厌氧消化结合双氧水溶胞处理剩余污泥试验研究

通过实验室装置将城市污水厂剩余污泥厌氧消化后进行双氧水溶胞脱水处理,分析组合工艺对污泥脱水性能的改善效果,并探索双氧水调理厌氧消化污泥的最佳反应条件,考察脱水滤液回流与剩余污泥共同厌氧消化对滤液的处理效果,并对组合工艺的产、耗能进行了分析。试验结果表明:厌氧消化污泥在双氧水调理下脱水性能显著改善,厌氧消化过程能减少双氧水用量;双氧水调理厌氧消化污泥的最佳反应条件为:双氧水投加量0.106 m L/g(以干污泥计),p H=3,调理时间60 min,调理温度为常温;污泥溶胞脱水滤液回流处理效果良好,且对污泥厌氧消化过程无明显不良影响;厌氧消化产能不仅能够维持自身反应,还有富余能量供出。     

Fenton催化氧化在污泥减量化中的应用研究

为了解决城市污泥难于脱水的问题,本实验采用Fenton和阳离子PAM联用试剂对污水处理厂的浓缩污泥进行脱水性能研究。对分别单独采用Fenton试剂、阳离子PAM以及Fenton和阳离子PAM联用试剂对污泥的脱水性能进行了对比。探讨了污泥最佳脱水效果的工艺条件。实验结果表明:针对广州某污水处理厂的浓缩污泥,单独投加Fenton试剂对污泥的减量化效果在pH=3、反应时间为120min、30%双氧水投加量为4g/kg污泥、Fe~(2+)/H_2O_2=1:10 (摩尔比)的条件下,达到取佳,可减量20.12%;而单独添加阳离子PAM的减量效果为23.64%;Fenton试剂与PAM联用时,在PAM的投加量为30mg/L时,双氧水投量为4g/kg,减量效果将达到29.63%,且经Fenton试剂处理后的污泥脱水时间为仅经PAM试剂处理后脱水时间的四分之一左右,大大提高了污泥在单位时间里的脱水效率。     

超声波联合PAM对污泥脱水性能的影响

以污泥脱水性能与沉降性能为指标,研究了超声波调理联合PAM对污泥脱水性能的影响。实验结果表明,单独使用超声波调理的最佳调理时间为20 s,此时污泥比阻为0.68×109s2/g;采用PAM对污泥进行调理时,在浓度为0.1%,投加量为100 mg/L时污泥比阻最小,为0.32×109s2/g;采用超声波与PAM联合调理时,利用正交试验得到最适合的组合条件为:调理时间20s、PAM投加量100 mg/L、浓度0.15%。     

污泥调理对其脱水性能的实验研究

以南京某污水处理厂的污泥为研究对象,采用化学调理法及热水解法对污泥进行调理,来改善污泥的脱水性能,从而达到污泥减量化的目的。考察了几种调理剂(Fe2(SO4)3、Al Cl3、PAM)与氧化钙(Ca O)同时作用对污泥的调理效果,确定了各自的最佳投加比例:Fe2(SO4)3与Ca O最佳投加比例为0.4,Al Cl3与Ca O的最佳投加比例为1.3,PAM与Ca O的最佳投加比例为0.27,其中Fe2(SO4)3与Ca O组合调理对污泥脱水性能的改善最好。研究了热水解对污泥脱水性能的影响,表现随着热水解温度的升高,污泥的脱水性能不断得到改善。     

北京市第九自来水厂污泥脱水试验研究

选择不同药剂对给水污泥进行化学调理,通过小试污泥比阻(SRF)初步确定出适宜于高压隔膜压滤过程的污泥调理方案,同时利用中试进行验证。旨在保证污泥高效脱水基础上实现脱滤液回用,以期为自来水厂污泥脱水工艺的选择提供建议。试验结果表明:采用氯化铁和PAC分别与石灰复配投加不仅可以将污泥含水率降至60%以下,同时能够控制脱水后污泥的绝干量。对于所有中试试验,脱水过程中的脱滤液浊度在绝大部分时间内小于0.2 NTU,能够达到回用要求。     

微生物絮凝剂改善污泥脱水性能的研究

从活性污泥中筛选出一株微生物絮凝剂产生菌,该菌在优化培养条件下所产微生物絮凝剂命名为M-127。将M-127用于污泥脱水,并与聚丙烯酰胺、聚合氯化铝以及硫酸铝进行脱水效果对比。试验结果表明,M-127投加量为2mg/L时,污泥沉降性能得到明显改善;该絮凝剂用于污泥脱水的最佳条件是:40mg/LM-127,pH=6.5;在此条件下污泥比阻(SSR)可降至4.71×1010m/kg,脱水率可达96.3%,效果优于PAC、PAM以及Al(2SO)43。     

阳离子聚丙烯酰胺（PAM）改善污泥脱水性能的研究

通过对污泥含水率的测定和滤液蛋白质的测定,考察了阳离子聚丙烯酰胺（PAM）对污泥脱水性能的影响。结果表明,PAM能够改善污泥的脱水性能,最佳的投加量为0.96mg/g,污泥的含水率73.38%。通过激光粒度分析研究PAM对污泥的作用机理,发现投加PAM之后,污泥的絮体变大,占体积分数90%的颗粒粒径大于206.170μm,明显的大于原泥。实验表明,PAM是通过＂架桥吸附＂和＂水化作用＂改善污泥的脱水性能。     

β-环糊精在活性污泥调理中的应用

以东北某城市污水处理厂产生的剩余活性污泥为研究对象,采用β-环糊精(β-CD)作为化学调理剂对污泥进行调理,以改善污泥的脱水性能。以污泥比阻(SRF)为主要指标考察了投药量、pH值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响,并比较了β-CD和聚丙烯酰胺(PAM)两种调理剂的调理效果。实验结果表明:β-CD在温度为25℃,pH为7,混合阶段以150 r/min的速度快速搅拌1 min,反应阶段以50 r/min的速度慢速搅拌5 min,投加量为30.66 mg/g·干污泥时,对活性污泥的调理效果最佳,污泥比阻由5.92×10~(13)降至0.53×10~(13) m/kg。相同调理条件下,PAM或β-CD的投加量均为其各自的最佳投加量时,PAM的调理效果略优于β-CD。     

芬顿试剂与DDBAC联合调理污泥的工艺优化

研究了不同pH值下芬顿试剂(H2O2/Fe2+)与表面活性剂(DDBAC)联合调理对污泥脱水性能的影响,以污泥滤饼含水率(WC)和毛细吸水时间(CST)作为评价指标进行单因素试验,得出pH值以及药剂投加量最佳范围.然后通过以响应曲面优化法(RSM)为依据的Box-Behnken试验,建立了WC和CST减少率二次多项式预测模型,进而得到各影响因素的最优值.结果表明,联合调理过程中pH=3.91,H2O2、Fe2+和DDBAC的投加量分别为47.60, 38.60, 58.20mg/g时, WC降至60.26%, CST减少率升至89.89%, 污泥脱水性能明显改善.同时,在最优条件下进行了验证试验,试验结果与模型预测值基本吻合,表明基于响应曲面法所得的最佳工艺参数准确可靠,对相关污泥处理及条件优化具有一定的指导意义.     

污泥压滤脱水条件的优化研究

采用压滤试验,研究了强压条件下剩余污泥的脱水性能及影响因素,确定了污泥压滤脱水的最佳操作条件。结果表明,随着压力的增加、压滤时间的延长和絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)投加量的增加,所得净滤液量均明显增大。综合考虑脱水效果和经济因素,最佳压滤脱水的条件为:压力0.6MPa,压滤时间30min,聚丙烯酰胺的投加量2.5kg/t干泥。     

Optimizing sludge dewatering with a combined conditioner of Fenton's reagent and cationic surfactant

Enhancing sludge dewatering is of importance in reducing environmental burden and disposal costs. In this work, a cationic surfactant, cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB), was combined with Fenton's reagent for sludge dewatering. Results show that the Fenton-CTAB conditioning significantly promotes the sludge dewatering. Using combined techniques of response surface methodology and uniform design, dosages of Fe²⁺, H₂O₂, and CTAB for water content response were optimized to be 89, 276, and 233?mg/g dry solids (DS), respectively. The water content of sludge decreased from 79.0% to 66.8% under the optimal conditions. Compared with cationic polyacrylamide, the Fenton-CTAB system exhibited superior sludge dewatering performance. To gain insights into the mechanisms involved in sludge dewatering, the effects of Fenton-CTAB conditioning on the composition of extracellular polymeric substances (EPS) and the morphology of the sludge flocs were investigated. The decomposition of EPS into some dissolved organics and the release of proteins in tightly bound EPS facilitated the conversion of bound water to free water and further reduced the water content of sludge cake. After conditioning, morphology of sludge showed aggregation. Overall, the enhanced sludge dewatering by Fenton-CTAB treatment provides an efficient way for management of sewage sludge.     

不同调理剂对厌氧石化污泥脱水性能的影响研究

以厌氧消化后的石化污泥为研究对象,研究聚合硫酸亚铁(PFS)、聚丙烯酰胺(PAM)、聚合氯化铝(PAC)、Fenton试剂对厌氧石化污泥脱水性能的影响,再对调理后的厌氧污泥通过板框压滤机压滤脱水,考察其脱水难易程度。研究结果表明:相比无机絮凝剂PFS、PAC和有机絮凝剂PAM,Fenton试剂(七水合硫酸亚铁加到15,20,25 g/L时,H_2O_2溶液投加量为5 m L/L)的调理效果较好,调理后污泥的毛细吸水时间分别降低至36.82,18.3,27.28 s,污泥比阻分别降低至4.22×1011,1.23×1011,2.45×1011cm/g;采用FPS、PAC、PAM、Fenton(H_2O_2溶液投加量为5 m L/L,Fe SO4·7H2O加到15,20,25 g/L时)调理后的污泥,经过板框脱水后的泥饼含水率分别为68.65%、64.19%、67.21%、57.46%、55.83%、59.36%。由此可见,最优的厌氧石化污泥脱水调理剂为Fenton试剂(Fe SO4·7H2O、H_2O_2投加量分别为20 g/L、5 m L/L),该研究对厌氧石化污泥的高干脱水和减量化具有参考价值。     

H2O2联合PAC对剩余污泥减量化的研究

为提高污水处理厂剩余污泥减量化效果,采用H 2O 2联合PAC技术强化调质与脱水效果,分析了H 2 O 2投加量、反应时间、PAC投加量、初始pH等因素对污泥破解及脱水性能的影响。结果表明:单独投加H 2 O 2,在H 2 O 2体积投加百分比为0.5%、反应时间为10 min的条件下可取得良好的溶胞效果,SCOD溶出率提高了近3倍;H 2 O 2联合PAC有利于污泥脱水性能的改善且不受初始pH(4.5~7)的影响,对于含水率为80%的污泥,调质、真空抽滤后的含水率可下降15%;在H 2 O 2的投加体积比为0.5%、反应时间为10 min、PAC投加量为绝干泥质量百分比2%~7%的条件下,污泥含水率随PAC投加量的增大而降低。     

基于半焦的城市污泥调质与机械压滤脱水

采用污泥调质和机械压滤脱水的实验方法,研究了半焦添加量和压榨压力对基于半焦的城市污泥调质与机械压滤脱水泥饼含水率的影响。结果表明:在相同的实验条件下,城市污泥机械压滤脱水泥饼含水率随着半焦添加量的增加、压榨压力的增大而降低,当半焦添加量为4 g/100 mL污泥（含水95%）,压榨压力为1.6 MPa时,压滤泥饼的含水率由现有的80%左右降至32.19%;基于半焦的城市污泥调质与机械压滤脱水的半工业试验验证了上述结论的正确性,同时发现压滤泥饼的热值由原污泥的7.82 MJ/kg提高到15.29 MJ/kg,可直接代替煤炭燃烧发电。半焦调质城市污泥+机械压滤脱水能实现城市污泥的高效能源化利用,对节约资源,保护环境有重要意义。     

磁性壳聚糖改善污泥脱水性能的研究

采用天然壳聚糖为原料,戊二醛为交联剂,Fe₃O₄为磁核制备磁性壳聚糖,以改善污泥脱水性能.考察了磁性壳聚糖投加量、污泥pH值、调理时间对磁性壳聚糖改善污泥脱水性能的影响,探讨了磁性壳聚糖的作用机理,并通过响应面法研究了磁性壳聚糖和CPAM复配处理污泥对污泥脱水性能的影响.结果表明,保持污泥pH值为6.8时,经20mg/L的磁性壳聚糖调理30min后,污泥比阻（SRF）和含水率（MC）分别由原污泥的13.8×10¹²m/kg和98.7%降低至4.8×10¹²m/kg和75.5%,说明磁性壳聚糖明显改善了污泥脱水性能.响应面实验所拟合的响应值为污泥SRF的二次模型P（Prob>F）<0.05、R²=0.98>0.90,响应值为污泥MC的二次模型P（Prob>F）<0.05、R²=0.95>0.90,表明模型显著,且实验设定变量之间的相关性较好.根据响应值的分布情况,确定污泥脱水的最佳条件为磁性壳聚糖18mg/L、CPAM26mg/L、调理时间27min,相应SRF和MC分别为3.3×10¹²m/kg和59.5%,污泥脱水效果较单独采用磁性壳聚糖或CPAM时得到了明显的提高.     

Effects of alkalinity on interaction between EPS and hydroxy-aluminum with different speciation in wastewater sludge conditioning with aluminum based inorganic polymer flocculant

Extracellular polymeric substances (EPS) form a stable gel-like structure to combine with water molecules through steric hindrance, making the mechanical dewatering of wastewater sludge considerably difficult. Coagulation/flocculation has been widely applied in improving the sludge dewatering performance, while sludge properties (organic fraction and solution chemistry conditions) are highly changeable and have important effects on sludge flocculation process. In this work, the alkalinity effects on sludge conditioning with hydroxy-aluminum were comprehensively investigated, and the interaction mechanisms between EPS and hydroxy-aluminum with different speciation were unraveled. The results showed that the effectiveness of hydroxy-aluminum conditioning gradually deteriorated with increase in alkalinity. Meanwhile, the polymeric hydroxy-aluminum (Al₁₃) and highly polymerized hydroxy-aluminum (Al₃₀) were hydrolysed and converted into amorphous aluminum hydroxide (Al(OH)₃), which changed the flocculation mechanism from charge neutralization and complexing adsorption to hydrogen bond interaction. Additionally, both Al₁₃ and Al₃₀ showed higher binding capacity for proteins and polysaccharides in EPS than monomeric aluminum and Al(OH)₃. Al₁₃ and Al₃₀ coagulation changed the secondary structure of proteins in EPS, which caused a gelation reaction to increase molecular hydrophobicity of proteins and consequently sludge dewaterability. This study provided a guidance for optimizing the hydroxy-aluminum flocculation conditioning of sludge with high solution alkalinity.     

Fenton复合调理剂对污泥脱水性能的影响研究

通过传统Fenton法、Fenton-表面活性剂法和Fenton-生石灰法进行污泥调理单因素实验.研究各单因素对调理效果的影响情况.对比单因素实验结果得出较合适的污泥调理方法为Fenton-生石灰法.最佳工艺参数是反应时间为30 min,反应温度为30℃,反应pH值为3,H2O2/Fe2+为2.5,Fe2+投加量为20 mg/gDS,Ca2+投加量为40 mg/gDS.经Fenton-生石灰法调理后污泥比阻降至0.58×108 s2/g,污泥脱水性能得到提高.     

稻秸秆制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究

采用水稻秸秆制备微生物絮凝剂,研究了微生物絮凝剂对污泥脱水性能的影响,并通过响应面分析法优化了微生物絮凝剂与聚合氯化铝（Polyaluminum chloride,PAC）复配改善污泥脱水性能的过程.结果表明,制备微生物絮凝剂的最佳条件为：800mL蒸馏水、200mL水稻秸秆酸解液、4g K₂HPO₄、2g KH₂PO₄、0.2g MgSO₄、0.1g NaCl、2g尿素,在此条件下,微生物絮凝剂产量达0.96g/L.保持原污泥pH值,当微生物絮凝剂投加量为12mg/L,干污泥量（DS）较原污泥提高了59.5%,污泥比阻（SRF）降低了53.6%,表明经微生物絮凝剂絮凝处理,污泥脱水性能显著改善.保持原污泥pH值,当PAC投加量为3g/L,干污泥量（DS）为16.4%,高于原污泥的13.2%,污泥比阻为（SRF）5.4×10¹²m/kg,低于原污泥的11.3×10¹²m/kg,说明PAC对污泥脱水性能有着明显的改善作用.响应面分析结果显示,污泥脱水最佳条件为微生物絮凝剂8.1mg/L、PAC 1.9g/L、pH值8.0,相应DS和SRF分别为24.1%和3.0×10¹²m/kg.实际污泥脱水工程中,污泥pH往往不进行调节,保持原污泥pH=6.4条件下,DS和SRF分别为23.6%和3.2×10¹²m/kg,均优于单独采用微生物絮凝剂和PAC时的污泥脱水效果.     

铝、铁、钛3种金属盐基混凝剂调理污泥的性能比较

以铝盐、铁盐和钛盐混凝剂为研究对象,重点比较了3种混凝剂的污泥调理性能.通过测定调理前后污泥比阻、胞外聚合物中蛋白质和多糖的含量变化,结合三维荧光光谱与分子量变化分析及调理前后污泥尺寸大小与颗粒表面形貌变化,系统比较了它们对污泥的调理性能,并揭示了调理机制.3种无机混凝剂的污泥调理能力依次为:聚合氯化铝(PAC)、钛凝胶混凝剂(TXC)、聚合硫酸铁(PFS);调理后,污泥胞外聚合物中蛋白质和多糖含量明显降低;PFS和TXC对有机物的结合能力要强于PAC,疏松结合的胞外聚合物中多糖含量是影响污泥脱水性能的关键因素;调理过程中3种混凝剂所形成污泥颗粒的大小顺序为:TXCPFSPAC,所形成污泥颗粒的大小并非影响污泥脱水性能的关键因素,无机混凝剂电中和能力和与有机物的络合能力共同影响无机混凝剂的污泥调理性能.本研究为污泥调理混凝剂的选取提供了实验和理论依据.     

丝状真菌调理对柠檬酸污泥脱水性能的影响

利用实验室分离的丝状真菌Aspergillus niger SS5对柠檬酸污泥进行了污泥脱水前的生物调理.结果表明,菌液浓度和调理时间是影响污泥脱水性能的主要因素,调理后污泥的脱水性能、沉降性能均有明显改善,调理后的污泥负电荷减少,粒径显著增大,结合水含量比未投加菌液的空白对照降低了近40%.同时,真菌调理显著降低了上清液COD及污泥各EPS层的蛋白质和多糖含量,EPS中蛋白质的降解与污泥结合水含量、D₅₀和Zeta电位显著相关,是影响柠檬酸污泥脱水性能改善的重要因素,且有机物的降解并未导致污泥pH值的显著变化,这和柠檬酸污泥拥有较大的酸碱缓冲容量有关.采用20mL/g DS的Aspergillus niger SS5调理柠檬酸污泥,调理3d可使泥饼含水率降至71.98%,且调理过程无化学药剂加入,更有利于柠檬酸等食品发酵类工业污泥的后续资源化综合利用.