氨基和羧基是EPS中主要参与CIP结合的基团.实验结果揭示了SRB污泥的EPS与CIP结合的机制,有助于更好地理解EPS在SRB污泥系统去除CIP,以及其他有机微污染物的过程中所起的重要作用.     

MBR和CAS工艺污泥在贫营养培养条件下的微生物群落结构研究

采用聚合酶链式-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术,研究了膜生物反应器（MBR）和传统活性污泥工艺（CAS）反应器中微生物在贫营养条件下的总细菌群落结构.结果表明,在培养过程中,污泥的微生物种群经历了一个比较明显的变化过程,且以CAS污泥微生物种群的变化更为明显,演替过程中既有原始优势种群的消亡,又有新的优势种群...     

厌氧污泥降解氯酚的驯化及其在驯化过程中的降解动力学

以２种厌氧污泥经４种氯酚的实验室半连续投料驯化试验的结果表明，通过氯酚的驯化可以明显地提高厌氧污泥对氯酚的降解活性和降解速率，消除利用氯酚的滞后期；驯化污泥降解活性的高低与原污泥的活性、菌群类型及氯酚的种类等因素有关；添加微生物易利用有机物，有利于获得高效降解氯酚的驯化污泥；并提出了氯酚在厌氧污泥驯化过程中的降解动力学方程。     

NPnEO在中国北方四城市污水处理厂的污染研究

测定了中国北方4个城市污水处理厂进、出水中壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO,n为聚合度)及其代谢产物的浓度及分布,同时测定了其中2个污水处理厂污泥中上述物质的浓度和分布,初步探讨了NPnEO在城市污水处理过程中的迁移转化行为.结果表明:在4个城市污水处理厂的进、出水及其中2个厂的污泥中均检测到了浓度不等的NPnEO及其代谢产物;NPnEO在各城市污水处理厂都得到了一定程度的降解去除,去除率为23.38%～77.11%,平均为52.86%;NPnEO大分子组分降解成了小分子组分,但并未完全矿化;出水中以壬基酚(NP)、壬基酚一乙氧基醚(NP1EO)和壬基酚二乙氧基醚(NP2EO)小分子组分的浓度高.这些小分子产物都具有比母体化合物更高的毒性,并具有环境内分泌干扰性质,因此污水处理过程不但没有降低反而增加了生态风险,是环境中小分子NPnEO的主要来源;污泥对NPnEO,特别是小分子代谢产物有良好的吸附性能,其在污泥中的浓度水平较高,合理处置污泥避免二次污染值得进一步研究探讨.