污泥流变特性及其变化规律的研究进展

随着我国污水处理厂污泥产量的急剧增加,污泥处理处置的效率亟待提高。传质是影响污泥处理效果最重要的因素之一,而污泥的流变特性对传质效果有决定性的作用,因此污泥的流变特性是污泥处理处置单元设计和运行的重要参数。通过分析不同的流体类型,明确了作为非牛顿流体的污泥既是假塑性流体又是触变性流体。在此基础上,对三种常用的非牛顿流体流变模型,即Ostwald de Vaele模型、Herschel-Bulkley模型和Bingham模型进行比较分析,并系统阐述了污泥流变特性及其变化规律性的国内外研究进展。     

污泥厌氧消化系统消化原料流变特性研究

考察了4种污泥厌氧消化原料的流变特性,研究了原料浓度、温度以及添加餐厨垃圾等因素对污泥流变特性的影响,以期为厌氧消化工艺的设计及设备选用提供基础参数.试验结果表明,脱水污泥、脱水污泥与餐厨垃圾混合物、剩余污泥、剩余污泥与餐厨垃圾混合物4种原料均为假塑性流体,且符合幂律方程.随消化原料固体浓度由1%增至10%,原料黏度升高.剩余污泥和剩余污泥与餐厨垃圾混合物在TS=3%时流变指数最大,而脱水污泥和脱水污泥与餐厨垃圾混合物在TS=5%时流变指数最大.添加餐厨垃圾可以改善污泥的流变特性,使得混合液的流变指数较纯污泥有不同程度的升高,使其更接近牛顿流体.随着温度由15℃升高到55℃,4种原料的黏度呈线性趋势降低,流变指数则逐渐升高,其中脱水污泥的黏度对温度变化最为敏感.     

造纸污泥燃烧、热解与孔结构特性实验研究

对造纸污泥、造纸污泥焦、煤、煤焦热重和压汞实验,以及燃烧、热解和孔结构进行特性分析。通过对实验现象和数据的处理与分析,得到了反应动力学参数和孔结构特性参数。热重实验显示,造纸污泥与煤基本都要经历加热、挥发份析出、挥发份着火及燃烧、固定碳着火及燃烧四个阶段。造纸污泥的燃烧、热解特性与煤有较大差异。造纸污泥在失重分解过程中挥发份所起作用远大于固定碳所起作用。得到了比孔容、比表面积、孔数与孔径分布的关系,造纸污泥、造纸污泥焦的孔隙率比煤、煤焦的大很多。造纸污泥的焦粒属于多孔介质,使得空气易于扩散到其中的气孔中,有利于燃烧。     

UASB反应器处理造纸废水不同高度的污泥特性

为探讨上向流污泥床（UASB）反应器不同高度处的污泥特性,研究了生产性UASB反应器（总高7.2m）处理造纸废水时不同高度的污泥外观形态、稳定性及其产甲烷活性.结果显示,VS、TS、VSS、TSS浓度随着在反应器中取样高度的增加逐渐降低,并在距离反应器底部2.20m高度处出现分层.反应器1.20m和3.45m高度处的溶解性COD值较大（900mg·L-1以上）.反应器1.20m处污泥的稳定性较好（VS/TS较低）,固体浓度较高（TS136g·L-1,VS75g·L-1）,产甲烷活性较高（0.16g·g-1·d-1,以每gVSS中的COD计）,颗粒较大（平均当量直径为308μm）.UASB反应器处理造纸废水不同高度的污泥颗粒外观形态虽有差异,但污泥的生物活性近似.     

造纸污泥混煤燃烧特性及动力学研究

采用综合热重分析法,在不同升温速率及泥煤不同比例混合条件下,开展造纸污泥、煤及泥煤混合物的燃烧热重实验研究.结果表明,造纸污泥的热重曲线存在3个明显的失重区域,分别与2个挥发分析出阶段和1个固定碳燃烧阶段相对应.泥煤混合燃烧过程中,造纸污泥和煤基本保持各自的挥发分析出特性,其燃烧曲线基本位于污泥和煤燃烧曲线之间,且混合...     

农村污水处理强化ABR污泥流变及微生物种群特性研究

研究了强化厌氧折流板反应器（强化ABR）在稳定运行期对农村污水的处理效果以及反应器不同格室内污泥的表观形态、流变及微生物种群特性.结果表明：强化ABR对进水COD的平均去除率达81.05%,其中第1、2格室对进水COD去除起主要作用.反应器不同格室内污泥表观形态存在一定差异,第1、2格室污泥表面微生物以球菌和杆菌为主,第3、4格室则以丝状菌为主;不同格室内污泥剪切应力随剪切速率呈指数增加趋势,而黏度则随着剪切速率的增加而减小,且逐渐趋近一定值.反应器不同格室内的优势细菌以水解、酸化菌为主,而优势古细菌以乙酸型产甲烷菌和氢营养型产甲烷菌为主,优势细菌和古细菌在不同格室内的分布均存在一定差异.研究结果可为强化ABR在农村污水处理中的应用提供科学依据.     

城市污泥的特性及管道输送技术研究

城市脱水污泥常见的处置方式是焚烧、燃烧发电、堆肥后土地化利用和填埋等。无论采用哪种无害化、资源化处置方法,输送环节都是必不可少的。城市污泥管道输送技术是以管道输送设备为核心,融合城市污泥的预处理和处置工艺的集成化系统。通过对城市污泥的流变特性和输送特性实验测试,其流变方程符合幂定律关系式;通过环管实验拟合出了污泥在管道中的阻力损失与输送距离和输送流量之间的关系,经验证,其理论计算和实际测定基本相符,证明管道输送方式能够成功地应用于城市污泥的远距离输送,为城市污泥管道输送系统的优化设计提供了理论依据。     

造纸污泥与褐煤混合燃烧特性及动力学研究

该文通过造纸污泥和褐煤的混合燃烧的热重实验,得到TG和DTG曲线,分析不同混合比例以及不同升温速率(10、20及40 K/min)对燃烧过程的影响,并对燃烧动力学模型的相关参数进行求解,得到了不同燃烧条件下的活化能。研究发现褐煤的燃烧过程有一个明显的失重峰,对应的工况为10 K/min升温速率,其最大失重速率为-7.6%,对应燃烧温度为403.3℃。污泥的燃烧过程分为挥发分和固定碳2个燃烧过程,分别出现在270~575℃和575~727℃之间,采用Coats-Redfern方程计算得到的活化能分别为82.47 kJ/mol和199.26 kJ/mol。污泥与褐煤混合燃烧时,混合试样的最大失重速率随升温速率的提高而增加。通过KAS等转化率及Coats-Redfern方程2种方法分析得出,污泥与褐煤混合燃烧时,污泥的加入可降低混合物着火所需的活化能,降低着火温度,改善燃烧过程。     

造纸污泥流化床焚烧试验研究

本文对某造纸企业提供的一种造纸污泥进行了元素分析、工业分析及热重分析。在此基础上并结合冷态流化试验的结果，在一床层截面积为０２３×０２３ｍ２，总高４４ｍ的热态流化床试验台上对该造纸污泥进行了焚烧试验研究。试验表明，造纸污泥的含水率对燃烧的稳定性有决定性影响：首次报道了造纸污泥在流化床内燃烧时燃烧份额的分布情况，含水率为４０％的造纸污泥在床内及悬浮段的燃烧份额分别为４５％和５５％。试验测定了稳定燃烧工况下的烟气成分，烟气中ＳＯ２及ＮＯＸ、Ｎ２Ｏ的含量很低。通过建立流化床床层热量平衡模型，详细分析了造纸污泥的含水率及一次风率对平衡床温的影响。结果表明，采用分段送风技术，降低一次风率，可以使含较高水分的造纸污泥稳定燃烧，从而可以减轻对污泥脱水工艺的要求。上述研究结果对造纸污泥流化床焚烧炉的设计和运行具有实际指导意义。     

造纸污泥生物炭对四环素的吸附特性及机理

以造纸污泥为原料,在限氧条件下,通过控制热解温度(300,500和700℃),制备生物炭(SBC300、SBC500和SBC700),比较了3种生物炭的基本理化性质;以四环素(TC)为目标污染物,研究了造纸污泥生物炭(SBC)对TC的吸附特性及机理.结果表明,SBC对TC的吸附以化学吸附为主,吸附平衡时,SBC300对TC的去除率最低,为38.8%,SBC700的去除率最高,为54.1%;同时Langmuir模型能更好地描述此吸附过程,且最大吸附量依次为SBC700(63.8mg/g)>SBC500(50.6mg/g)>SBC300(40.0mg/g).热力学分析表明,SBC对TC的吸附为自发且吸热的过程.pH值影响TC的存在形态及SBC的表面带电情况,对吸附过程有较大影响.通过吸附等温线分解法定量描述了表面吸附作用及分配作用的贡献率,结合FTIR分析,表明SBC对TC的吸附可能是分配作用、静电作用、氢键作用、π-πEDA作用及离子交换作用等共同作用的结果.     

造纸污泥太阳能干化处理工艺设计

太阳能作为一种清洁能源,将其应用在造纸污泥干化中,与传统干化工艺相比具有能耗低、无污染、运行费用低廉、操作简单、运行安全稳定、干化后的污泥仍保留原有的价值等特点。以某造纸污泥的干化为例,介绍了该工艺的工作原理及流程、工艺单元设计等。     

造纸污泥中木质素的提取及其改性研究

针对木质素的特性,从造纸污泥中用酸析法提取,提取产物进行磺化改性,探讨了反应温度、时间、pH值等因素对磺化产物的影响。研究表明,磺化反应的适宜条件为木质素∶亚硫酸钠=4∶3、pH=10.5,80～90℃下加热4h,FeCl3可作为木质素磺化反应的催化剂。改性产品经测定,表面活性有明显提高,各项指标基本符合国家标准。     

从造纸污泥中提取木质素制备缓蚀阻垢剂

以造纸污泥为原料,用碱溶酸析法提取其中的木质素,对木质素进行磺化改性后,与有机磷、锌盐等进行复配,以提高缓蚀阻垢效果。探讨了主原料配比、药剂投加量、反应温度、反应时间等对药剂性能的影响。结果表明:由该法制备的缓蚀阻垢剂性能较好,为造纸污泥的综合利用提供了一条新途径。     

厌氧折流板反应器(ABR)的水动力学及污泥特性

ABR作为一种新型的厌氧反应器工艺 ,具有许多优良的性能 ,如良好的水力条件及抗冲击能力、简单的构造、良好的生物种群分布及处理效果等。目前 ,其在不同废水处理中运行效果已得到越来越多的研究和实际应用。在此就该工艺的水力流态及污泥性能作了探讨     

高密度污泥工艺在水处理中的应用

高密度污泥水处理工艺可使污泥生成量减少到十分之一左右，极大地减轻了污泥处理的负担；污泥的沉降和脱水性能得到改善，有可能不再需要投加混凝剂的工序。     

不同絮凝剂对活性污泥特性及除污效能的影响研究

为了研究絮凝剂对污泥特性及除污效能的作用结果,考察了SBR反应器中投加聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)和阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对污泥特性及COD、NH_4~+-N和TP去除效果的影响。结果表明:投加10 mg/L PAC会导致活性污泥沉降性能变差,降低了微生物对污染物质的分解能力;投加0.1 mg/L CPAM和10 mg/L PFS能够改善活性污泥菌胶团和絮体结构,使得活性污泥的吸附效能和沉降性增强。     

高浓度活性污泥法处理啤酒废水最佳污泥负荷的研究

通过试验研究高浓度活性污泥法处理啤酒废水最佳污泥负荷的取值范围 ,利用SAS软件系统进行试验数据的统计分析、建立相关的数学模型 ,并利用工程数据加以检验。     

圆盘干燥深度脱水污泥的中试研究

采用正交实验法对圆盘干燥机干燥过程进行研究,测定了干燥机传热系数、干燥机扭矩、污泥干燥量和干燥热效率,探讨了蒸汽压力、干燥机转速和加料机转速对其影响规律。实验系统的质量和热量平衡校验表明,实验数据具有较强的可靠性。分析测试了污泥冷凝水和干燥废气的污染物排放特性,污泥冷凝水样中COD和NH3-N浓度随着干燥机转速的增加而下降,干燥废气中的含硫气体浓度随着圆盘表面温度的上升而增大,光氧气体处置装置对含硫废气有着较好的处理效果。     

油罐底泥的脱水性能实验

以胜利油田胜利采油厂两种油罐底泥为研究对象,采用实验室压滤装置进行了压滤脱水实验研究。1号油泥干基含油率20.97%、固体平均粒径289.2μm,2号油泥干基含油率45.41%,固体平均粒径45.36μm。研究发现:1号油泥无需添加任何助滤剂即可实现顺利脱水,过滤比阻在1×1011m/kg左右,滤饼压缩性指数为0.09。2号油泥需添加干基油泥0.15倍以上的TSM助滤剂方可实现脱水,TSM投加量增大有助于滤饼比阻降低,并减弱滤饼的可压缩性。含油率和固体粒径是影响罐底泥脱水性能的重要因素。     

城市污泥与煤或玉米秆混烧特性及动力学研究

利用热重分析法对城市污泥分别与煤或玉米秆混烧特性进行研究。结果表明:城市污泥燃烧过程存在挥发分析出和燃烧阶段及挥发分和固定碳燃尽阶段两个主要失重区间。城市污泥着火温度低,燃烧温度范围宽,失重速率低,燃尽性能特性指数Cb和综合燃烧特性指数SN性能均低于煤和玉米秆。掺混煤或玉米秆燃烧会改善城市污泥的燃尽特性和综合燃烧特性。采用积分法(Coats-Redfern方程)计算各阶段燃烧反应的动力学参数。混合试样中污泥含量增加,挥发分燃烧阶段活化能减小,固定碳燃烧阶段活化能增加。