克雷伯氏菌生产絮凝剂M-C11的培养优化及其在污泥脱水中的应用

从活性污泥中筛选分离得到可产生微生物絮凝剂的克雷伯氏菌C11,对微生物絮凝剂M-C11的培养基碳源、氮源、无机盐等条件进行优化.探讨将微生物絮凝剂应用于活性污泥脱水时,pH、CaCl2投加量、M-C11投加量等因素对污泥脱水效果的影响,并与常规化学絮凝剂的调理效果对比分析.结果表明,絮凝剂M-C11生产的最优培养条件:30 g·L-1葡萄糖、2g·L-1NaNO3、0.5 g·L-1MgSO4分别作培养基碳源、氮源、无机盐,在37℃,150 r·min-1振荡培养48 h,絮凝活性高达91.70%.M-C11在pH为4~8、温度为20~60℃的范围内具有良好的絮凝稳定性.克雷伯氏菌产絮凝剂M-C11应用于调理污泥脱水,在pH为6、3 mL M-C11、4 mL CaCl2(1%)的最佳投加组合下,调理后污泥比阻(SRF)和含水率分别由原泥的11.64×1012m·kg-1和98.86%,降低至4.66×1012m·kg-1和83.74%,调理后的污泥脱水效果显著优于硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)等无机絮凝剂.微生物絮凝剂具有成本低廉、易生物降解、无二次污染等优点,且对污泥pH、盐度等条件具有良好的适应性,可作为新型高效的污泥脱水调理剂.     

Novel cationic polyamidine: Synthesis, characterization, and sludge dewatering performance

In this study, a new and facile route was employed for synthesis of polyamidine with abundant cations and attractive five-membered ringlike structural unit. N-vinylformamide and acrylonitrile copolymerized firstly to form intermediates, and the intermediates were processed with hydrochloric acid to produce polyamidine. A series of polymerization conditions (e.g. polymerization time, temperature and dosage of initiator) were optimized through productivity, viscosity and cationic degree as evaluation. SEM analysis illustrated that the amidinization process could reduce the size of spaces between molecular and created compact structure, which would contribute to good flocculation performance and high viscosity. FT-IR, XPS and NMR spectra presented a rather clear structure of polyamidine. 34.3% of sludge was sedimentated through the flocculation of polyamidine in the early stages. In contrast, only 6.8% of sludge was sedimentated by polyacrylamide. The moisture content in dehydrated floc could be reduced to 77.7% when 60 mg/L polyamidine was added. These results demonstrated that the polyamidine showed a great potential in the practical application of sludge dewatering.     

酸浸赤泥制备含碳聚硅酸铝铁絮凝剂及其污泥脱水性能研究

以改性淀粉、拜尔法赤泥为原料,制备了含碳聚硅酸铝铁絮凝剂(R-CSiAFS),研究其对污泥的脱水性能,并采用红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TGA)对R-CSiAFS复合絮凝剂进行表征.结果表明,赤泥经硫酸前处理后,总铁(TFe)和Al~(3+)的浸出率分别为81.44%和96.83%.在(Al+Fe)/淀粉质量比为0.55/1,最佳pH=3.0,SiO_2质量分数为0.375%的条件下制得最优R-CSiAFS.利用此絮凝剂进行污泥脱水实验,当投加量为330 mg·L~(-1),污泥体系pH为7.0时,污泥比阻SRF降低了92.3%,沉降比SV30从90.0%降低到79.9%.     

Polyelectrolyte Flocculation of Waste Activated Sludge in Decanter Centrifuge Applications: Lab Evaluation by a Centrifugal Compaction Test

Abstract This article introduces a centrifugal compaction (spin tube) test to thoroughly evaluate polyelectrolyte conditioning on lab scale. In contrast to the well-known and widely applied existing tests (e.g., the beaker, the Jar settling, the free drainage, and the [sheared] capillary suction time test), the proposed spin tube test has a clear relation with the dewatering process taking place in a decanter centrifuge. First, based on the theory of centrifugal compaction, the solids stress of separate layers of sludge cake (obtained after spinning sludge in a lab centrifuge) is calculated. Next, the test was applied to assess in the lab the performance of three different polymers by evaluating the obtained sludge dryness. To verify and/or compare the results obtained with the spin tube tests, sheared capillary suction time tests were conducted and floc size distributions were analyzed. Finally, two of the three polymers evaluated in the lab were applied in the industrial sludge dewatering and drying sys...     

长江Ⅰ级阶地某深基坑地下水控制分析

对于地处长江I级阶地的深基坑工程而言,由于其地层软弱、水文地质条件复杂、周边建筑密集等原因,地下水的有效控制成为基坑开挖成败的关键。本文以位于湖北荆州市繁华中心城区的地下商业城某深基坑工程为例,通过理论分析和经验判断,提出采用竖向隔水帷幕+深井降水的综合方案来控制深基坑地下水问题,即在弱透水层的潜水和承压水采用在支护桩之间施打高压旋喷桩形成竖向隔水帷幕,在强透水层的承压水采用井管降水的方法来控制基坑地下水,但降水井的深度要适当。经过工程实践验证表明,弱透水层的潜水、承压水的处置措施得当,可为富水复杂环境地质条件下的深基坑工程的设计与施工提供借鉴。     

交变电场-铁改性生物质强化城市污泥深度脱水

为了实现城市污泥的深度脱水,采用铁改性生物质作为骨架构建体联合交变电场电渗透技术处理污泥,以单因素实验为基础,探究了该联合技术对污泥脱水性能的影响,并通过表面响应法优化了污泥脱水的工艺参数.将玉米秸秆使用浓度为0.03g/mL的FeCl₃溶改性后与污泥混合,当采用不等占空比为4.33:1的交变电场,电压为17.22V/cm,改性生物质投加量为96.81mg/g DS,改性生物质含水率为61.91%,生物质粒径为1.05mm,阴阳极间距为2.10cm时,可以得到含水率为58.21%的脱水污泥,脱水能耗为0.0148kW·h/kg RW (脱除水分).脱水污泥的扫描电镜表征结果显示,铁改性生物质可以在污泥中起到良好的骨架支撑作用,有利于提高污泥的机械强度和可渗透性;热重分析显示,脱水后污泥的上、下层燃烧过程可划分为析出自由水和束缚水阶段,析出和燃烧挥发分阶段、分解无机盐阶段,添加铁改性生物质的脱水污泥有机质含量更高,燃烧得更快.     

电石渣中杂质对亚硫酸钙氧化及石膏浆液脱水性能影响

为了考察电石渣中杂质(Na2S、SiO2及铁、镁、铝的氧化物等)在湿法烟气脱硫过程中对亚硫酸钙氧化及石膏浆液脱水性能的影响,通过建立亚硫酸钙氧化反应装置,对亚硫酸钙氧化及石膏浆液脱水过程进行了研究。研究表明:浆液中Na2S浓度越高,亚硫酸钙氧化受到的抑制作用越明显,Na2S浓度高于10.0 mmol/L时,浆液中亚硫酸根几乎不发生氧化反应,石膏平均粒径随Na2S浓度增加呈先降低后增大趋势。浆液中SiO2不影响亚硫酸钙氧化,但是浓度低于0.5 g/L时,石膏粒径分布更加集中,更有利于提高石膏浆液脱水性能。浆液中Fe2O3的存在有利于亚硫酸钙氧化,浓度在0.5～1.0 g/L时,对石膏浆液脱水性能有明显的改善作用。浆液中MgO、Al2O3的存在,对亚硫酸钙氧化影响不大,但降低了石膏浆液脱水性能。     

超声波对剩余污泥化学调理的影响

以污泥脱水性能与沉降性能为指标,研究了超声波预处理对剩余污泥经阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）进行化学调理时污泥减量效果的影响。试验结果表明,单独采用CPAM对剩余污泥进行化学调理时的ρ（最佳添加量）为120 mg.L-1,污泥滤饼含水率为81.2%;单独采用超声波处理剩余污泥时的最佳声能密度为0.04 W.mL-1,此时的滤饼含水率为80.4%。而当在采用CPAM对剩余污泥进行化学调理前先进行超声波预处理后,污泥滤饼含水率降至72.2%。试验结果表明这种联合处理方式不仅使剩余污泥的脱水性能大为改善,并且最佳CPAM投加量降低至60 mg.L-1,最佳超声声能密度降至0.03 W.mL-1,这表明联合处理方法降低了污泥处理成本。     

次氯酸钠与亚铁对污泥破解及脱水效果的影响

采用次氯酸钠（NaClO）与亚铁（Fe（II））结合处理污泥以提高污泥破解和脱水效能,考察了NaClO和Fe（II）投加量的影响,并通过定量和定性分析污泥中胞外聚合物质（EPS）的迁移转化,确定NaClO和Fe（II）对污泥脱水和破解的机制.试验结果表明,NaClO和Fe（II）投加量（以干泥固体计）分别为44 mg·g^-1和66 mg·g^-1时,污泥毛细吸吮时间（CST）从原泥的112 s下降到66.3 s.同时,NaClO/Fe（II）处理污泥能够使上清液中化学需氧量（COD）显著升高,并使污泥中紧密束缚型EPS（TB-EPS）和松散束缚型EPS（LB-EPS）转化成溶解性EPS（S-EPS）,导致S-EPS的溶解性有机碳（DOC）含量升高,而LB-EPS和TB-EPS的DOC含量降低.此外,NaClO/Fe（II）还能使污泥中有机物质矿化,使3种EPS中蛋白质类和腐殖酸类物质减少.NaClO和Fe（II）能够改善污泥脱水性能,强化污泥破解效果,利于污泥后续的处理处置.     

微生物絮凝剂改善污泥脱水性能的研究

从活性污泥中筛选出一株微生物絮凝剂产生菌,该菌在优化培养条件下所产微生物絮凝剂命名为M-127。将M-127用于污泥脱水,并与聚丙烯酰胺、聚合氯化铝以及硫酸铝进行脱水效果对比。试验结果表明,M-127投加量为2mg/L时,污泥沉降性能得到明显改善;该絮凝剂用于污泥脱水的最佳条件是:40mg/LM-127,pH=6.5;在此条件下污泥比阻(SSR)可降至4.71×1010m/kg,脱水率可达96.3%,效果优于PAC、PAM以及Al(2SO)43。