低温热水解对污泥触变性及脱水性能的影响

污泥经过热水解预处理后,其流变和理化性质发生了不可逆的变化。为实现后续污泥处理处置过程的最优化,分别采用触变动力学系数(K)和离心脱水泥饼的总固体含量(TS)作为污泥触变性及脱水性能的评价指标,系统研究低温热水解(60~90 ℃)对于污泥触变性及脱水性的影响。结果表明,热水解48 h后,污泥的触变性增大,脱水性能提高,且热水解温度的升高与触变性的增大和脱水性能的提高呈对数关系。污泥脱水性的提高与触变性的增强呈良好的线性关系,触变动力学系数有望成为比较污泥脱水性能的新工具,从流变学角度提出了评价污泥脱水性能的新方法。     

不同碳源对反硝化SBR反应器N2O释放的影响

试验使用SBR反应器,采用乙酸钠、乙醇、葡萄糖和蔗糖4种常用的外加有机碳源,对反硝化反应中N₂O释放过程进行研究。结果表明:4种碳源条件下,N₂O积累量均呈先升高后降低最后保持稳定的趋势。N₂O最大积累量分别为1.59,1.25,5.43,0.66 mg/L,最大转化率分别为1.61%、1.36%、5.44%和0.67%;最终积累量分别为1.02,0.67,3.12,0.49 mg/L,最终转化率分别为1.04%、0.73%、3.13%和0.50%。N₂O释放量及转化率顺序均为葡萄糖>乙酸钠>乙醇>蔗糖。游离亚硝酸抑制、不同反硝化酶的电子竞争和微生物群落结构差异均是影响N₂O释放的因素。     

水中全/多氟化合物污染现状及控制技术研究进展

全氟/多氟烷基化合物(PFASs)是21世纪受到重点关注的新型持久性有机污染物。PFASs化合物具有疏水、疏油,化学稳定性强、表面活性高的特性,能够承受光照、高温,不易被微生物降解。因PFASs应用广泛,在环境中的化学稳定性好,近年来陆续在全球范围内的各种环境介质和生物体中被检出。大量研究表明,环境介质和生物体中检出的PFASs类物质多为全氟辛烷磺酸和全氟辛酸,PFASs具有多种高等毒性,已严重威胁到生态系统和人类健康,有必要深入研究它们的环境行为。该文总结了多种水域、沉积物和生物体中PFASs的污染现状,概述了目前各种PFASs的去除技术,重点对吸附去除PFASs的机理以及迁移规律等环境行为进行了总结,并对PFASs的未来研究方向与发展趋势提出了相应的建议,旨在为今后的研究提供参考。     

基于污泥流变学的射流搅拌混合特性

以市政污泥为研究对象,基于污泥流变学,考察了工业尺寸的液液喷嘴、气液喷嘴进行搅拌时射流的流动形态及喷嘴轴向速度分布,并考察了气液喷嘴不带气管进行液液混合时的情况。通过流变实验,确定实验污泥为屈服-胀塑性流体,有触变性,其稠度系数k=0.000 2,流动系数n=1.535 5,表明射流为紊流。且每种类型射流轴向速度衰减规律有一定的自相似性,气液喷嘴在安装气管时射流效果较好。对液液喷嘴、气液喷嘴进行流速场测定,分别考察了其全流场速度方差加权平均值、死区容积百分数随喷嘴安装高度、喷嘴入射流速的变化规律。结果表明,随着入射流速及喷嘴距池底安装高度的增加,搅拌槽内污泥流速均匀程度增加、污泥流动停滞区减少。并且喷嘴安装高度为2 m,入射流速4.95 m·s-1时液液、气液喷嘴的混合效果最佳,2种喷嘴经济入射流速分别为4.95 m·s-1和3.77 m·s-1。     

污泥流变学及其厌氧消化混合特性数值模拟研究进展

污泥作为一种非牛顿流体,其流变特性对厌氧消化过程中的传质、传热、搅拌和物料输送等有着重要影响。系统阐述了污泥流变学属性,如流变特性的影响因素、流变模型以及其测试方法。由于污泥在厌氧消化反应器中流场的复杂性及其本身的不透明性,难以对其流场进行高效的实验测试,利用计算流体力学(CFD)技术结合流变学参数对流场进行数值模拟是一种有效工具。因此,综合分析了CFD技术在污泥厌氧消化过程中的研究现状及其搅拌混合过程中旋转桨叶处理方法的选择,并对污泥厌氧消化过程中进行数值模拟存在问题及进一步研究方向进行了展望。随着深入研究,以污泥流变学、计算流体力学为基础结合污泥厌氧消化生化反应过程联合数值模拟研究,将会为控制污泥的厌氧消化工艺提供更加全面和重要的技术措施。     

碳源种类对农村污水反硝化过程脱氮效果的影响

针对农村污水普遍存在碳源不足的问题,研究了不同碳源种类对反硝化脱氮过程的影响。选用SBR,以乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖为碳源,分别控制COD∶N值为4.5、5、6.5、6.5,对反应器脱氮速率以及氮素指标变化规律进行了研究。结果表明：投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,其平均反硝化速率分别为0.050、0.031、0.034、0.026 g·(g·h)⁻¹;有机物结构越复杂,意味着代谢过程越复杂,反硝化所需时间亦相对延长;投加乙酸钠、乙醇、葡萄糖、蔗糖时,当硝酸盐基本被完全消耗时,分别于第50、70、70、70 min时反应器中亚硝酸盐积累量达到了最大值;以葡萄糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率为42.5%;而以乙酸钠和乙醇为碳源时,最大亚硝酸盐积累率次之,分别为23.2%和19.5%;以蔗糖为碳源时,最大亚硝酸盐积累率最小,仅为7.0%。以上研究结果可为低浓度农村污水处理过程中针对外加碳源种类的选择提供参考。     

碳纳米管对水中多氯联苯的吸附动力学

通过静态吸附实验研究了碳纳米管（CNTs）对水中多氯联苯（PCBs）的吸附动力学特性,包括1种单壁碳纳米管（SWCNTs）和3种多壁碳纳米管（MWCNTs）,并对4种CNTs的物理特征及孔径分布进行了分析。结果表明,SWCNTs的比表面积和总孔容最大,分别为228.210 m2·g-1和1.515 4 cm3·g-1。CNTs对PCBs的吸附速率很快,40 min吸附量可达到平衡时的90%以上,80 min左右达到吸附平衡,且SWCNTs的吸附能力远大于MWCNTs。运用拟一级和拟二级动力学模型对实验数据进行拟合,表明拟二级模型更适合描述CNTs对PCBs的吸附过程。     

污泥农用中的资源利用价值分析

以奥地利的基本情况为主,对污泥中的有效成分有机物、氮、磷等进行量化分析和总结,同时对污泥农用的经济效益及生态安全性的保障进行了分析和探讨。在此基础上,结合我国目前污泥处理处置现状,对相关问题进行了分析,以期为我国污泥处理处置提供借鉴作用,实现污泥可持续的发展与利用。     

SBR和A/O工艺活性污泥的流变特性分析

对间歇式活性污泥法和厌氧好氧工艺法中的污泥进行流变特性分析,探讨两种工艺中污泥的剪切应力、黏度等流变特征指标的变化规律,并重点讨论TS和温度对污泥流变特性的影响。结果表明:当TS为9.10%时,两种工艺中的污泥均为假塑性非牛顿流体,其流变特性可以用Herschel-Bulkley模型来拟合。同一温度同一TS时,SBR工艺污泥流变模型H-B中的K是A/O工艺的10.11倍;极限黏度与TS呈幂指数关系;污泥黏度随温度升高呈现逐渐降低的趋势在低剪切速率下更为明显,且温度在10~35℃范围内,黏度变化更为显著。     

主流厌氧氨氧化工艺的运行优化及其微生物的群落变迁

通过高氨氮污水驯化成熟的CANON生物膜反应器处理低氨氮污水,试验分为3个阶段:(1)连续曝气无机配水阶段(0~59 d),曝气量30 m L·min-1,调整氨氮浓度为80 mg·L~(-1),厌氧氨氧化脱氮效率较低,第56 d时,TN去除负荷仅为0. 13kg·(m~3·d)~(-1).(2)连续曝气生活污水阶段(60~110 d),有机碳源的进入使得CANON反应器在79 d时TN去除负荷提升至0. 22 kg·(m~3·d)~(-1).(3)由于DO浓度较低,其氨氮去除率仅为75%,为进一步提高氨氮和TN的去除效果,第110 d时,进入间歇曝气生活污水阶段(110~160 d),提高曝气量为50 m L·min-1,曝气30 min,停曝30 min,第131 d时,氨氮去除率提高至86. 34%,TN去除率和去除负荷分别达到85. 87%和0. 30 kg·(m~3·d)~(-1),这说明间歇曝气策略可以提升CANON反应器的脱氮性能.同时在试验开始前(0d)、连续曝气无机配水阶段(56 d)和间歇曝气生活污水阶段(152 d)时分别取样进行了高通量测序,分析不同阶段的微生物群落变化,结果表明:(1)Candidatus Brocadia相比Candidatus Kuenenia在低氨氮无机配水和生活污水阶段中受影响较小;(2)Nitrosomonas和Nitrospira分别为AOB和NOB的优势菌种,生活污水阶段对Nitrosomonas影响较大,对Nitrospira影响较小;(3)反硝化菌属始终存在CANON反应器中,其中假单胞菌属(Pseudomonas)、副球菌属(Paracoccus)适应性最强,但各阶段相对丰度均不超过0. 5%.