污泥表面电荷对污泥脱水性能的影响

一、前言化学调理法(化学混凝法)以其操作简单、效果稳定而被广泛应用于污泥脱水前的预处理。污泥混凝中,常用的化学混凝剂有无机型混凝剂和有机型高分子混凝剂两类。从目前国内使用的情况来看,阳离子型聚丙烯酰胺混凝剂和无机混凝剂(如FeCl_3·6H_2O、FeSO_4·7H2O、Al_2(SO_4)3·18H_2O、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等),混凝效果好,泥水分离完全。而阴离子型聚丙烯酰胺混凝剂却无混凝作用,但是它与石灰一起使用后,就发挥了混凝作用。这一现象,提示了污泥的混凝效果与污泥表面电荷的变化有一定关系。为此,本文就污泥表面的带电性对污泥脱水性能影响方面,进行初步的研究,以期探索污泥混凝的作用机理及其基本规律。     

水热改性污泥的水分布特征与脱水性能研究

采用差示扫描量热法（DSC）考察了水热改性污泥束缚水含量及水热改性影响下的污泥固体颗粒对水的束缚强度,分析了水热改性污泥水分布特征与脱水性能变化的关系.结果表明,水热处理将污泥的束缚水含量由3.6　g/g降低至1.0　g/g以下,随着热处理时间的增加束缚水含量降低,在水热处理条件为170℃/90　min时束缚水含量降低至0.592　g/g.水热处理将污泥中大部分的束缚水转变为可被机械力去除的自由水,污泥中自由水、束缚水及固体含量发生变化.泥饼中自由水的含量基本不变,约为10%.对污泥中的水分进行热力学分析发现,污泥脱水泥饼的水分束缚强度约为65　kJ/kg,机械脱水不能再进行.在170℃下进行水热改性污泥压滤脱水的含水率从80%降低至50%左右.     

不同时间下反应水溶液对麦秆水热碳化的影响

为了研究回收溶液环境下不同停留时间时生物质的水热碳化过程和产物特性,在自动升温高压反应釜中,以麦秆为实验原料,回收220℃和120 min麦秆水热反应溶液作为溶剂,进行反应时间为30~180 min,反应温度为220℃条件下的水热碳化实验研究。研究发现,回收溶液环境中,同纯水环境相同的停留时间条件下,麦秆水热固体产物产率无明显变化,而碳含量则有所增加,芳香化和有序化程度逐渐提高;液体产物中还原糖浓度从90 min时的11.16 g/L下降至180 min时的6.25 g/L,糠醛和5-HMF浓度随停留时间的增加变化幅度较小,回收反应溶液对于改善固体产物碳化程度和固存液体产物中碳是有利的。     

聚合硫酸铁对污泥脱水性能研究

采用聚合硫酸铁作为化学调理剂,对浓缩池污泥进行调理.以污泥比阻为主要指标考察了投药量、调理剂浓度、pH值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响;同时,考察了污泥经过沉降后上清液的浊度变化.调理实验结果表明,PFS的适宜调理参数为:投加量1mL,浓度6％,pH为7(未调节),快速搅拌速度120 rpm,慢速搅拌速度50 rpm.污泥经PFS调理后,比阻降低到1.56×10-14 m/kg,显然,调理剂影响污泥调理脱水效果和它们的种类、浓度和投加量等条件相关.     

分散剂对脱水污泥流动性能的影响

采用旋转粘度法研究了高速搅拌时间以及有机、无机分散剂对脱水污泥流动性能的影响,结果表明:采用高速机械搅拌的方法能够使污泥的表观粘度降低,经过30s后表观粘度可由8500mPa·s降低到2740mPa·s,流动性增大;在此基础上掺加1%的萘系磺酸盐或2%的酒石酸钾钠可使污泥的表观粘度由2740mPa·s分别降到1840mPa·s与1640mPa·s,并且将这两种分散剂复合后加入到脱水污泥中,可以使污泥的表观粘度由2740mPa·s降到1360mPa·s,表观粘度明显降低。此课题的研究为脱水污泥的处理与处置提供了有利的试验依据。     

丝状真菌调理对柠檬酸污泥脱水性能的影响

利用实验室分离的丝状真菌Aspergillus niger SS5对柠檬酸污泥进行了污泥脱水前的生物调理.结果表明,菌液浓度和调理时间是影响污泥脱水性能的主要因素,调理后污泥的脱水性能、沉降性能均有明显改善,调理后的污泥负电荷减少,粒径显著增大,结合水含量比未投加菌液的空白对照降低了近40%.同时,真菌调理显著降低了上清液COD及污泥各EPS层的蛋白质和多糖含量,EPS中蛋白质的降解与污泥结合水含量、D₅₀和Zeta电位显著相关,是影响柠檬酸污泥脱水性能改善的重要因素,且有机物的降解并未导致污泥pH值的显著变化,这和柠檬酸污泥拥有较大的酸碱缓冲容量有关.采用20mL/g DS的Aspergillus niger SS5调理柠檬酸污泥,调理3d可使泥饼含水率降至71.98%,且调理过程无化学药剂加入,更有利于柠檬酸等食品发酵类工业污泥的后续资源化综合利用.     

阳离子表面活性剂对污泥脱水性能影响研究

研究了两种含有不同长度疏水链的阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和四甲基溴化铵(TMAB)对活性污泥脱水性能的影响,探讨了两种表面活性剂的作用机理。实验数据表明,在同样的投加量下,CTMAB比TMAB能更有效地改善污泥的脱水性能。结果表明,与TMAB相比,投加约为泥样干质量25%的CTMAB可以释出更多污泥胞外聚合物总量,约为231mg/L;污泥毛细吸水时间(CST)可缩短为73s左右,离心后污泥上清液浊度降至15.9,离心后污泥含水率为73.2%;CTMAB和TMAB对污泥沉降性能的改善不是非常明显。     

不同混凝剂对污泥脱水性能的影响研究

采用无机和有机混凝剂对污泥进行调理,通过测定污泥比阻、Zeta电位以及污泥上清液中蛋白质、多糖和DNA含量,同时结合污泥上清液的三维荧光光谱分析,研究了不同混凝剂及其投加量对污泥脱水性能的影响.结果表明:当聚合氯化铝(PAC)、高效聚合氯化铝(HPAC)和氯化铁(FeCl3)的投加量在干污泥量的10%附近时,污泥比阻值最小,同时三维荧光强度值也最小,Zeta电位以及上清液中蛋白质、多糖和DNA的含量基本趋于稳定.无机混凝剂与有机混凝剂联合作用调理污泥后其脱水效果明显优于单一混凝剂调理.有机混凝剂与无机混凝剂投加顺序对污泥脱水性能影响显著,先投加无机混凝剂再投加有机混凝剂的脱水效果最佳,研究筛选出两种混凝剂联合作用调理污泥后,其脱水效果顺序为10%PAC+0.5%PAM>10%FeCl3+0.5%PAM>10%HPAC+0.5%PAM.     

石油化工污泥脱水性能试验研究

通过污泥比阻试验及叶片吸滤试验，探讨化学调理，真空过滤方法用于石油化工污泥脱水的规律。研制并开发了改善石油化工污泥脱水性能的最佳药剂ＰＴＣ，并为石油化工污泥脱水提供了必要的运行参数。     

不同调理方法强化污水厂污泥脱水性能的对比

以上海某生活污水厂浓缩污泥为研究对象,以泥饼含水率和毛细吸水时间(CST)为评价指标,系统对比研究了芬顿(Fenton)、超声波-聚合硫酸铁(PFS)、十二烷基磺酸钠(SDS)-氢氧化钠(NaOH)、溶菌酶和蛋白酶K共5种污泥调理方法对污泥脱水性能的强化效果。研究结果表明:5种调理方式中Fenton调理的脱水效果最好,调理后污泥泥饼含水率和CST分别为64.8%、43.3 s,但其产生的强酸性废水和污泥可能会影响后续的处理处置;技术经济综合分析发现,超声波-PFS联合调理是相对最优的污泥调理方式,超声波作用时间为30 s,PFS投加量为15.0 mg/g时,污泥的泥饼含水率可达到70.51%;蛋白酶K的调理效果明显优于溶菌酶;然而,研究发现SDS-NaOH联合调理会导致污泥脱水性能恶化。     

O_3-脱硫灰-FeCl_3联合调理对污泥脱水性能的影响

以毛细吸水时间(CST)和滤饼含水率(Wc)为指标,探究O_3-脱硫灰-FeCl3联合调理对污泥脱水性能的影响。通过测定污泥各层胞外聚合物(EPS)含量、可溶性化学需氧量(SCOD)、Zeta电位以及红外光谱(FTIR),探讨了O_3、脱硫灰和FeCl_3调理污泥的作用机理。结果表明:O3-脱硫灰-FeCl_3联合调理污泥的效果明显好于O_3单独调理。SCOD和FTIR分析表明:部分EPS氧化分解为氨基酸、脂肪酸等小分子有机物或无机物,释放了部分表面吸附水和内部结合水。O_3能促进紧密粘附的胞外聚合物(TB-EPS)剥落;剥落的TB-EPS,部分转化为溶解性胞外聚合物(S-EPS)和松散粘附层胞外聚合物(LB-EPS),部分被Fe(OH)_3吸附。当O_3、脱硫灰和FeCl3投加量分别为85.72mg/g(DS)、400mg/g(DS)和60mg/g(DS)时,CST和Wc分别由1239.5s和83.69%降至204.3s和70.70%,脱水速度提高83.52%,脱水程度提高15.41%。     

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。     

分子生物学技术在水处理中的应用研究进展

利用现代分子生物学技术对微生物进行分析和研究,以解决传统微生物分析成本高、速度慢、准确度较低和灵敏度较差等缺点。介绍分子生物学技术在水处理中的应用现状,并对未来发展方向提出建议。目前分子生物学技术在供水工程中主要用于水中细菌、病毒、原生动物、蠕虫等病原微生物的快速检测以及管网微生物种群的分析,在污水处理中主要用于脱氮除磷过程菌群数量和空间分布的剖析、污泥膨胀成因分析以及监测微生物种群多样性来优化处理工艺。分子生物学技术的深入研究将进一步促进水行业的发展。     

微波与酶联用对印染污泥脱水性能的影响

比较微波、酶、微波与酶联用处理对印染污泥脱水性能的影响,在单因素考察的基础上,以印染污泥中毛细吸水时间(CST)、沉降曲线、扫描电镜(SEM)及EPS的三维荧光光谱等指标,通过正交试验法优选微波与酶联用预处理对破解印染污泥的最佳条件来表征污泥脱水性能,获得联合预处理最佳条件为:酶解温度40 ℃,加酶量0.09 g/g(TSS),酶解时间3 h,微波功率400 W,微波时间150 s。单因素实验结果表明:单独微波(400 W,180 s)和酶(0.09 g/g(TSS),40 ℃,4 h)处理在适当条件下均能促进污泥的破解和胞外聚合物的溶出,多糖和蛋白质的增长率分别为609%和306%,CST分别下降了12.2%和22.0%;而微波与酶联用溶出多糖和蛋白质和的增长率为1353%,CST下降了49.3%,污泥沉降性能最好。扫描电镜结果显示,微波与酶联用使污泥结构变化明显,污泥菌胶团破裂,絮体结构松散,胞内结合水转化为自由水,有利于污泥脱水。     

Fenton-like试剂联合PFS对污泥脱水性能影响的过程研究

以泥饼含水率和污泥比阻为主要评价指标探究Fenton-like试剂(Co2+/H2O2)联合聚合硫酸铁(PFS)改善污泥脱水性能的可行性,并采用响应面法优化污泥脱水的条件;通过滤液中的SCOD、EPS、多糖和蛋白质以及Zeta电位、粒径等指标初步探讨其调理机制。结果表明:Fenton-like试剂联合PFS可以改善污泥的脱水性能,当pH为2.98,Co~(2+)、H_2O_2和PFS的投加量分别为10.44,59.45,48.63 mg/g时污泥的脱水性能最佳,此条件下泥饼含水率从原污泥的79.77%降至(63.12±0.5)%,污泥比阻从原污泥的1.17×10~(13)m/kg降至(5.32±0.29)×10~(12)m/kg。Fenton-like试剂处理后,污泥粒径达到最小,破坏污泥絮体结构释放了束缚水和细胞内部水。投加PFS后已破碎的污泥絮体重新再絮凝,形成更加密实的新絮体,提高了污泥的脱水性能;污泥粒径和Zeta电位同时增大,说明再絮凝过程是以电中和的机理为主导的。     

Fenton氧化对污泥脱水性能和溶解性物质作用效果的研究

研究了Fenton氧化技术在改善污泥脱水性能方面的效果,以污泥比阻和毛细吸水时间来表征污泥的脱水性能,探讨了体系的pH和反应时间对污泥脱水性能的影响以及Fenton氧化对污泥溶解性物质(SCOD+多聚糖+蛋白质)含量的影响研究表明,Fenton氧化能够明显改善污泥的脱水性能。在体系的pH=3时,反应1h后,Fenton氧化处理后污泥的CST从处理前的130.9s减少到19.7s,降幅85%;污泥SRF从处理前的3.58×108 s2/g降低到1.05×107 s2/g,降幅97%。同体系处理污泥SCOD、上清液中多聚糖和蛋白质的含量分别增加了3.7倍、2.6倍和1.5倍。     

助剂强化罐底油泥的压滤脱水性能

采用实验室压滤装置对胜利油田某联合站罐底清罐油泥进行压滤脱水研究,采用单独添加助滤剂G、絮凝剂PAM或PAC均可改善过滤效果,提高滤速,降低过滤比阻。但仅使用助滤剂G时滤速的提高尚不够理想,单独使用絮凝剂PAM或PAC时,滤饼含水率偏高,滤饼不易从滤布上剥离;絮凝剂PAM 0.1%与助滤剂G 3.0%复配,滤饼比阻由空白样的18.7×1012 m/kg降低到0.05×1012 m/kg,3 min即可使滤饼含水率降到74.16%,滤液澄清,滤饼成形性好,较仅添加絮凝剂PAM时,更容易从滤布上剥离。     

城市污水处理厂厌氧消化污泥调理脱水性能研究

通过在污水厂实地取样,首先用阳离子聚丙烯酰胺(cationic polyacrylamide,CPAM)调理储泥池混合污泥与消化污泥,比较2种污泥投药前后的毛细吸水时间(capillary suction time,CST),发现消化污泥的CST明显小于储泥池的污泥。然后,检测这2种污泥的调理过程中Zeta电位的变化,并研究了挥发性悬浮物(volatile suspended solids,VSS)、总悬浮固体(total suspended solid,TSS)蛋白质、多糖以及胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)总量对脱水效果的影响。结果表明投药后消化污泥脱水性能优于混合污泥,最佳投药量为4‰~4.5‰;污泥中VSS/TSS越高,污泥脱水效果越差;污泥中蛋白质含量是影响污泥脱水效果的重要因素之一,其含量低于26.5%时,污泥压滤后含水率随蛋白质含量升高而升高,但当蛋白质含量高于26.5%时,无明显变化规律。     

水力空化-酸化调理增强污泥脱水性能分析

研究了水力空化-酸化调理作用于污泥脱水的机理。以污泥比阻（specific resistance to filtration,SRF）、污泥含水率和污泥毛细吸水时间（capillary sunction time,CST）作为主要的评价指标,测定污泥胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）中多糖、蛋白含量并进行了污泥酸化程度、污泥电子显微图像分析。结果表明:经水力空化-酸化调理污泥,污泥含水率和SRF分别从83.1%和5.12×1011 m/kg下降到69.8%和2.41×1011 m/kg,CST由50 s下降至20.8 s,各EPS组分含量下降明显,酸化作用通过影响污泥的溶解型胞外聚合物（S-EPS）和松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）中的多糖及蛋白含量改变污泥的脱水性,pH=3时污泥脱水效果最好。综上所述,水力空化-酸化调理能大大增强污泥的脱水性能,在实际工程中具有很大的应用价值。     

天津市典型生物质固体燃料锅炉NO、CO排放研究

针对实际运行条件下,国内生物质固体燃料燃烧过程中NO、CO排放研究不足,排放现状不清晰等问题,在天津地区选择了6台具有代表性的生物质固体燃料锅炉,在测试中燃烧其常用燃料,采用烟气分析仪Testo350对锅炉展开了气态排放研究,重点研究了其中5台生物质固体成型燃料锅炉在不同燃烧负荷下,NO和CO的排放情况,以及另1台捆烧式锅炉在正常工况下的排放情况。测试结果表明:6台生物质锅炉的NO排放浓度均在180 mg/m~3以上,CO排放浓度均高于500 mg/m~3。其中,3台炉型的固体成型燃料锅炉随着燃烧负荷的增大,NO排放浓度降低CO浓度升高,燃烧负荷控制在75%~80%可相对减少气态污染物NO、CO的排放,其余2台炉型NO、CO排放浓度随燃烧负荷的增大变化趋势与前3台相反,且燃烧负荷控制在95%左右为优;捆烧式锅炉NO排放浓度最低为182.9 mg/m~3,但CO排放浓度却高达2 243.6 mg/m~3。研究结果可为用生物质固体燃料锅炉的实际运行提供参考,从而优化生物质固态燃料的燃烧和排放。