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.     

铁负载污泥炭的表征及其促进PAM调理高级厌氧消化污泥的效能研究

本研究首先分析了铁负载污泥炭的物理化学性质,评估了铁负载污泥炭与有机高分子（聚丙烯酰胺,PAM）联合调理改善高级厌氧消化污泥脱水性的效能,研究了联合调理过程中污泥絮体特性与胞外聚合物（EPS）的变化特征.结果表明,单独投加污泥炭可以通过铁的电中和作用降低污泥颗粒间的静电排斥力,同时充当骨架材料改善污泥的脱水性能.此外,铁负载污泥炭可以有效去除污泥体系中大分子溶解性有机物,从而改善污泥的过滤性能.污泥炭和有机絮凝剂在污泥调理过程中表现出明显的协同作用,污泥碳和PAM的最佳投加量分别为250 mg·g^-1（以TSS计）和8 mg·g^-1（以TSS计）.激光共聚焦显微镜分析表明,PAM主要与污泥絮体中的蛋白质分子作用,从而促使污泥颗粒凝聚.     

白洋淀清淤示范区沉积物中抗生素和多环芳烃的分布特征与风险评估

利用高效液相色谱-三重四极杆质谱法（HPLC-MS/MS）以及气相质谱法（GC/MS）,以白洋淀典型区域（鱼塘、开阔水域）的清淤区和未清淤区作为采样点,探究清淤前后沉积物样品中22种抗生素和16种多环芳烃的分布特征,并评价其风险.结果表明,白洋淀沉积物中22种抗生素的含量范围为0~52.89 ng ·g^-1,其中喹诺酮类抗生素含量最高.南刘庄开阔水域的抗生素平均含量为46.25 ng ·g^-1,远高于采蒲台开阔水域的19.07 ng ·g^-1.南刘庄清淤后抗生素的平均含量为9 ng ·g^-1,比清淤前降低了80.54%,清淤效果明显,而采蒲台区域清淤前后沉积物中抗生素的含量没有明显差别.16种多环芳烃（PAHs）的总量范围在23.79~329.40 ng ·g^-1,其中萘的含量最高可达242.02 ng ·g^-1,荧蒽的含量最低;南刘庄区域开阔水域沉积物中PAHs的平均含量为117.45 ng ·g^-1,高于采蒲台区域的57.98 ng ·g^-1,南刘庄开阔水域清淤后PAHs的平均含量为50.49 ng ·g^-1,减少了57.01%.生态风险评估表明,南刘庄开阔水域S2区域的恩诺沙星和诺氟沙星为高风险,说明白洋淀未清淤区域沉积物中的喹诺酮类抗生素风险不容忽视;而多环芳烃的生态风险较低,仅府河S1区域的萘处于中风险,其它均为低风险.     

基于沉积物中总氮和总磷垂向分布与吸附解吸特征的白洋淀清淤深度

针对白洋淀清淤示范区2种主要水体类型：开阔淀和鱼塘,采用沉积物总氮（TN）和总磷（TP）的垂向分布拐点法和吸附解吸平衡浓度法,开展了清淤深度确定研究.根据沉积物TN和TP含量垂向分布拐点法与吸附解吸平衡浓度分别确定的清淤深度是一致的.南刘庄示范区淀水体清淤深度为（50±10）cm,南刘庄示范区鱼塘水体清淤深度为（30±10）cm,采蒲台示范区鱼塘水体清淤深度为（30±10）cm.沉积物对NH₄⁺-N吸附/解吸平衡浓度（ENC₀）与交换态NH₄⁺-N含量和TN含量显著正相关;沉积物对溶解态活性磷（SRP）吸附/解吸平衡浓度（EPC₀）与沉积物交换态SRP含量和TP显著正相关.沉积物TN和TP含量可以预测沉积物对上覆水体释放氮、磷的风险.南刘庄和采蒲台清淤示范区沉积物有向上覆水释放氮、磷的趋势,沉积物是水体营养的来源.建议判别清淤深度TN控制值为750mg·kg^-1、TP控制值为500mg·kg^-1,沉积物剖面TN含量大于750mg·kg^-1、TP含量大于500mg·kg^-1,可设计为清淤层.     

污水处理厂污泥处理处置过程中的恶臭污染特征与恶臭物质减排控制措施

随着污水处理厂规模的不断扩大,污泥产量持续增加。虽然“重水轻泥”现象已有所改变,但污泥处理处置技术仍面临各种挑战。污泥处理处置过程中的恶臭污染会对周围环境和人群健康造成不利影响,极易引发民众投诉,是提高污泥处理效率、实现污泥资源化利用的难点之一。污泥释放的恶臭物质组分复杂,且影响污泥恶臭释放的因素较多,目前针对污泥处理处置过程中恶臭产生机制和释放规律的研究尚不深入,导致污泥控臭除臭处理的效果仍不理想。因此,在归纳总结污泥常见恶臭物质及其产生来源的基础上,详细阐述了不同处理处置方式下污泥的恶臭污染特征与产生机制,从源头减排、过程控制、末端治理、排放管理4个方面评述了污泥恶臭减排控制措施的原理和发展前景,讨论了污泥恶臭污染防治的复杂性和挑战,以期为污泥恶臭污染防控提供参考。     

热解温度对污泥碳基材料表面性质及吸附性能的影响

以市政污泥为原料,在300、400、500、600、700和800℃无氧气氛下,热解制备了污泥基生物炭。采用BET、SEM、XPS、FT-IR对不同热解温度下污泥炭进行了表征分析;研究了不同热解温度下污泥炭对污水中有机物的吸附效果和动力学;探究了热解温度对污泥炭微观调控下吸附实际水体中有机物的匹配机质。结果表明,随热解温度的升高,C—H、C—C结合比例降低,C=C、C—O=C比例升高,芳香化程度增加,且比表面积、孔容及表面粗超度均有所增加,1～2 nm微孔比例增多,介孔向微孔发展趋势逐渐明显。800℃热解温度条件下制备的污泥炭对二沉池出水中有机物的吸附效果优于其他温度下制备的污泥炭。吸附温度为298.15 K时,最大吸附容量为282.5 mg·g~(-1),且符合准二级吸附动力学。高温下制备的污泥炭对水体中腐殖酸和富里酸具有较强的吸附效能。这主要是由于表面丰富的含氧官能团、芳香键与腐殖酸和富里酸发生了氢键、化学键缔合作用和π-π共轭作用,同时污泥碳表面发达的孔隙结构和较大的比表面积也提供了更多的活性结合位点,促进了污染物的吸附。     

污水处理工艺中邻苯二甲酸酯的分布特征、去除效率及风险评估

邻苯二甲酸酯(PAEs)是一种具有致癌、致畸、致突变毒性效应的环境内分泌干扰物,其会随污水厂出水进入环境介质,从而影响人体健康.本研究采用气相质谱联用和生态风险评估模型研究了工业和生活污水处理厂中PAEs的分布特征,去除效率及出水中PAEs的健康风险与生态风险.研究结果表明：污水中PAE s的总含量为9.27～34.97μg·L^-1,污泥中PAEs的总含量为10.97～38.16μg·g^-1.工业污水处理厂和生活污水处理厂对PAEs的总去除率分别为52.49%～88.15%和96.2%～96.97%,且PAEs的主要通过生物降解途径被去除.污水厂出水中的PAEs对人体无致癌风险,同时对绿藻和水蚤均无明显风险,但对鱼类具中低等生态风险.本研究为污水厂后续针对PAEs去除进行水处理工艺优化提供了理论基础.     

震动膜处理乳化液废水研究

研究了震动膜对乳化液处理效果,通过超滤过程中膜通量的变化评价了震动强化剪切防止膜污染的性能,并对其防污染机理进行了分析。实验结果表明,利用震动膜过滤2种乳化液,COD和油的去除率分别可以达到93.5%和99%以上,SS去除率可以实现完全截留。在过滤过程中,通量没有下降,反而有所上升,说明震动膜可以有效防止膜污染。通量的增加主要是由于高速剪切导致水温上升,粘度减小,反过来又提高了剪切强度。     

不同工艺对含高浓度腐殖酸地下水处理的可行性

针对内蒙古农村地区高腐殖酸地下水的处理问题,分别对（pH调节）-PAC强化混凝、高锰酸钾预氧化／混凝、活性炭吸附／混凝、Fenton氧化等技术处理的可行性进行了研究,同时利用三维荧光和高效体积排阻色谱分析处理前后水中有机物的组成变化特征。有机分析结果显示,水中的有机物为腐殖酸类物质,分子量分别为1600和3500,腐殖酸类物质为水中色度的主要贡献者。原水PAC强化混凝、高锰酸钾预氧化／PAC混凝对有机物的去除效果不佳,处理前后水样DOC浓度无明显变化,而pH调节．PAC强化混凝、微米活性炭吸附和Fenton氧化均能有效去除有机物。将原水pH调节至6．5,经300mg／LPAC混凝后出水DOC降至5．99mg／L。活性炭投加量为0．6g／L时,DOC降至7．6mg／L,然后采用60mg／LPAC混凝出去高度分散而不易沉降的小颗粒活性炭。此外,当反应初始pH值为3,过氧化氢投加量为0．5％（v／v）,亚铁和双氧水摩尔比为0．05时,出水DOC降至5．6mg／L,氧化后有小分子有机物生成。     

城市污水再生处理过程中臭氧氧化脱色及稳定性研究

针对城市污水再生处理臭氧氧化脱色效果及稳定性开展了相关研究.结果表明,臭氧氧化处理可以有效降低二级出水的表色与真色.在自然条件模拟过程中,不同臭氧投加量的水样22 d后真色并没有明显变化,表色、叶绿素a和浊度变化呈现出良好的一致性.当臭氧投加量小于6 mg·L-1时,水样表色在12 d内缓慢增加,之后快速上升直至22 d后达到最大.低剂量的臭氧处理(小于6 mg·L-1)反而会促进藻类的繁殖,加剧水体色度的不稳定性.然而,当臭氧投加量大于8 mg·L-1时,可以明显延长水样的复色时间,表色在18 d后才略微上升.水体的色度和浊度变化主要由藻类的生长和繁殖引起的,高的臭氧剂量能够维持水体色度稳定性.因此,推荐城市污水再生处理过程臭氧投加量为8 mg·L-1.