高级氧化污泥深度脱水技术研究进展

污泥脱水是污泥处理中的一个重要环节,可以减少污泥容量,削减污泥运输和最终处置费用。基于目前污泥处理中污泥脱水的现状,综述了几种高级氧化法对污泥深度脱水的研究进展,包括臭氧氧化法,Fenton、类Fenton氧化法和过硫酸盐氧化法;并展望了污泥脱水技术的发展与应用前景,以期为高级氧化技术在污泥深度脱水理论研究及工程应用提供技术参考。     

基于厌氧膜生物反应器的剩余污泥-餐厨垃圾厌氧共消化性能

采用厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)进行剩余污泥与餐厨垃圾的共消化,研究其有机物的去除特性、产气性能和微生物群落组成等运行性能.结果表明,反应器运行过程中有机负荷(organic loading rate,OLR,以VS计)稳定在0.59～0.64 kg·(m~3·d)~(-1),挥发性固体(volatile solids,VS)降解率由单消化17.5%上升至共消化40%,COD截留率为95.3%.消化液含固率提高了3.9倍,最终CH_4体积分数稳定在60%,CH_4产量(以COD_(added)计)为78.7 mL·g~(-1).跨膜压差(transmembrane pressure,TMP)和平均Flux分别维持在-3.1～-2.7 kPa和0.106 L·(m~2·h)~(-1),膜污染较轻.16S rRNA微生物多样性分析表明,AnMBR内部厌氧消化细菌主要是Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)和Cloacimonetes(阴沟单胞菌门),产甲烷菌中的优势菌科为Methanobacterium(甲烷杆菌科),优势菌属为Methanosaeta(甲烷鬃毛菌属)和Methanolinea(甲烷绳菌属).这将为AnMBR处理污泥及其它高含固率废物流的稳定性和运行性能研究提供有力的理论参考依据,进而为生物质资源化和能源危机提供有效解决途径.     

城市污泥填埋气集气井收集系统的优化研究

对城市污泥填埋场填埋气集气井收集系统进行了优化研究,考察了城市污泥水平方向的渗透系数(以下简称污泥渗透系数)对集气井影响半径的影响、集气井抽气负压随填埋时间的变化规律、填埋气的经济收集年限。结果表明,当抽气负压为25000～30000Pa时,污泥渗透系数分别取1.04×10-7、2.60×10-8、1.04×10-8m2/(Pa.s)时,集气井的影响半径分别为10.0～11.0、6.0～7.0、5.0～5.5m,过小的污泥渗透系数会严重影响集气井的集气效率,因此污泥渗透系数最好不应小于1.00×10-8m2/(Pa.s);随城市污泥填埋时间的增加,集气井抽气负压总体呈指数型降低趋势,从第8年起,抽气负压由起初的25000Pa降低到5000Pa以下,此时CH4产率约为2kg/(m3.a),到第20年时CH4产率接近于零,故从城市污泥填埋后第8年起,对填埋气继续进行收集的意义已经不大。     

多因素共同作用对中温条件下污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产H2的影响

污泥与餐厨垃圾联合厌氧发酵产H₂既可减少环境污染,又可制备清洁能源,是一种理想的有机固废处理处置技术。通过4因素5水平正交设计的批式实验及产氢动力学,探究餐厨垃圾C/N、混合体系C/N、含水率、初始pH值4个主要因素共同作用对中温条件下污泥餐厨垃圾联合厌氧发酵产H₂的影响。极差与方差分析结果表明：4个主要因素对联合厌氧发酵产H₂结果影响较明显,而餐厨垃圾C/N和混合体系C/N的交互作用对产H₂结果的影响不显著。不考虑交互作用,以比氢气产量为产H₂效能主要表征指标,最终确定餐厨垃圾C/N为20,联合发酵体系C/N为10,初始pH值为7,含水率为90%时,产H₂效能最佳,此时的累积产氢量为1499.6 mL,比氢气产量为140.96 mL H₂/g DS,最大产氢速率为21.73 mL H₂/h,最大H₂浓度为55.79%。