Fenton试剂调理污泥的研究进展

提高污泥脱水性能是污泥减量化的关键,污泥脱水前进行调理可提高其脱水性能。近年来,Fenton试剂被认为是有效的污泥调理剂。综述了近十年通过Fenton反应调理污泥以提高污泥脱水性能的研究进展。从污泥自身性质出发,分析影响污泥脱水性能因素,阐述Fenton反应调理污泥的机理;探讨Fenton反应调理污泥的影响因素和最佳条件;总结近年来针对Fenton反应调理污泥过程的问题而出现的Fenton与其他方法联用的技术。最后,对基于Fenton反应的污泥调理技术的研究方向提出了建议。     

Fenton试剂与CPAM联合调理对污泥脱水效果的影响研究

含水率是影响污泥处置效果与成本的重要因素,通过泥饼含水率、上清液COD、蛋白质、多糖质量浓度、污泥粒径等指标,研究了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和Fenton试剂单独及联合调理对污泥脱水效果的影响,初步探讨其调理机制.结果表明,CPAM阳离子度越高,脱水效果越好,且酸性条件有利于改善CPAM的污泥脱水效果.Fenton试剂H2O2投加量越高,污泥脱水效果越好.Fenton试剂与CPAM联合调理时污泥脱水效果更为显著,投加FeSO4=2 g.L-1、H2O2=6 g.L-1,污泥含水率由原泥的85.5%降低至76.7%,再投加CPAM 3 kg.t-1联合调理后污泥含水率降至74.8%.Fenton试剂对胞外聚合物的破解作用使污泥粒径变小,比表面积增大,释放部分的吸附水和内部水;CPAM与Fenton试剂的联合调理,将分散的污泥絮体凝聚,污泥平均粒径由35.16μm增至50.50μm,比表面积由未加入CPAM的0.39 m2.g-1降至0.20 m2.g-1,联合调理对污泥脱水效果的改善作用优于单一絮凝剂调理.     

污水污泥热解过程与产气特性的实验研究

采用热失重分析的方法研究南昌市污水处理厂的两种污泥的热解，得到了两种污水污泥的TG—DTG曲线；采用电阻炉对污水污泥进行热解产气实验。实验结果显示，污水污泥热解主要分为三个阶段：水分析出阶段、挥发分析出阶段和无机物分解阶段。热解气体的成分有CO2、CO、H2、CH2、C2H4和C2H6，低温时主要成分是CO2，随着实验中热解温度的升高CO2的含量减少，而H2和CO的含量上升。     

机械化学预处理干污泥快速热解产气特性研究

针对干化污泥热解致密结构破解及催化剂注入难、活性低的问题,采用温和条件下机械化学预处理方法实现CaO催化剂的活化和掺入。为优化机械化学预处理条件,使污泥在热解过程中产生更多高品质热解气,该试验研究不同磨球直径、球磨时间、剂料比(催化剂与污泥质量比)对污泥快速热解气组分分布和产气率的影响。结果表明:剂料比为1∶1的情况下,单独采用小球(直径6mm)球磨3 h的污泥产气率最高,达30.35%,其中CH_4、H_2、CO所占比例之和高达88.42%,产气热值为152.3 kJ/m~3。     

污泥电解脱水过程中泥饼厚度变化研究

污泥电解脱水具有独特优势,但同时伴随电耗高、时空产率低等问题。为实现能耗优化,以污泥电解脱水过程中泥饼厚度的变化为切入点,通过小试装置原位探究厚度变化规律以及厚度变化与含水率之间的关系,通过观察垂直电场作用下厚度的变化,使含水率的变化更加直观和可控,并从密度和含水率入手,对厚度变化的机理进行简要分析。结果表明:电解脱水过程中泥饼厚度变化具有一定规律,当泥饼初始厚度较小时,泥饼厚度随含水率的降低而减小;当泥饼初始厚度较大时,泥饼厚度随含水率的减少呈先增大后减小的趋势。     

Fenton氧化联合氧化钙调理对污泥脱水的机理研究

探讨了使用Fenton氧化联合氧化钙全过程(第一阶段:使用硫酸调节污泥p H值;第二阶段:投加Fe2+;第三阶段:投加H2O2;第四阶段:投加氧化钙)对污泥脱水效果及物理化学性质的影响.结果表明,酸化处理可以改变絮体的大小,降低Zeta电位,分散絮体,同时去除部分胞外聚合物(EPS),进而改善了污泥脱水性能.此外,在Fenton氧化的过程中,污泥颗粒、Zeta电位、EPS和比阻(SRF)均呈现逐渐减少的趋势,同时生成氢氧化铁胶体会覆盖在污泥颗粒表面,形成保护性的硬壳,进而使污泥的脱水性能大幅提高.当加入氧化钙时,形成稳定的刚性的结构使污泥颗粒重新聚合,促使生成多孔的脱水通道.中试结果阐明,Fenton氧化过程是实现污泥的深度脱水的关键,并表明各个阶段污泥脱水过程中产生的滤液水质状况.总的来说,本研究提供了在高压下实现污泥深度脱水的新思路,包括:絮体酸溶分散与重聚-保护性氧化-骨架构建.由此看来,Fenton氧化联合氧化钙是一种相对温和且有效的污泥调理方法.     

城市污泥脱水速率与泥饼含水率的表征差异性研究

通过试验获得了多种不同来源污泥的脱水表观指标值(比阻和粘度)与脱水性能参数值(脱水速率和滤饼含水率),并对其相关性进行了研究分析.研究结果表明,采用常规的表观指标表征污泥的脱水性能存在差异性,污泥比阻(SRF)可以很好地表征污泥的脱水速率,与其呈良好的负线性关系(调理前:R2=0.914,调理后:R2=0.839),而SRF与滤饼含水率的线性关系不显著,只能进行辅助或定性分析.粘度可以很好地表征污泥滤饼含水率(调理前:R2=0.936,调理后:R2=0.843);但仅在高粘度水平下,粘度与污泥脱水速率才表现出负线性关系,但拟合度较低(R2=0.647),在低粘度污泥体系中,粘度不是影响污泥脱水速率的关键因素.     

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.     

化学法调理生化污泥脱水效果研究

针对城市污水处理厂的生化污泥含水量较高不利于后续处理的问题,采用次氯酸钠氧化法、芬顿(Fenton)氧化法及Fenton+氧化钙(CaO)联合法,通过单因素分析法优化工艺条件,对污泥进行脱水处理试验研究。结果表明:在优化工艺条件下,使用次氯酸钠对生化污泥进行氧化后,污泥含水率可由89.90%降至78.44%,产生滤液的质量约为污泥质量的50%;在Fenton氧化体系中,污泥的含水率可由89.90%降至65.32%,产生滤液的质量约为污泥质量的60%;而在使用Fenton+CaO联合法调理后,污泥的含水率可降至51.06%,产生滤液的质量约为污泥质量的56%。在Fenton氧化体系中加入CaO促进了铁离子的水解,氢氧化铁-硫酸钙与过量的硫酸钙结晶析出晶体,构成的刚性骨架在污泥中形成大量透水通道,提高生化污水的脱水性能。综合考虑污泥脱水效果和药剂成本,确定污泥脱水的最佳调理方法为Fenton+CaO联合法。     

Fenton试剂处理稻壳热解发电含酚废水的实验研究

稻壳热解发电含酚废水是稻壳热解发电过程中产生的各种废水的集合,它是一种有毒、有害废水,会对环境产生污染。本文在微波条件下进行了正交实验研究和单因素实验研究,发现pH值、反应时间、H2O2浓度、FeSO4浓度等因素对反应有影响,而且其影响程度从大到小为：pH值、FeSO4浓度、H2O2浓度、反应时间。实验得出了最佳条件：pH值为3,反应时间为7min,H2O2浓度为1500mg／L,FeSO4浓度为120mg／L,微波功率为400W。处理后水样的COD去除率超过81％,挥发酚去除率超过99％。     

生物沥浸耦合类Fenton氧化调理城市污泥

采用生物沥浸耦合类Fenton氧化工艺对城市污泥进行了调理研究.结果表明,在升华硫和Fe SO4·7H2O投量分别为3g·L-1和8 g·L-1时,污泥p H从6.9降至2.5约需1 d,满足类Fenton氧化的适宜酸性条件.生物沥浸处理后,污泥挥发性固体(VS)减少率为13.4%,污泥比阻从3.1×109s2·g-1降至1.5×109s2·g-1,降低51.6%,但仍属于难脱水污泥.沥浸污泥继续经类Fenton氧化调理,调理的最佳H2O2投量和反应时间分别为3.3 g·L-1和60 min.处理后污泥VS减少率为30.8%,污泥比阻和滤饼含水率分别为1.9×108s2·g-1和76.9%,污泥比阻降低93.9%,污泥脱水性能和稳定性能得到显著提高.此外,该联合工艺对污泥的调理效果优于类Fenton氧化单独调理.     

Fenton/CaO调理污泥与生物质成型燃料燃烧污染物排放

针对Fentor/CaO调理后的市政污泥与稻壳混合成型燃料燃烧后烟气中SO2和NOx排放进行研究,分析了掺混比、温度和Femon/CaO剂量对于SO2和NOx排放的影响规律结果表明,污泥混合燃料中稻壳添加量增多,燃烧排放的SO2和NG量逐渐下降,燃料硫转化率先降后升,燃料氮转化率上升;随着炉内温度的升高,污泥混合成型燃...     

含酚废水的Fenton试剂和光助 Fenton试剂降解研究

研究了在Fenton试剂和光助Fenton试剂作用下，苯酚降解的反应条件。研究结果表明。反应的时间、初始pH值、H2O2和Fe^2＋浓度对Fenton反应都有影响。常温下，当H2O2浓度为20mmol／L，Fe^2＋浓度为4mmol／L时，pH为1，反应时间为30min时，苯酚的转化率达到98％，矿化率达到65％以上。光助Fenton法可以大幅度提高含酚废水的降解率。     

复合调理脱水污泥热解残渣中重金属形态分布

市政污泥热解可实现无害化与能源转化,而了解重金属在热解残渣中的形态分布显得尤为重要。该文以原泥(RS)、复合调理剂深度脱水泥饼(FS)为研究对象分别进行了不同温度(500、600、700、800和900℃)的热解实验,分析了污泥、热解残渣样品中Cu、Zn、Cr、Pb、Cd 5种重金属元素含量,并采用Tessier形态逐级提取法进一步研究了污泥、热解残渣样品中重金属形态分布规律。结果表明:污泥热解后,重金属在热解残渣中有不同程度的富集,原泥直接热解后Cu和Zn富集效果更明显,而FS中Cr、Pb和Cd富集作用更显著。热解残渣样品中各重金属元素(Cu、Zn、Cr、Pb、Cd)均比其在原泥中以更加稳定的形态存在。     

堆存污泥深度脱水及其干化泥饼焚烧特性研究

堆存污泥的深度脱水及后续处置一直是制约污泥填埋场发展的难题.焚烧是实现填埋场堆存污泥最大量减容的有效途径,而高效的深度脱水过程却是污泥焚烧处置的必要前提.以抽滤曲线、毛细吸水时间（CST）和泥饼含水率为评价指标探究了聚合氯化铝（PAC）-生石灰-秸秆粉末组合调理剂对堆存污泥深度脱水的效果,并分析了各因素的影响强弱关系和经济成本;此外,通过热重试验建立TG-DTG曲线,分析脱水后干化泥饼的焚烧特性.结果表明:聚合氯化铝（PAC）-生石灰-秸秆粉末组合调理剂中各成分对城市堆存污泥CST削减的影响大小表现为PAC>生石灰>秸秆粉末,PAC和生石灰主要通过吸附架桥或压缩双电子层作用促进结合水向自由水的转变,而秸秆对压滤过程中构建骨架结构起到重要作用;当PAC、生石灰和秸秆粉末添加量（干基比）分别为35%、20%、29%时,堆存污泥的泥饼含水率和CST均达到最优,分别为56.3%和47.9 s,且组合配方经济成本优势显著;脱水干化后的泥饼点燃温度相较原状污泥有所提高,秸秆粉末的添加保障了泥饼在焚烧过程中的可持续性燃烧,泥饼燃烧过程中最大燃烧失重速率（T_m）达到3.828%/min.研究显示,PAC-生石灰-秸秆粉末组合调理剂通过改变堆存污泥的化学性能和压滤性能增强了污泥深度脱水的效果,同时改善了干化泥饼的燃烧行为,对堆存污泥的减量化及焚烧处置具有重要意义.      

基于酸化与Fenton试剂处理的焦化污泥脱水过程及其重金属迁移研究

焦化废水污泥作为典型的危险废物,含有氰类、酚类、稠环芳烃与多环芳烃等有毒成分,严重影响人类健康与生态环境安全,焦化污泥减量化是其处理处置中重要一环.针对焦化废水污泥高有机物、高油含量特点,采用酸化+Fenton试剂进行复合调理改性,改性后污泥毛细吸水时间(Capillary Suction Time,CST)、比阻(Specific Resistance to Filtration,SRF)分别达到51.2 s和0.043×10¹³ m·kg^-1,药剂投加量通过响应表面法(Response Surface Method,RSM)进行优化,在实验室板框脱水实验中得到30%硫酸投加量为37.8 mL·L^-1,FeSO₄、H₂O₂和生石灰投加量分别为47.93、34.29和143.21 mg·g^-1DS时,脱水后泥饼含水率为55.82%,滤液pH为6.66,达到污泥深度脱水目标.采用酸化+Fenton试剂复合处理可使焦化废水污泥有效减量化,其良好的深度脱水效果能为后续的无害化处置奠定基础,并有效降低处置费用.     

Fenton试剂对水中酚类物质的去除效果研究

采用Fenton试剂对苯酚、对氯酚、2 ,4 二氯酚、2 ,6 二氯酚、间甲酚、对硝基酚和邻硝基酚模拟水样进行处理 ,并考察了H2 O2 及FeSO4 浓度、pH、反应温度和反应时间对Fenton试剂降解酚类物质的影响 ,得出Fenton试剂降解酚类物质非常有效 ,当H2 O2 浓度为4mmol/L、FeSO4 浓度为 0 .5mmol/L ,在pH为 3 ,室温条件下反应 40min则Fenton试剂对试验所做 7种浓度为 50mmol/L的酚类物质的去除率均在 98%以上。为该工艺处理实际含酚废水提供了科学依据。     

四种污泥脱水剂对泥饼焚烧的影响试验

以上海市某生活污水厂二沉池污泥为研究对象,以毛细吸水时间(CST)、泥饼含水率、泥饼硫含量、压滤出水氯含量为评价指标,系统对比研究了硫酸铝(AS)、聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁(FeCl₃)、聚合硅酸铝铁(PSAF)四种药剂对污泥脱水及焚烧的影响。研究结果表明：对于污泥脱水,FeCl₃脱水效果最差,药剂AS调理后的泥饼硫含量升高,会对污泥焚烧产生不利影响,具体的影响程度与药剂添加量、其他混合调理药剂种类、污泥掺烧比例等因素有关。综合考虑泥饼含水率、泥饼硫含量、处理污泥的吨药剂成本因素,PSAF是较合适的污泥脱水药剂并且得到的泥饼适合焚烧处理。     

Fenton试剂与骨架构建体复合调理剂对污泥脱水性能的影响

将Fenton试剂与骨架构建体联用作为复合调理剂开展了污泥调理及脱水试验.结果表明,赤泥与水泥作骨架构建体调理后,污泥脱水性能和脱水液pH均优于石灰与水泥调理污泥.以污泥比阻(SRF)为评价指标,开展了Fenton反应时间、初始pH及调理剂投加量对污泥脱水性能影响的单因素试验.当Fenton反应时间为90 min,初始pH为5,水泥、赤泥、Fe²⁺和H₂O₂的投加量(以污泥干固体质量计)分别为300、300、40和32 mg·g^-1时,污泥比阻降低率可达94.25%±0.21%.在此基础上,以泥饼含水率为响应指标,利用表面响应法对调理剂投加量进行优化.结果表明,水泥、赤泥、Fe²⁺和H₂O₂的投加量分别为287、287、46和37 mg·g^-1,泥饼含水率可降至47.7%±0.8%.调理后污泥的粒径减小,比表面积增大,粘度减小,Zeta电位由负变正,说明该复合调理剂能有效地破解胞外聚合物(EPS),提高污泥脱水性能.     

Fenton试剂处理苯酚废水的研究

Fenton试剂作为一种强氧化剂,广泛应用于废水处理。本文通过单因素及正交实验分析了pH、H2O2投加量、Fe2+浓度、反应时间等因素对Fenton试剂降解苯酚废水的影响。结果表明其影响的主次关系为:FeSO4·7H2O用量pH值H2O2用量反应时间。最佳条件为:FeSO4·7H2O投加量为6g/L、pH=3、H2O2溶液投加量为8mL/L、反应时间为50min,此时CODCr去除率高达95.03%。