不同调理方案下污泥脱水性能评价指标的相关性研究

污泥脱水性能评价指标选取不同导致目前调理剂难以进行比选.以聚丙烯酰胺（PAM）、FeCl3及无机复合物等几种常用的调理剂为例,通过测定调理后污泥比阻（SRF）、毛细吸水时间（CST）、污泥沉降性能、泥饼含水率及污泥脱水率5个常用评价指标,探讨了各种指标之间的相关性.结果表明,当分别使用不同种类和不同投加量的调理剂时,SRF与CST具有良好的正线性相关性（R2分别为0.96、0.93）.SRF及CST均能准确地反映污泥板框压滤脱水性能,但不能很好地预测离心脱水效果.污泥的沉降性能与SRF、CST大致呈现出相同的变化规律.由于泥饼含水率与脱水率存在一定的相关性,但不存在对应性,因此优选调理剂时,建议综合考虑泥饼含水率和脱水率.     

城市剩余污泥脱水性能指标的相关性研究

选取5种阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对城市剩余污泥调理、4种调理方案进行板框压滤试验,测定调理后的污泥比阻(SRF)、污泥毛细吸水时间(CST),以及板框压滤后的泥饼含水率,采用数理统计的方法对SRF、CST和泥饼含水率进行线性回归分析。结果表明,在同一种药剂调理下,CST和SRF具有显著的线性相关性,可用CST代替SRF确定药剂最佳投药量。SRF、CST分别与板框压滤后的泥饼含水率之间存在明显的线性关系(R~2=0.92,R~2=0.99),能有效表征实际处理过程中污泥的脱水效率。     

氧化剂对氯化铁与石灰联合调理污泥脱水性能的影响

以污泥比阻(SRF)、污泥毛细吸水时间(CST)、污泥滤液中总有机碳(TOC)、蛋白质、多糖以及DNA浓度为评价指标,研究了3种氧化剂(KMn O4、Na Cl O2、Ca(Cl O)2)对氯化铁与石灰联合调理污泥的脱水性能的影响。结果表明,投加Na Cl O2和Ca(Cl O)2后污泥的SRF和CST均未显著减小,只有投加KMn O4的污泥SRF随投加量增大逐渐减小,经联合调理后污泥SRF减小率可达90.8%。KMn O4氧化反应产物具有吸附絮凝作用,使破解后的污泥重新絮凝,改善污泥脱水性能。高压板框压滤脱水实验结果表明,当KMn O4与氯化铁和石灰联用时,脱水泥饼含水率可降至62%,脱水率可达91%。     

洁霉素药渣灰改善城市污泥脱水性能研究

污泥脱水是污泥处置的重要步骤,利用废物洁霉素药渣灰和聚丙烯酰胺(PAM)对污泥进行调理,根据污泥脱水性能的相关指标变化,探讨其对污泥脱水性能改善的效果及机理。研究结果表明,单独使用洁霉素药渣灰调理城市污泥,投加量为8 g/L时,污泥沉降比(SV)为51%,污泥比阻(SRF)减小28%;洁霉素药渣灰联合PAM使用时,比单独使用PAM的污泥可压缩性系数下降40.53%;污泥扫描电镜(SEM)图片表明,经过洁霉素药渣灰处理的污泥,污泥结构发生明显变化,能形成致密且具有相对较大孔径的絮体;污泥热重(TG-DTG)曲线显示,与原污泥相比,洁霉素药渣灰联合PAM调理污泥的脱水起始温度和热重峰明显前移,污泥脱水性能明显得到改善,在污泥最佳脱水条件下协同使用洁霉素药渣灰和PAM,8 kg洁霉素药渣灰相当于24 g PAM,但是二者的脱水机理不同。     

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。     

屠宰废水制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究

选取红平红球菌利用屠宰废水生产微生物絮凝剂,以化学调理剂为对比,研究了微生物絮凝剂作用于污泥的脱水效果,并通过响应面分析法(RSM),对聚合氯化铝(PAC)与红平红球菌生产的微生物絮凝剂复配改善污泥脱水性能的过程进行了优化.结果表明,在最佳投加量12g/(kgDS)和pH值7.5条件下,经过微生物絮凝剂调理后,干污泥含量(DS)和污泥比阻(SRF)分别达到19.8%和4.6×10~(12)m/kg,明显优于Al_3(SO_4)_2和FeCl_3作为调理剂时的污泥脱水效果,略劣于PAC和PAM,其中PAC作为污泥调理剂时,DS和SRF分别达到20.1%和4.5×10~(12)m/kg.响应面实验设定的响应值分别为DS和SRF,所拟合的关于DS和SRF的二次模型决定系数(R2)分别为0.9545和0.9776,表明拟合情况良好.根据响应值的分布情况,确定污泥脱水的最佳条件为微生物絮凝剂10.5g/(kgDS)、PAC12.4g/(kgDS)、pH值7.5,相应DS和SRF分别为24.1%和3.0×10~(12)m/kg.实际工程中,污泥脱水过程的pH值往往不进行调节,在保持原污泥pH值6.4条件下,DS和SRF分别为23.6%和3.2×10~(12)m/kg,污泥脱水效果较单独采用微生物絮凝剂或PAC时得到了明显的提高.     

城市污泥深度脱水调理药剂的筛选与优化研究

以佛山市镇安污水厂污泥为对象,以污泥沉降比、污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、泥饼含水率和脱水率为指标,研究比较了添加单一絮凝剂、有机-无机复合絮凝剂对污泥脱水性能的影响,探讨了助凝剂对污泥脱水的影响。结果表明:1)单一絮凝剂作污泥调理剂时,以阳离子聚丙烯酰胺(PAM)脱水效果最好,其最佳投加量为30~60 mg/L。有机-无机絮凝剂复合作污泥调理剂,比之单一絮凝剂,污泥脱水效果有明显改善。2)添加石灰、粉煤灰等助凝剂,可显著提高污泥脱水效果,并能大幅降低絮凝剂添加量。在实验范围内,阳离子PAM 9 mg/L、粉煤灰30 g/L、生石灰30 g/L为最佳污泥调理药剂组合。     

聚硅硫酸铁改善活性污泥过滤脱水性能研究

对比了聚硅硫酸铁(PFSS)和聚丙烯酰胺(PAM)对活性污泥过滤脱水性能的调理效果,重点考察不同投加量条件下,污泥比阻、毛细吸水时间(CST)、含水率、粒径以及污泥上清液中水质特性的变化,并通过总有机碳(TOC)和三维荧光(3D-EEM)探讨了污泥调理的作用机制。研究表明:在投加量93~140 kg/t(DS)的条件下,PFSS对污泥过滤脱水性能的调理效果优于PAM。污泥上清液中TOC含量随PFSS投加量的增加,呈现先降低后升高的趋势。3D-EEM分析表明:污泥溶胞后上清液中出现了类富里酸和疏水类有机酸物质,说明PFSS可通过释放污泥胞内水和结合水来提高污泥的脱水性能。     

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.     

芬顿试剂氧化对污泥脱水性能的影响

利用芬顿试剂调理污泥,以W_C(污泥滤饼含水率)和CST(毛细吸水时间)作为评价污泥脱水性能的指标,通过分析污泥中各层ρ(EPS)(EPS为胞外聚合物)和上清液中小分子有机物质量浓度来阐明污泥脱水性能的变化. 结果表明:芬顿试剂调理可促进EPS氧化分解,TB-EPS(紧密结合的胞外聚合物)破解转化为LB-EPS(松散结合的胞外聚合物)和S-EPS(上清液层胞外聚合物),大幅降低W_C和CST. 试验中当pH为4,w(H₂O₂)和 w(Fe2+)均为40 mg/g时,ρ(EPS)降低了33.04%,W_C和CST分别降至63.36%和28.7 s. Pearson相关性分析表明,ρ(TB-EPS)与W_C和CST均存在显著的正相关性(P＜0.01),是影响污泥脱水性能的重要因素,而ρ(LB-EPS)和ρ(S-EPS)与污泥脱水性能的相关性较低. 液相色谱分析表明,随着芬顿试剂投加量的增大,EPS等有机物分解程度增大,污泥上清液中小分子有机物种类明显增多,其质量浓度显著升高,ρ(甲酸)和ρ(乙酸)分别由原污泥的52.72、15.99 mg/L升至446.05、522.36 mg/L.      

基于涡凹气浮浓缩的生活污泥化学调质研究

为了明确生活污泥涡凹气浮工艺中化学调质的作用,通过测定污泥的粒径分布、沉降性能、以及上清液中核糖、蛋白质、总糖的浓度,研究了阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)和阳离子型表面活性剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)对剩余活性污泥浓缩性能的影响;采用污泥含水率、清液SS浓度对涡凹气浮浓缩试验效果进行了评价。结果表明,化学调质显著影响污泥粒径分布、沉降性能和胞外聚合物(EPS)含量,1.5 kg/t Ds PAM的调理效果较好;最佳投药量下PAM调理后污泥涡凹气浮浓缩效果优于DTAB调理的污泥,浓缩污泥含水量可达95.8%。     

Fe~(2+)/S_2O_8~(2-)氧化法改善污泥脱水性能研究

采用亚铁离子活化过硫酸盐调理污泥,探究其对污泥脱水性能的影响。以CST降低率和污泥沉降比为评价指标,借助响应面法的Box-Behnken试验设计,考察各实验因素对污泥脱水性能的交互影响,确定最优工艺条件,并对脱水机理进行分析。结果表明:Na_2S_2O_8投加量为125.24 mg/g DS,Fe~(2+)投加量为32.86 mg/g DS,pH值为6.8时,CST降低率达到89.35%,污泥脱水性能最好,三因素交互作用明显。对调理前后污泥样品的分析测试结果表明,该过程主要是Fe~(2+)活化激发S_2O_8~(2-)产生强氧化自由基SO_4~-·,将团聚紧密的污泥絮体破解为碎片状,形成孔洞结构,附着在污泥颗粒上的胞外聚合物发生溶解,这些变化有利于结合水的脱除。     

含煤污泥浓缩过程中固体通量的试验研究

为了准确掌握含煤生活污泥浓缩过程中污泥固体通量的取值范围,对不同矿区的含煤生活污泥进行了静沉试验研究。结果表明,含煤生活污泥重力浓缩过程的固体通量可以通过静沉试验确定,沉淀初期污泥固体通量与污泥浓度存在正相关性。在煤矿污泥处理工程中大部分采用间歇排泥的污泥浓缩池,固体通量应取对应污泥浓度下的静沉固体通量;难以确定污泥浓度时可以在2.00 kg/(m2·h)~6.00 kg/(m2·h)之间取值,用由迪克原理求取的极限污泥固体通量校核。     

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。     

缺氧酸化联合零价铁-过氧化氢改善污泥脱水性能的研究

为探讨缺氧酸化联合零价铁(ZVI)-过氧化氢(H_2O_2)调理对污泥脱水性能的影响,本文通过单因素试验,以污泥比阻(SRF)作为参考指标,系统考察了调理条件对污泥脱水性能的影响.同时,在试验的最佳调理条件下,分析了污泥各层胞外聚合物(EPS)有机物质量浓度及荧光光谱强度以阐明该联合作用机理.结果表明,当初始pH为2,ZVI投加量为280 mg·g~(-1)(以干污泥量(DS)计,下同),缺氧时间为4 h,H_2O_2投加量为30 mg·g~(-1)(以DS计,下同),类芬顿反应时间为10 min时,SRF降低了90.39%,处理效果较单独类芬顿处理提升了1倍.机理探究试验表明,在缺氧条件下,酸化处理可加速污泥的水解,溶解得到更多的二价铁离子,促使EPS结构发生改变;ZVI-H_2O_2调理可有效地氧化部分EPS,使得紧密结合胞外聚合物(TB-EPS)破解转化至松散结合胞外聚合物(LB-EPS)和上清液胞外聚合物(SB-EPS).EPS分析结果表明,蛋白质的减少能有效提高污泥脱水性能,腐殖酸和富里酸类有机物的产生能提高污泥疏水性能.此外,ZVI的再次利用效率高,重复利用仍能使SRF降低率达到82.04%.因此,缺氧酸化联合ZVI-H_2O_2处理能实现污泥的水解、氧化和絮凝过程,达到改善污泥脱水性能的目的.     

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%。     

Fenton催化氧化在污泥减量化中的应用研究

为了解决城市污泥难于脱水的问题,本实验采用Fenton和阳离子PAM联用试剂对污水处理厂的浓缩污泥进行脱水性能研究。对分别单独采用Fenton试剂、阳离子PAM以及Fenton和阳离子PAM联用试剂对污泥的脱水性能进行了对比。探讨了污泥最佳脱水效果的工艺条件。实验结果表明:针对广州某污水处理厂的浓缩污泥,单独投加Fenton试剂对污泥的减量化效果在pH=3、反应时间为120min、30%双氧水投加量为4g/kg污泥、Fe~(2+)/H_2O_2=1:10 (摩尔比)的条件下,达到取佳,可减量20.12%;而单独添加阳离子PAM的减量效果为23.64%;Fenton试剂与PAM联用时,在PAM的投加量为30mg/L时,双氧水投量为4g/kg,减量效果将达到29.63%,且经Fenton试剂处理后的污泥脱水时间为仅经PAM试剂处理后脱水时间的四分之一左右,大大提高了污泥在单位时间里的脱水效率。     

β-环糊精在活性污泥调理中的应用

以东北某城市污水处理厂产生的剩余活性污泥为研究对象,采用β-环糊精(β-CD)作为化学调理剂对污泥进行调理,以改善污泥的脱水性能。以污泥比阻(SRF)为主要指标考察了投药量、pH值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响,并比较了β-CD和聚丙烯酰胺(PAM)两种调理剂的调理效果。实验结果表明:β-CD在温度为25℃,pH为7,混合阶段以150 r/min的速度快速搅拌1 min,反应阶段以50 r/min的速度慢速搅拌5 min,投加量为30.66 mg/g·干污泥时,对活性污泥的调理效果最佳,污泥比阻由5.92×10~(13)降至0.53×10~(13) m/kg。相同调理条件下,PAM或β-CD的投加量均为其各自的最佳投加量时,PAM的调理效果略优于β-CD。     

生活污水厂剩余污泥化学调质药剂的比选

近年来,随着污水处理率的提高,污泥产量逐年增加,对污泥脱水的要求也日益提高,为改善污泥脱水性能,化学调质被越来越广泛的研究和应用.以污泥毛细吸水时间(CST)、机械脱水泥饼的含水率以及加药成本为指标,考察了几种有机和无机调质药剂对生活污水厂剩余污泥脱水性能的影响,并最终确定了最佳的调质药剂.通过大量试验筛选,含水率95.1％左右的剩余浓缩污泥经加药调质后CST明显减小,再经板框压滤最终泥饼含水率可降至50％以下,且加药成本较低.     

热活化过一硫酸盐调理强化厌氧消化污泥脱水的研究

为了解热活化过一硫酸盐（PMS）调理对厌氧消化污泥脱水性能的影响,本文以毛细吸水时间（CST）、污泥比阻（SRF）和泥饼含水率（WC）为评价指标,通过比较不同温度条件下（25~80℃）热活化PMS调理过程中PMS分解速率、自由基产生、胞外聚合物（EPS）含量和组成,以及污泥形貌特征和粒径分布等变化规律,探讨作用效果及机理.结果表明,热活化PMS调理能显著改善厌氧消化污泥的脱水性能,且温度的升高可增强脱水改善的程度.在温度80℃、PMS投加量4 mmol·g^-1 DS（干物质）和处理5 min的条件下,厌氧消化污泥CST、SRF和WC分别从原始污泥的141 s、2.31×10¹³ m·kg^-1、85%降至35 s、1.95×10¹² m·kg^-1和63%.热活化PMS调理过程中产生的SO₄^-·和·OH破坏了污泥絮体结构,大幅消减了TB-EPS中的蛋白质（尤其是芳香类蛋白和色氨酸类蛋白）,同时污泥粒径的增大（100 μm→1000 μm）可能是厌氧消化污泥脱水性能提高的主要原因.该结果可为热活化过硫酸盐调理技术应用于厌氧消化污泥的高效脱水提供参考.