蚯蚓直接处理城市剩余污泥的研究

以城市剩余污泥为饲料，根据蚯蚓的繁殖、生长时间，定时引出成蚓换料连续饲养，并改变留在原泥中蚓卵的生存环境来控制卵的发育之蚯蚓养殖方法，并对城市剩余污泥直接饲养蚯蚓的可行性及其重金属转移规律进行研究。结果表明，城市剩余污泥直接饲养蚯蚓是可行的；饲养过程中蚯蚓体内的重金属浓度随着饲养时间而上升，至4个月左右，蚯蚓体内重金属浓度达到极限，且该养殖法具有蚯蚓产量低，对蚯蚓具有易于处理和处置的优点。     

剩余污泥中重金属的电动力学修复研究

主要研究了电极材料和电极间距对氢析出电压和电压梯度的影响,以及电极材料、阴极液pH、修复时间对不同形态重金属去除率的影响。实验结果表明,在相同条件下,氢的析出电压和电压梯度受电极材料和电极间距的影响。阳极均为高纯石墨电极,阴极分别为高纯石墨电极、铜电极和铁电极,电极间距在32.5 cm时,高纯石墨为阴极的氢的析出电压最高,电极间距在8.5 cm时,阴极为铜电极和铁电极比高纯石墨电极氢的析出电压及电压梯度都高;改变阴极pH值,延长修复时间,剩余污泥中残留的各种重金属形态发生明显变化;电极间距在8.5 cm,阴极为铜电极时,重金属去除率最高,修复时间缩短。     

污泥耐受性草本植物的筛选及其对重金属Cu、Zn的富集

为探索植物修复污泥中重金属污染的可行性,配制不同污泥含量的介质土开展盆栽实验,对从河南、云南和上海等地收集的抗逆性强的19种草本植物进行污泥适应性筛选;研究了植物对污泥的生理响应及其对重金属Cu、Zn的吸收和分布.结果表明,上海市浦东新区白龙港污水处理厂污泥农用是可行的,农用时污泥比例应控制在60％以下;筛选出三叶鬼针草、稗子、荆芥和金叶马兰4种污泥耐受性植物;三叶鬼针草具有修复重金属Cu、Zn污染土壤的潜力;稗子具有修复重金属Zn污染土壤的能力;金叶马兰具有修复重金属Cu、Zn污染土壤的能力.     

蚯蚓与微生物协同处理对剩余污泥腐殖化特征的影响

对污水生物处理产生的剩余污泥分别采用碱提取法和Adani法(有机溶剂加酸水解)提取腐殖酸,通过元素分析、红外光谱和三维荧光光谱比较,确定Adani法提取的腐殖酸非腐殖质成分含量较低,可以较好地表征剩余污泥中腐殖酸特性。进而采用Adani法提取蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的原泥和出泥中的腐殖酸,研究蚯蚓与微生物协同处理对剩余污泥腐殖化特征的影响。元素分析、E4/E6及三维荧光光谱分析结果表明:与原泥腐殖酸相比,出泥腐殖酸中蛋白质等有机物得到有效降解,腐殖物质明显增多,其腐殖酸分子量、芳香化和缩聚程度均较高;蚯蚓生物滤池出泥腐殖化程度明显提高。     

高温堆肥与蚯蚓堆肥对城市污泥重金属形态的影响

采用高温堆肥和蚯蚓堆肥工艺,研究了城市污泥与锯末、粉煤灰或磷矿粉按不同比例混合堆肥前后重金属（Cu、Pb、Zn、Cd和As）交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态的变化。研究表明：高温堆肥和蚯蚓堆肥前后各试验污泥的重金属形态和含量呈现出不同的变化,都可以降低污泥中交换态Cu、Pb、Zn、Cd和As的含量;对于Cu和Pb,高温堆肥优于蚯蚓堆肥;对于Zn、Cd和As,蚯蚓堆肥优于高温堆肥。2种堆肥方式中,粉煤灰用量为10%的钝化效果优于20%,磷矿粉的钝化效果同粉煤灰一样。     

蚯蚓处理污水污泥制取土壤改良剂

将污水污泥和秸秆按不同比例混合后进行30 d预堆肥处理,然后在实验室条件下接种爱胜蚓(Eisenia fetida)开展60 d蚯蚓处理实验,研究污水污泥理化性质变化规律及其影响因素,并分析最终产品(蚯蚓粪)质量。结果表明,蚯蚓处理使污水污泥pH、有机碳(TOC)、C/N和病原菌含量显著降低,电导率(EC)升高,TN、TP、TK(总钾)、碱解氮、速效磷、速效钾分别升高26.8%～40.8%、26.7%～52.4%、25.9%～44.8%、43.0%～120.0%、88.6%～406.8%、38.2%～113.2%,发芽指数(GI)达到80%以上。由于基质分解矿化引起质量损失,使蚯蚓粪中重金属相对含量增加,但仍在土地改良允许范围内。蚯蚓放养密度和物料含水率及其交互作用对蚯蚓处理效果存在显著影响,处理污水污泥的最优工况为:放养密度2.5 kg/m2、含水率60%。堆肥-蚯蚓处理组合工艺可将污水污泥转化为无害的、有价值的土壤改良剂。     

污泥施入黄土后重金属Cu、Zn、Cd的淋滤迁移

污泥土地利用是目前国内外污泥处置的主要方式和鼓励方向,在中国西北黄土地区更有前景和意义.污泥富含有机质和营养元素可弥补黄土的贫瘠缺陷,改善黄土肥力、增加植物产量.污泥施入黄土后,灌溉水对污泥重金属的淋滤迁移和污染风险是值得研究的课题之一.研究旨在了解重金属Cu、Zn、Cd在黄土层中的淋滤迁移特征,为黄土地区污泥的土地利用及重金属污染控制提供实验依据.实验选择污泥中含量或毒性大的Cu、Zn、Cd 3种重金属作为研究对象,通过室内模拟土柱对表层堆肥污泥中2种源强的重金属进行1年灌溉用水量的淋滤对比实验,测定淋滤前后土柱中和渗出液的Cu、Zn、Cd总量、有机质及pH值,以期分析重金属在黄土中的淋滤、迁移特征.结果表明,淋滤作用可使堆肥污泥Cu、Zn、Cd发生少量迁移并富集于土柱中、上部,大部分或绝大部分重金属仍滞留于耕作层(0~20 cm);淋滤使堆肥污泥Cd与Cu向下迁移约30 cm,Zn向下迁移约20 cm;渗出液呈弱碱性,其中Cu、Zn、Cd 3种重金属的浓度较入渗水均有增多,但随渗出液从黄土柱中溶出的重金属量极少.实验表明,耕作层重金属源强对Cu、Zn、Cd在土柱剖面中的淋滤、迁移和滞留作用以及溶出量均有不同程度的影响,堆肥污泥土地利用可以明显改善黄土肥力,灌溉对耕作层污泥有机质的淋滤损失量较小.并得出,堆肥污泥在黄土地区的土地利用是可行的.     

Fenton氧化剩余污泥过程重金属迁移及其形态变化

采用Fenton氧化处理含重金属剩余污泥,通过BCR法测定并分析了污泥处理过程各重金属形态的变化,重点考察了pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+比、温度（T）和反应时间（t）5个因素对重金属迁移及形态变化的影响。结果表明,利用Fenton氧化处理剩余污泥,污泥重金属形态变化显著,且受到初始pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+比和温度的影响,但反应时间的影响较小。正交实验结果显示,Fenton氧化处理污泥的最佳条件为：初始pH1、H2O2投加量12 g·L-1、H2O2/Fe2+比10和温度50℃,此时污泥Cu、Mn和Zn 3种重金属的弱酸溶解态含量达到最高值,分别为72.66%、90.12%和87.51%。在最佳条件时,污泥上清液中Cu、Mn和Zn含量可分别从0.08、0.263和0.01 mg·L-1增加到15.08、17.49、32.74 mg·L-1。研究表明,Fenton氧化污泥过程提高了污泥中弱酸溶解态重金属含量,利于重金属从固相向液相转移,从而有效降低污泥饼中重金属含量,有利于污泥脱水后的进一步处理及其资源化。     

Fenton氧化破解剩余污泥的实验研究

研究了利用Fenton氧化破解污泥,并以SCOD、TOC、TSS和VSS的变化来表征剩余污泥破解程度.结果表明:pH 2.0,H2O2和Fe2+投加量分别为9.0 g/L和0.8 g/L,反应时间1.5 h,反应温度60℃为Fenton氧化破解污泥的最佳反应条件.该条件下,TSS由8.14 g/L减少到5 g/L,TS...     

蚯蚓富集猪粪中Cu、Zn的条件优化研究

为探讨利用蚯蚓吸收富集在猪粪中的Cu、Zn以减少其在猪粪中含量的技术途径,实验以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为生物反应器,采用L18(36)正交设计法,对蚯蚓吸收富集猪粪中Cu、Zn的最适条件进行了研究.结果表明,蚯蚓对猪粪中的Cu、Zn具有一定的吸收能力, 辅料类别、C/N、温度、湿度和蚯蚓密度均能影响蚯蚓对猪粪中Cu、Zn的吸收,综合考虑蚯蚓的生长及对猪粪Cu、Zn的吸收,以猪粪和玉米秸秆为饵料,C/N为22～30、温度为15 ℃、湿度为75%、接种密度为15尾/盆(100 g风干饵料中蚯蚓的生物量为2.29 g)的组合条件下,蚯蚓对猪粪Cu、Zn的吸收总量最高.     

强化污泥中木质纤维素产甲烷实验研究

为考察剩余污泥中木质纤维素降解、转化甲烷的潜力,通过富集培养投加方式及与预处理相结合等手段分别实验研究了富集微生物对木质纤维素组分降解的强化作用以及预处理对污泥木质纤维素结构的破稳作用。结果表明,富集微生物投加确实可以有效促进污泥中木质纤维素的降解,且载体投加方式效果最好。对真实污泥实施酸、碱、热、超声波等预处理后再投加富集微生物厌氧消化,使木质纤维素组分转化甲烷能力进一步提高,证实预处理对木质纤维素结构有着很好的破稳作用。虽然各种预处理方式对木质纤维素结构破稳均具有不同程度的作用效果,但热解与超声波显示出更好的破解作用,以至于破解程度胜过纤维素和半纤维素可降解组分的单一释放,还出现了较多易降解的更小分子结构。     

臭氧处理剩余污泥的减量化实验研究

采用质子交换聚合物膜电解法（PEM）产生臭氧,单独对剩余污泥进行氧化破解实验,结果表明,随着臭氧化反应时间的增加,污泥微生物细胞裂解,胞内物质进入到污泥溶液中,污泥固体物质减少,使得TS和VTS均显著下降,处理40 min后,其去除率分别达到57.33%和72.76%;SCOD前30 min呈线性增长,通入臭氧60 min后,由处理前的3 501.24mg/L上升到6 298.32 mg/L,增长率达79.88%;SV30及滤饼含水率均呈下降趋势,表明剩余污泥的沉淀性能及脱水性能得到明显改善。实验结果表明,直接利用臭氧对剩余污泥进行处理,可获得良好的减量化效果。     

底物对生物沥滤去除污泥中Cu、Zn的影响

分别以FeSO2·7H2O、单质S粉为底物,对污泥中的重金属进行生物沥滤试验.通过分析生物沥滤过程中pH、Fe2+、SO22-的变化及Cu、Zn的滤出率.探讨不同底物对重金属生物沥滤的影响.试验结果表明,以FeSO2·7H2O或单质S粉为底物.利用污泥中固有的硫杆菌可以降低污泥的pH.从而使重金属滤出.以单质S粉为底物的处理中,污泥pH最低下降到2.1;以FeSO2·7H2O为底物的处理中,pH最低下降到2.6.经14 d的生物沥滤,以单质S粉为底物时,底物为6 g/L的污泥样品Cu、Zn滤出率最高,分别为18.8%和34.8%;以FeSO2·7H2O为底物时,底物为25 g/L的污泥样品Cu、Zn滤出率最高,分别为29.1%和36.8%.优于以单质S粉为底物的滤出效果.     

剩余污泥热水解厌氧消化中试研究

针对糖纸厂污水活性污泥法处理后剩余污泥进行热水解厌氧消化中试研究,结果表明,热水解预处理工艺能够有效改善污泥性质,SCOD与VFA分别提高5.2和7.6倍,在厌氧消化过程中随着水力停留时间(HRT)缩短,消化罐有机负荷和比沼气产率提高,在2.5 kg VS/(m3·d)、HRT=12 d条件下达到28.1 Nm3/t。整个厌氧消化过程中无过度酸化现象发生,沼气甲烷含量稳定,平均达到60%。     

生物沥滤过程中城市污泥Zn、Cu的形态转化

利用80 L SBR进行了生物沥滤城市污泥实验,探讨了污泥胞外聚合物中重金属的含量变化,并对重金属Zn、Cu各化学形态之间的转化情况进行了分析。结果表明,整个生物沥滤过程中,污泥胞外聚合物中Zn和Cu含量先上升后下降,反应结束后,分布于胞外聚合物结合态中的Zn和Cu占其污泥胞外聚合物内总量的比例最高可达39.95%、58.77%。污泥胞外聚合物中松散结合态对Zn、Cu的吸附能力均强于紧密结合态;原污泥中Zn、Cu分别主要以铁锰氧化物结合态和硫化物及有机结合态存在,沥滤结束后,污泥中Zn和Cu均以残渣态存在。     

餐厨垃圾与剩余污泥混合消化产沼气协同效应

在(35±0.2)℃温度下,以餐厨垃圾和剩余污泥为原料,设置餐厨垃圾和剩余污泥混合比例(VS)分别为1∶0、2∶1、1∶1、1∶2和0∶1,研究其单独消化与混合消化的系统性能、产甲烷潜力及脱氢酶活性和F420浓度变化。结果表明,混合消化提高了系统稳定性,与餐厨垃圾单独消化相比,添加剩余污泥能调节pH、氨氮浓度和VFA浓度,缩短产气周期;与剩余污泥单独消化相比,添加餐厨垃圾能显著提高沼气产量。混合比例为1∶1组混合消化产甲烷潜力最佳,消化作用的协同效应最为明显,沼气和甲烷产量分别达358.2 mL/g VS和224.1 mL/g VS,较餐厨垃圾和污泥单独消化估计值分别提高了23.09%和36.80%。1∶1混合消化组脱氢酶活性最高达437.33 TFμg/(mL·h),比餐厨垃圾和剩余污泥单独消化分别提高93.60%和40.69%,辅酶F420浓度最高为1.718μmol/L,分别提高17.3%和100.7%。     

Chemically reduced excess sludge production in the activated sludge process

Excess sludge production from wastewater biological treatment process is highly, and the disposal of excess sludge will be forbidden in a near future, thus increased attention has been turned to look into potential technology for sludge reduction. Recently, some novel sludge reduction techniques have been developed based on chemical oxidation and metabolic uncoupling. This paper attempts to review those chemical-assisted sludge reduction processes, including sludge alkaline-thermal treatment, activated sludge-ozonation process, chlorination-combined activated sludge process, sludge reduction by metabolic uncouplers and high dissolved oxygen activated sludge process. In these combined activated sludge processes, excess sludge production can be reduced up to 100% without significant effect on process efficiency and stability. This paper would be useful when one is looking for appropriate environmentally and economically acceptable solutions for reducing or minimizing excess sludge production from wastewater biological treatment process.     

The effect of excess Zn on mineral nutrition and antioxidative response in rapeseed seedlings

Zinc (Zn) is a necessary element for plants, but excess Zn can be detrimental. To investigate Zn toxicity, rapeseed (Brassica napus) seedlings were treated with 0.07–1.12 mM Zn for 7 d. Inhibition of plant growth along with root damage, chlorosis and decreased chlorophyll (a and b) content in newly expanded leaves (the second and third leaves formed following cotyledons) were found under Zn stress. The Zn content increased in plants under external Zn stress, while concentrations of phosphorus, copper, iron, manganese and magnesium reduced significantly, especially in roots. Meanwhile, increased lipid peroxidation was detected biochemically and histochemically. Compared with controls, NADH oxidase and peroxidase (POD) activity increased in leaves and roots of plants under high Zn, but superoxide dismutase (SOD), catalase and ascorbate peroxidase activities decreased. The changes in glutathione S-transferase activity and in ascorbic acid, dehydroascorbate, non-protein thiols and glutathione contents were also measured under Zn stress. Isoforms of SOD and POD were separated using non-denaturing polyacrylamide gel electrophoresis and their activities were analyzed. Our results suggested that excess Zn exerts its toxicity partially through disturbing nutrient balance and inducing oxidative stress in plants. These data will be helpful for better understanding of toxicity of Zn and the adaptive mechanism in Zn non-hyperaccumulator plants.     

超磁分离污泥与剩余污泥协同水解酸化

以超磁分离污泥作为研究对象,用2种不同的剩余污泥作为接种污泥,维持温度在30 ℃,探究了剩余污泥对超磁分离污泥厌氧水解酸化产物及产率的影响。结果表明：随着剩余污泥接种量的增加,混合污泥SCOD的析出量也逐渐增加;接种剩余污泥量的增加促进了混合污泥VFAs的生成;各种污泥产VFAs中,乙酸均具有明显优势,并会促进丙酸的累积;混合污泥较之于超磁分离和剩余污泥具有快速、高效的产酸优势,且随着剩余污泥接种量的增加,加快了水解酸化的速率并且加深了酸化的程度,但会延长其达到最大值的时间。污泥产酸发酵获得内碳源的同时,还存在着N元素的释放,且随着剩余污泥接种量的增加,这种伴随现象更明显。对比2种剩余污泥(W1、W2)发现,W1作为接种污泥时,并没有明显的P元素的释放;当W2作为接种污泥时,伴随着比较明显的P元素的释放。综合考虑剩余污泥对于超磁分离污泥水解酸化效果的影响发现,当剩余污泥接种量W1为12.2%,W2为13.6%时,既可以为系统提供更多的SCOD,又可以避免过高的氮负荷。