超声波溶胞预处理对污泥溶出物和分形结构的影响

为了强化好氧系统中污泥隐性生长对污泥减量的作用,研究了超声波溶胞预处理后污泥溶出物和微观分形结构的变化。探讨了污泥上清液溶解性化学需氧量(SCOD)和污泥粒径(d_(0.5))、比表面积(SSA)、分形维数(D2、D3)等随超声时间和声能密度的变化特征。结果表明,SCOD随声能密度和超声时间增加而增加,能较好地反映污泥的溶解状态。在超声时间5 min、超声脉冲比1∶1的固定条件下,声能密度0.6 W/m L为d_(0.5)和SSA变化的转折点,当声能密度小于0.6W/m L时对d_(0.5)和SSA作用明显,而大于0.6 W/m L时对d_(0.5)和SSA作用微弱。在声能密度0.6 W/m L、超声脉冲比1∶1的固定条件下,1~5 min内SCOD溶出明显提高,超声对污泥溶胞效果较好,5 min后污泥溶胞效率很难进一步提高。皮尔逊相关性分析表明,SSA和D3分别与SCOD呈现显著的相关性。SSA和D3反映了污泥结构的密实程度和溶出状况,因此,可以在线监测微观结构参数SSA和D3来间接反映污泥溶胞效果,从形态学角度为污泥后续处理处置提供前期指导。     

二氧化氯氧化污泥减量试验研究

通过静态对比试验对ClO2对污泥的溶胞作用进行了研究,同时通过动态对比试验,考察了ClO2在活性污泥法污水处理系统进行污泥减量的能力以及对出水水质的影响.结果表明:ClO2对活性污泥具有溶胞作用,ClO2最佳投加量为每g干污泥10.0 mg左右,ClO2氧化污泥后回流能使活性污泥处理系统1个月不排泥而曝气池的污泥浓度较为稳定,污泥减量率达到100%.实行ClO2氧化污泥减量后,系统的出水水质受到了一定的影响,出水CODCr由52 mg/L上升到76 mg/L,出水浊度和色度也相应地有所升高.     

EM菌原位污泥减量及其对污泥产率的影响

活性污泥法产生的剩余污泥处理困难且易造成二次污染,本研究通过外加effective microorganisms(EM)菌剂丰富污泥中微生物种群,延长微生物种群食物链,达到降低污泥产率的目的。实验主要研究了菌液投加量、操作温度等参数对活性污泥工艺中的污泥产率的影响,确定最佳操作条件为:菌液与污水比例为0.005%;最佳温度是30℃;停留时间根据工艺过程在6~18 h范围内选择。通过污泥增殖实验和内源代谢实验确定了微生物生长动力学参数:外加EM菌组污泥衰减系数为0.005 4,真实生长比率为0.356 8;未加EM菌的空白对照组衰减系数为0.004 7,真实生长比率为0.426 6,结果表明外加EM菌可增大污泥系统的内源代谢速率,有效降低污泥产率。     

溴氰菊酯降解菌的筛选及其降解特性研究

以过期变质的溴氰菊酯农药为供试材料,采用细菌培养基初筛后,依据气相色谱法测定溴氰菊酯选择性培养基中溴氰菊酯降解率的复筛结果,筛选出2株(X_(09)、X_(20))溴氰菊酯降解菌.结果表明,过期变质的农药同样是筛选农药降解菌的重要资源;筛选出的2株溴氰菊酯降解菌X_(09)、X_(20)分别隶属于肠杆菌属(Enterobacter sp.)和假单胞菌属(Pseudomonas sp.).其降解温度为20～35℃,降解pH值为6～10.2株降解菌在培养温度为30℃条件下,溴氰菊酯降解率分别为65.6%和48.4%;在pit值为7.0条件下,溴溴氰菊酯的降解率分别为68.1%和49.5%;加大接种量(20%-25%)可以提高X_(09)的溴氰菊酯降解率(69.1%),添加1%的牛肉膏、葡萄糖、蔗糖可显著提高X_(20)溴氰菊酯降解率(69.3%).     

A~2/O联合臭氧污泥减量技术的改造研究

研究了臭氧化污泥减量技术联合A~2/O、倒置A~2/O与传统A~2/O在出水和污泥产率上的变化。结果表明,臭氧化A~2/O、臭氧化倒置A~2/O的出水与传统A~2/O相比未出现恶化,它们对COD和含氮物质的去除率分别为87.4%,53.7%和93%,66.5%,存在倒置A~2/O对臭氧混合液中有机质及含氮物质的利用率较A~2/O高的可能。试验按每克SS投加0.05 g O_3对A2/O与倒置A~2/O产生的约60%剩余污泥处理时,在短期内未造成出水磷含量的大幅升高,并且出水磷含量受臭氧混合液DO、二沉池底部DO的影响,两系统的污泥产率分别较传统A~2/O降低50%,56%。     

SRT对A2/O-MBBR工艺中聚磷菌特性的影响

采用强化生物除磷系统(A~2/O-MBBR)联合工艺,在不同污泥龄(SRT)(20 d、15 d、10 d、6 d、3 d)的条件下,考察A~2/O系统各区聚磷菌生化代谢特性的变化。结果表明,A~2/O-MBBR联合工艺采用双泥系统,分相培养了硝化菌和聚磷菌,该系统的微环境有利于自养型硝化菌的生长和积累,硝化反应已不是A~2/O-MBBR联合工艺运行的限制因素,SRT缩短对系统中总氮(TN)、化学需氧量(COD)去除效果影响不大,可溶性正磷酸盐(SOP)去除率随SRT缩短而逐步上升,SRT为3 d时去除率最大为94%。聚-β-羟基丁酸(PHB)是聚磷菌(PAOs)去除污染物所需碳源和能量的中转站,在胞内聚合物与能量转化过程中起重要作用,不同SRT下胞内聚合物的代谢含量与释磷、吸磷含量有密切关系,代谢量越多,释磷、吸磷量越多。SRT为6 d时,厌氧段聚磷菌具有最佳的释磷性能,形成了具有显著释磷作用的菌种。缺氧区胞内聚合物代谢规律与好氧区相似,对于反硝化聚磷菌来说,在SRT为10 d时对PHB的利用率最高,代谢活性最好;而对于传统聚磷菌来说,在SRT为6 d时其代谢性能最佳,且聚磷菌占全菌比例最大。短泥龄条件有利于提高胞内聚合物的单位污泥质量分数、驯化出积累PHB质量分数较高的微生物种群,其中SRT为6 d时各胞内聚合物含量最高,A~2/O-MBBR联合工艺的处理效果最佳。     

超声预处理对污泥电脱水特性的改进

探讨超声波预处理对污泥电脱水性能的影响,并找到超声波预处理能够对电脱水产生促进作用的最佳工况。以天津市纪庄子污水处理厂的污泥为研究对象,采用自制的超声预处理电渗透污泥脱水装置进行试验,考察超声波声强和作用时间等因素对污泥电脱水效果的影响。试验开始前对污泥在0.1 MPa压力下进行机械预压0.5min,使污泥挤压密实,以保证电流和超声波在污泥介质中能够均匀平稳地流通。在整个脱水过程中机械压力恒定在0.1 MPa,总作用时间为5.5 min;电脱水过程中电压控制在60 V(泥饼厚度为2 cm),总作用时间为5 min。结果表明,在固定频率20 k Hz、相同电场和压力场作用下,适当的超声波声强和预处理时间能够对电渗透脱水产生积极作用,且超声预处理的最佳作用工况为声强0.510 W/cm2(功率40 W),超声预处理3.5 min。在最佳作用工况下,污泥脱水率达到24.35%,同时减缓了电流的衰减速率,增强了电脱水的效果。     

BDE209好氧降解菌的筛选及降解特性研究

为了有效修复广东省贵屿镇环境中十溴联苯醚(Pentabromophenyl ether,BDE209)的污染,从该地区的环境样品中筛选出1株在好氧条件下以BDE209为唯一碳源和能源生长的降解菌J-1,根据菌株的形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析,鉴定为苏云金芽孢杆菌( Bacillus thuringiensis ).通过考察不同的环境因素对菌株生长及其降解能力的影响,确定该菌适宜的生长条件为:pH=6.0～9.0,温度30 ℃,溶氧量4.55～7.50 mg/L.降解BDE209的最佳条件为:pH=8.0,温度30 ℃,溶氧量5.94 mg/L.投菌量的增加能较大幅度地提高该菌对BDE209的降解效果.不同的共代谢底物对菌株降解BDE209有不同的影响,乳糖和蔗糖能促进其对BDE209的降解.当体系中存在低质量浓度的Cd2+时(≤5 mg/L),该菌对BDE209的降解效果得到提高.     

含油污泥石油醚浸提技术研究

采用石油醚浸提技术对含油率为50.1%的污泥进行处理,以回收原油.当温度为45 ℃,搅拌时间为5 min,水加入量为20 mL(pH值为9),石油醚加入量为9 mL时,油去除率为93.70%.采用气相-质谱(GC-MS)联用仪对石油醚浸提回收的废油进行定性分析并与原油进行了对比,证明该工艺可以有效保证回收废油的油品质量.     

含油污泥中不同族组分的脱附特性研究

针对含油污泥的热水脱附处理方法,在优化脱附工艺条件下,研究不同单组分脱附剂对含油污泥中各族组分的脱附特性,并据此复配脱附剂,研究各复配脱附剂对含油污泥中不同族组分的脱附特性.结果表明,聚氧乙烯型非离子表面活性剂对含油污泥的脱附效率优于多元醇型非离子表面活性剂; 各脱附剂对饱和烃、芳烃的脱附效率高于对胶质沥青质的脱附效率; 带脂肪链的脱附剂对饱和烃的脱附效率较高,带苯环的脱附剂对芳烃的脱附效率较高; 脱附剂亲油基与族组分的亲和性越强,脱附剂对该族组分的脱附效率越高.研究表明,根据各单组分脱附剂对不同族组分的脱附特性复配高效脱附剂的方法可行,复配脱附剂NP-8 5 & AEO-8 5对含油污泥的脱附效率可达89.40%.     

活性污泥缓冲性能研究

探索一种新的参数,使之能够较为全面地反映活性污泥的性质,简化活性污泥评价系统.通过测定不同活性污泥的pH值和ORP(氧化还原电位)缓冲容量,研究污泥缓冲能力及与污泥性质的关系,探索它成为评价活性污泥系统参数的可行性.结果表明,活性污泥对酸、碱、氧化剂和还原剂有一定的缓冲能力,其缓冲容量与污泥性质有相关性,且缓冲容量高的污泥的沉降性、脱水性和絮凝性好,即活性污泥水处理和后期污泥处理容易进行,因此,可将污泥pH值和ORP缓冲性能作为评价污泥系统的参数.研究表明,污泥pH值和ORP符合能斯特方程的线性关系.     

污泥干化芦苇床中芦苇内生菌群多样性研究

以污泥干化芦苇床中芦苇内生菌的多样性作为主要研究对象,结合16S rDNA高通量测序技术与PCR-DGGE技术,对污泥干化芦苇床和天然湿地中污泥菌群及芦苇内生菌群多样性进行了比较分析。结果表明,污泥干化芦苇床芦苇内生菌的细菌类群包含了20门、30纲、73目、152科、467属、1 167种细菌。其中变形菌门(65.6%)和拟杆菌门(25.5%)占绝对优势,γ-变形菌纲是丰度最高的纲,占总数的43.4%;排前20位的优势菌种相对百分比之和为46.5%,分属于所对应的18个属、12科、10目、6纲、3门。DGGE分析表明,污泥干化芦苇床中的污泥和芦苇内生菌优势菌群的种类与天然湿地相比差异显著;同时由于污泥的影响,芦苇内生菌群种类也发生了较为明显的变化。     

溶氧对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化脱氮的影响

好氧颗粒污泥外表和内在的不同溶氧(dissolved oxygen,DO)水平分别适合硝化和反硝化微生物的生长,形成具有同步硝化反硝化功能的脱氮体系.DO水平对颗粒污泥内部厌氧好氧区域的构成有影响,改变DO可以研究氧对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程的影响.结果显示,反应系统在一定DO参与下对有机物的去除效率较高,各种条件下均能达到90%左右;高DO(≥3.0 mg/L)提高硝化速率,但易造成反应过程中NO2-和NO3-的积累;低DO(≤2.0mg/L)下反应积累的硝化产物少;在颗粒污泥同步硝化反硝化反应过程中适当控制供氧,可减少运行过程中N2O的排放.实验条件下,控制DO在1～2 mg/L为佳;在低DO情况下,NO2-通过短程反硝化反应直接还原为气态的N2O和N2;高DO情况下,大部分NO2-以全程反硝化方式还原为气态氮.好氧颗粒污泥具有良好的硝化反硝化能力,而DO对硝化反硝化过程有很大的影响,且低DO更有利于氮的去除和N2O排放量的降低.     

油田含油污泥掺煤资源化试验研究

为使含油污泥和煤混烧在实际工程中得到应用,实现含油污泥资源化,对含油污泥和煤进行工业分析、元素分析,并对含油污泥的重金属浸出液特性进行分析,同时研究了含油污泥的燃烧特性.结果表明,含油污泥燃烧过程主要分为2个阶段,其中第1阶段为脱水干燥和挥发分析出阶段,在差热分析曲线(DSC曲线)上存在1个吸热峰和1个放热峰,含油污泥减少质量可达75％;第2阶段为挥发分燃烧和固定碳燃烧阶段,在DSC曲线上有1个放热峰,含油污泥的总失重率为92.86％,充分实现了减量化.探讨了掺煤量、粒径和煤种等因素对型煤燃烧性能的影响,发现与含油污泥直接燃烧相比,污泥与大同煤按1∶4质量比混合制得的粒径为15 mm的污泥型小球在马弗炉中燃烧时,起燃时间早,燃烧时间较长,且火焰长度适中稳定,黑烟产生量少,燃烧性能明显改善,同时能够满足在链条炉中燃烧的要求,使含油污泥资源化利用效果更好.     

磷酸钙盐法回收剩余污泥超声波处理上清液中磷的研究

在污泥减量化处理中,细胞微生物中的碳氮磷等会释放到上清液中。为了对上清液中的磷进行有效回收,在前期研究的基础上,以生物厌氧好氧除磷(An/O)工艺的剩余污泥超声波处理上清液为研究对象,考察了磷酸钙盐(HAP)法的磷回收效果。结果表明:HAP法反应较快,5 min时反应基本完成;初始pH值在8.5～10.0时,回收率均可保持在较高水平;最佳钙磷比(Ca2+/PO34--P)为3.87。在以上最佳工艺条件下,总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)的回收率分别达到88.4%、94.0%,同时对上清液中的有机物、氮也有一定的去除。     

剩余污泥制备活性炭吸附剂及其应用研究

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭吸附剂,同时对比不同活化剂活化效果,并对影响活化产物吸附性能的因素进行了研究.结果表明,化学活化法制备的活性炭吸附剂性能较好,最佳活化剂为ZnCl2与H2S04复配试剂.其最佳制备条件为:活化剂ZnCl2与H2SO4浓度均为5 mol·L-1(ZnCl2与H2SO4复配比例为2:1),活化温度550℃,固液比1:2.5,活化时间2 h.制备的活性炭吸附剂碘吸附值为488.02 mg·g-1,得率为86.6%.活性炭吸附剂比表面积为144.47m2·g-1,孔体积为0.05 mL·g-1,微孔体积为0.02 mL·g,平均孔径为38.51 nm.热分析干污泥在244.62℃失重(约为34 19%),失重成分主要是污泥中的有机物挥发组分.采用制备的活性炭吸附剂处理城市污水,COD去除率较高,污水色度也有了较大改善.     

以SRB颗粒污泥为载体的硫酸盐型厌氧氨氧化的启动研究

采用复合式厌氧折流板反应器(HABR),研究先驯化硫酸盐还原菌(SRB)颗粒污泥、再以之为载体进行硫酸盐型厌氧氨氧化的启动,通过NH_4~+-N、SO_4~(2-)、COD等指标的变化探讨启动的效能。在7pH8.5、温度为(32±1)℃的条件下,采用低负荷启动方式,以CH_3COONa为有机碳源,通过逐步缩短HRT提高进水负荷来驯化培养硫酸盐还原菌颗粒污泥。结果表明,SO_4~(2-)与COD去除效果逐步达到稳定,最高去除率分别为86.2%和68.8%,S0全程积累并趋于稳定,经过60 d的驯化,SRB颗粒污泥平均粒径达到3 mm,硫酸盐还原反应启动成功。之后以驯化成熟的SRB颗粒污泥为载体,保持COD为50 mg/L,通过提高进水中NH+4-N和SO2-4负荷的方式启动硫酸盐型厌氧氨氧化。结果表明,NH_4~+-N和SO_4~(2-)去除效果逐步上升并稳定在50%以上,最高分别达到52.5%与53.7%。硫酸盐型厌氧氨氧化成功启动。