3种污泥对活性黑KN-B的生物吸附及降解研究

对比研究了好氧污泥、厌氧污泥和厌氧颗粒污泥对染料活性黑KN-B的吸附和降解。结果表明,这3种污泥对活性黑的吸附均符合Freundlich模型(R~2为0.9665～0.9859)和Langmuir模型(R~2为0.9460～0.9906),但3种污泥对活性黑这种染料的吸附量较小;并且厌氧污泥对活性黑的吸附能力优于好氧污泥和厌氧颗粒污泥。实验还发现,3种污泥对活性黑的脱色主要是生物降解作用,而不是吸附作用。     

剩余污泥对活性黑和酸性大红混合染料的吸附

以剩余污泥为吸附剂,研究其对混合染料废水中活性黑KN-B和酸性大红G的吸附行为,考察了吸附动力学、吸附等温线、离子浓度、废水pH,以及染料质量比对吸附的影响。结果表明,污泥对RB KN-B和AR G的混合染料吸附迅速,时间可以控制在30 min;RB KN-B的吸附量是AR G的2.4~2.5倍;其吸附过程可以用假二级动力学方程进行描述和预测。Langmuir方程可以较好地描述污泥对RB KN-B和AR G的吸附,而混合染料MD的吸附更符合Freundlich方程。污泥对RB KN-B的吸附量在pH<11范围内比较稳定;AR G则在pH ≤ 2时吸附量较高,pH 2~4之间吸附量急剧下降,pH 4~11之间吸附量相对稳定;混合染料中染料所占比例对单个染料去除率影响较小,但对混合染料总的去除率影响较大。     

漆酶对活性黑KN-B和直接大红染料的脱色性能

利用白腐真菌漆酶对活性黑KN-B和直接大红2种偶氮染料进行脱色实验。考察反应时间、加酶量、pH值、染料浓度、温度对脱色率的影响,研究了ABTS介体以及金属离子存在下的脱色效果,并分析了漆酶脱色的动力学性能以及其对偶氮染料的降解规律。结果表明,活性黑KN-B和直接大红脱色适宜条件为：反应时间为30 min,加酶量8 U/mL,pH=7,染料浓度分别为50 mg/L和80 mg/L,温度40~45℃。ABTS介体对酶促偶氮染料脱色没有明显促进作用。Fe²⁺对漆酶脱色有较强的抑制作用;Cu²⁺对漆酶催化活性黑KN-B促进作用较大,对直接大红影响较小。漆酶对2种染料的脱色反应符合米氏方程,其催化活性黑KN-B和直接大红染料的K_m值分别为114.81 mg/L,317.5 mg/L,v_max值分别为6.57 mg/（L·min）和26.0 mg/（L·min）。     

剩余污泥对酸性大红G的吸附

以剩余污泥为吸附剂,研究其对模拟废水中酸性大红G的吸附条件及吸附机理。结果表明,剩余污泥对酸性大红G的吸附是一个快速过程,吸附时间可控制在30 min;其吸附过程同时受液膜扩散和颗粒内扩散的影响,可以用假二级动力学模型进行描述和预测;Freundlich方程可以较好地描述剩余污泥对酸性大红G的吸附行为。污泥未调pH时,对pH<2的溶液中酸性大红G的吸附性能良好;污泥pH为1时,对实验范围(pH<11)溶液中的酸性大红G均可有效吸附;污泥投加量增加,酸性大红G去除率升高,但污泥对酸性大红G的吸附量下降。     

天氧污泥对问二氯苯的吸附性能

为了研究灭活厌氧污泥和活性厌氧污泥对问二氯苯（m-DCB）的吸附,考察了吸附平衡时间、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、污泥投加量和pH对吸附m-DCB的影响。结果表明,2种污泥对m-DCB的吸附在1h内达到平衡。应用伪一级、伪二级反应动力学对实验数据进行验证,表明厌氧污泥吸附m-DCB更符合伪二级反应动力学模型。2种污泥对m-DCB的吸附都可以用Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,但Langrnuir吸附模型的拟合结果要好于Freundlich模型,且活性厌氧污泥的吸附性能显著高于灭活厌氧污泥。从吸附热力学上看,该吸附为放热反应,低温有利于吸附反应的进行。pH值对2种污泥吸附m-DCB的影响很小。     

剩余污泥吸附难降解有机污染物研究进展

剩余污泥具有“污染”和“资源”的双重属性,利用其吸附性能去除污水中难降解有机污染物,是实现“以废治废”和污泥资源化利用的好方法。总结了剩余污泥吸附难降解有机污染物的性能和机理,系统分析污泥特性和环境条件对吸附的影响,最后利用CiteSpace软件分析污泥吸附的研究现状,提出污泥吸附技术的发展方向,以期为剩余污泥吸附技术的研究和工程应用提供支持。     

响应曲面法对污泥热解剩余半焦吸附水中刚果红的优化

为了实现市政脱水污泥的资源化,以污泥快速热解制备富氢燃气剩余半焦作为吸附材料,对刚果红(CR)模拟染料废水进行了吸附研究。采用响应曲面法的Box-Behnken实验设计原理探究了吸附剂投加量、CR初始浓度、温度和溶液pH对CR去除率的影响,并分析了剩余半焦对CR的吸附机理。结果表明:各因素对CR去除率的影响顺序为吸附剂投加量CR初始浓度溶液pH温度;最佳吸附条件下CR的去除率为98.97%,与预测值(99.61%)基本吻合;由交互作用响应曲面分析结果得出,适当的增加吸附剂投加量,降低CR初始浓度和溶液pH均有助于提高CR的去除率;污泥热解剩余半焦的XRD和FT-IR表征结果显示,其主要成分为含硅无机物,BET结果显示孔隙结构发达,可提供较多的吸附位点;吸附CR后,没有新的官能团产生,表明剩余半焦对CR的吸附主要为物理吸附。     

好氧污泥对活性艳兰KN-G的吸附特性研究

实验研究了活性艳兰KN-G在好氧污泥上的吸附等温线和吸附动力学,考察了pH对好氧污泥吸附活性艳兰KN-G的影响。结果表明,好氧污泥对活性艳兰KN-G的吸附Freund lich和Langmu ir方程准确性较高,但是从模型的准确性和稳定性两方面考虑,Freund lich方程更适合描述好氧污泥吸附活性艳兰KN-G。应用伪一级、伪二级反应动力学和颗粒内扩散方程模型对实验数据进行验证,表明好氧污泥吸附活性艳兰KN-G更符合伪二级反应动力学模型。pH值对活性艳兰KN-G的吸附影响很大,pH值与吸附量呈负相关。     

给水污泥对水中磷的吸附性能

以给水污泥为磷的吸附材料,采用静态吸附和动态吸附方法对比研究了干、湿状态下给水污泥对磷的吸附特性。静态吸附实验结果表明,给水污泥对磷的吸附过程以化学吸附为主,满足Freundlich等温吸附方程式。在300?K条件下,原始状态的湿污泥相比烘干后的污泥能更快地达到磷吸附平衡,且具有更高的理论饱和吸附量,分别为3.487?mg·g-1（相当于11.710?mg·g-1,以干污泥计）和9.832?mg·g-1。长期动态吸附实验结果表明,原始状态的给水污泥对磷的实际饱和吸附量为3.065?mg·g-1,接近理论饱和吸附量。因此,原始状态的给水污泥可直接用作除磷材料,无需预先烘干处理。     

金霉素在活性污泥上的吸附行为

通过批次实验考察了活性污泥对金霉素（chlortetracycline,CTC）的吸附特性,研究了包括吸附平衡时间、污泥浓度（MLSS）、温度以及pH值对吸附的影响。结果表明,CTC在活性污泥上的吸附是一个快速的过程,5 min可达到平衡吸附量的90%以上,6 h达到吸附平衡;CTC的总去除率随着MLSS浓度的增加而增大,而污泥单位吸附量却随之减少,当CTC初始浓度为500 μg/L,MLSS浓度从1 000 mg/L增至8 000 mg/L时,吸附平衡时CTC的总去除率从30.97%上升至60.42%,而污泥单位吸附量则从151 326.70 μg/kg下降至37 530.98 μg/kg;在10、20、30℃条件下,吸附较好地符合Freundlich等温吸附模型和线性分配吸附模型,K_d值依次为190.93、162.32和121.08 L/kg;热力学数据表明,CTC在污泥上的吸附为放热过程,低温有利于吸附的进行;当pH值介于3~11之间时,CTC在污泥上的吸附量随着pH值的增加而减少。     

4-硝基酚的污泥减量化作用及对污泥性质的影响

为了有效减少活性污泥法中剩余污泥的产生,采用解偶联剂4-硝基酚对活性污泥工艺中的剩余污泥进行减量化研究。研究了4-硝基酚对污泥的增长速率、基质去除率以及污泥性质的影响。结果表明:4-硝基酚对污泥的减量化作用明显,在对微生物解偶联的过程中并不影响微生物对基质的利用能力;对出水中的氨氮影响甚小,总氮、总磷浓度有轻微的升高。4-硝基酚能够刺激污泥中微生物的活性,比耗氧速率增加,促进能量解偶联,从而降低污泥产率。4-硝基酚使污泥中微生物的群落结构发生了轻微的变化,但对污泥的松散程度和絮凝沉降性能影响甚小。     

利用剩余活性污泥生产一次性可降解材料

为了缓解污水处理厂日益严重的污泥处置难题,实现剩余活性污泥的无害化、减量化、稳定化、资源化利用。采用SBR系统对剩余活性污泥进行10 d的驯化,加入4.0 g/L的乙酸钠作为发酵培养基碳源和前体物质,累积聚羟基烷酸酯(polyhydroxyalkanoates,PHA)。30℃好氧发酵10 h后,PHA积累达1 125 mg/L,占污泥浓度(MLSS)的质量分数为35.7%。然后经过离心、烘干、粉碎后模压成型加工成一次性使用的可生物降解材料。使用正交实验进行优化,结果表明:其最佳的物料配比和模压条件为:干污泥57%;稻草纤维20%;聚乙烯醇(PVA)19%;硬脂酸钡2%;氧化钙2%;最佳工艺条件为100℃,加热1.5 h,此时加工出来的产品具有最优的抗压强度和拉伸强度。以本方法制成的可生物降解花盆其所含细菌总数、粪大肠菌群、蛔虫卵死亡率均达到国标所规定的污泥农用生物安全要求;另外,试样中未检出病毒;其重金属含量也达到国标所规定的污泥农用标准;其可生物降解性能达到了可降解材料的要求。因而本研究制备的一次性使用可降解花盆具有较好的开发和应用价值。     

超声、臭氧处理石化污水厂剩余活性污泥研究

采用超声波和臭氧处理石化污水处理厂的剩余活性污泥,促进其脱水和破解。实验结果表明,小功率超声对污泥脱水效果较好,最佳超声条件为：输出电压70 V,超声时间2 min;污泥抽滤后的含水率在试验范围内随臭氧量的增加而降低,最佳臭氧剂量为0.05 g O³/g SS。经超声处理过的臭氧化污泥要比没经超声处理过的含水率低约1%。在传统的絮凝方法下,加上超声和臭氧可以使污泥含水率再降低2%以上,减少絮凝剂用量近40%;臭氧和超声联合比单独臭氧对污泥破解效果更显著,污泥可减量约25%。臭氧投量较少时,超声破解效果更明显。     

剩余污泥制备活性炭及其应用研究

以城市污水处理厂二沉池排出的剩余污泥为原料,采用不同活化方法制备活性炭,同时对比活化效果,研究了制备工艺条件对污泥活性炭吸附性能及产率的影响。结合比表面积、孔径分布和扫描电镜表征分析,对制备的污泥活性炭的性能进行评价,并探讨了污泥活性炭作为水处理吸附剂的去除效果。结果表明,以ZnCl2为活化剂制备的活性炭性能较好,其最佳制备条件为：活化温度550℃,活化时间45 min,ZnCl2浓度40％,固液比1∶2。制得的污泥活性炭的碘吸附值为496 mg/g,产率为51.8％,比表面积为301.4 m2/g,孔体积为0.37 mL/g,微孔体积为0.08 mL/g,平均孔径为5.78 nm。将该产品用于处理城市污水,投加量为0.8％,吸附平衡时间约为60 min时,对COD的去除率为81％,吸附容量为42.53 mg/g。     

剩余污泥水解酸化液磷去除的影响因素研究

城市污水厂剩余污泥水解酸化后可产生高浓度挥发性有机酸(VFAs),其中的乙酸和丙酸是增强生物除磷(EBPR)工艺的有利基质.但水解酸化液中含有大量的磷,如不进行处理就作为碳源回用到污水处理工艺中,势必增加除磷负荷.利用鸟粪石沉淀法可以去除污水中的磷.对城市污水厂剩余污泥水解酸化液形成鸟粪石的影响因素进行了试验研究.结果表明,在最佳工艺条件下,正磷和总磷的去除率分别可达92.5%和83.8%.