好氧颗粒污泥沉降选择实验研究与定量描述

以序批式反应器培养的成熟好氧颗粒污泥为对象,研究沉淀高度对颗粒数、比重、污泥浓度、粒径分布及选择系数的影响.结果表明,随着沉淀高度的增加,污泥浓度在沉淀时间为30 s时由0.24 mg.L-1明显增加至6.07 mg.L-1,平均粒径从450μm增加到550μm,颗粒圆形度增加12.67%,而复杂度减小13.47%,说明粒径较大、形状较规则的颗粒沉降较快,从而更易在沉降选择过程中得以保留.根据选择压原理,结合颗粒污泥沉降实验结果引入选择系数.实验和计算结果显示,在任意沉淀高度,选择系数随粒径和密度的增大而增加.随着沉淀高度的增加,直径>600～800μm的颗粒选择系数增加,小颗粒趋势与之相反,说明增大排水比有利于大颗粒保留而絮体被筛选出反应器,而低的排水比会使污泥颗粒化过程放缓.该研究结果可望对加速污泥颗粒化过程和提高其稳定性提供科学的理论依据和指导.     

污泥热水解技术研究进展

热水解可以改善污泥的生物降解性能和脱水性能,提高后续厌氧消化系统中有机物的去除率。本文阐述了热水解对污泥物理特性主要包括流变特性和脱水行为的影响;分析了热水解对污泥中氨氮浓度及对厌氧消化的作用;同时介绍了热水解技术对整个污泥处理系统能量需求的影响。指出：热水解改善了污泥的厌氧消化性能,提高了沼气等再生资源的产量,且厌氧消化产生的沼气量与热水解技术所需的能量基本平衡。     

镍基催化剂对污泥微波热解制生物气效能的影响

为实现污水污泥减量化、无害化及资源化的目标,在微波热解污水污泥基础上,进行了镍基催化剂对制取生物气效能影响的研究。采用元素分析对污泥元素进行检测,气/质联用分析(GC-MS)和气相色谱(GC)对热解生物气的组成和含量进行测定。实验结果表明,镍基催化剂的添加对微波热解污水污泥制取生物气有较大促进作用。5%添加量与800℃热解终温条件下具有最佳催化效果:生物气中H2、CO产量最大,H2产量由29 g/kg增加到35.8 g/kg,提升23.4%,CO产量由302.7 g/kg增加到383.3 g/kg,提升26.6%;同时催化剂还能提高热能利用效率,降低热解终温,即5%添加量在700℃热解终温时可达到空白800℃时的产气效果;镍基催化剂主要在500~600℃时发挥催化作用,加快了H2和CO的释放。微波热解污泥制取的生物气具有产量大、富含H2与CO等优点,可推动污水污泥的资源化进程。     

印染污泥焚烧烟气污染控制案例分析

以广东省某两家印染厂的印染污泥焚烧项目为主要研究对象,从污泥处理技术路线、焚烧设备及烟气处理流程等各方面入手,对各厂印染污泥与煤混烧烟气中颗粒物、NOx、SO2、酸性气体(HF、HCl)和重金属等污染物的进行采样分析,并对各厂现有烟气污染物控制设施的运行效果进行调研,结果表明,布袋除尘的效果较为理想,除尘效率可达99%以上;使用印染废水作为吸收液的湿法脱硫技术对SO2及酸性气体的去除效果不理想;SNCR对NOx具有一定的去除效果,是一种较为经济、高效的脱硝技术;焚烧后,大部分重金属最终以飞灰的形式被除尘器去除,但仍有部分重金属如Hg在出口烟气中的浓度仍然很高,需要采取必要的措施控制烟气中的重金属. 此外,基于印染污泥焚烧实例分析,提出适于印染污泥与煤混烧烟气处理工艺流程.     

基于高通量测序的SBR反应器丝状膨胀污泥菌群分析

为探究丝状污泥膨胀及控制过程中细菌菌群和真菌菌群的变化规律,采用一套11 L的SBR反应器,接种某城市污水处理厂膨胀污泥,以乙酸钠为碳源进行人工配水,对膨胀污泥进行399 d的培养实验,采用高通量测序技术对污泥样本进行菌群多样性分析.结果表明,接种污泥菌群多样性比较丰富,经培养至污泥高度膨胀后,菌群多样性降低,污泥沉降性能恢复正常后,菌群多样性又逐渐增加.细菌中的腐螺旋菌属(Saprospiraceae_norank)、丛毛单胞菌属(Comamonadaceae_unclassified)和四球菌属(Tetrasphaera)相对丰度分别为13.37%、10.54%和8.59%,是接种污泥的主要细菌属.经过培养,膨胀污泥菌群发生变化,接种污泥中细菌相对丰度仅为0.01%的丝硫菌属(Thiothrix)增加至56.95%~60.14%,真菌中相对丰度为19.60%的丝孢菌属(Trichosporon)增加至94.82%.污泥膨胀得到控制后,污泥中丝硫菌属(Thiothrix)相对丰度减少至0.01%,丝孢菌属(Trichosporon)相对丰度减少至2.32%.丝硫菌属(Thiothrix)和丝孢菌属(Trichosporon)过多不利于污泥沉降.     

硫酸盐还原菌介导的吸附态砷的迁移转化

自然界中砷(As)主要被吸附在铁氧矿物上,吸附态砷从铁氧矿物释放至水体是水中砷污染的主要来源.在此过程中,微生物起着至关重要的作用.本研究的目的是探究加入硫酸盐还原菌Desulfovibrio vulgaris DP4对吸附态砷迁移转化的影响.结果表明,0 h两体系砷释放量均为0μmol·L~(-1).与对照组相比,前84 h DP4促进了吸附态五价砷[As(Ⅴ)]的脱附,在13 h砷的释放量达到最大值12.6μmol·L~(-1),占初始总吸附量(16μmol·L~(-1))的79%,是对照组(1.5μmol·L~(-1))的8.4倍.而在84 h之后,DP4体系的砷浓度低于非生物对照组,表明溶解态砷被再次固定.此过程中,砷的释放量与氧化还原电位(Eh)显著相关(P=0.001).XRD结果表明,在DP4作用下针铁矿的结晶度降低了50%,且结晶度越低,吸附能力越强,这可能是后期砷被再次固定的原因之一.同时SEM-EDS表明DP4使得针铁矿发生团聚,部分被转化为硫铁矿.As的XANES结果表明固相中没有硫化砷生成,这进一步证明固相中生成的主要是硫铁矿,它对砷的再吸附导致了后期DP4体系中溶解态砷的浓度低于非生物对照组.此外,在固相中检测出了19%的As(Ⅲ),而液相中并未检测出溶解态的As(Ⅲ),据此推测硫酸盐还原菌原位还原了吸附态As(Ⅴ).     

贮存污泥生物干化过程中微生物群落结构及功能性分析

以啤酒糟作为调理剂,与贮存污泥混合进行生物干化,考察生物干化系统的表现以及微生物群落结构的演替规律,并分别利用PICRUSt软件和FUNGuild数据库对细菌和真菌群落的功能性进行分析。其中,贮存污泥与调理剂质量比为5∶1,通风方式为10 min开、20 min关,通风量为1.4 L/(min·kg)干物质,试验周期为18 d。结果显示：在生物干化过程中,堆体的温度先升高后降低,最终降至室温,最高温度可达62.5℃;随着时间的延长,含水率逐渐下降,由71.22%降至54.12%;随着时间的延长,挥发性固体(Volatile Solids, VS)质量比逐渐降低,由465.33 g/kg降至335.80 g/kg;微生物群落结构在动态变化,在整个生物干化过程中属水平的优势细菌为脲杆菌属(Ureibacillus)和芽孢杆菌属(Bacillus);真菌群落属水平高温期的优势真菌为毕赤酵母属(Pichia)。对细菌的功能性分析显示,生物干化过程中的主要代谢路径(1级)为代谢、基因信息处理过程、环境信息处理过程、细胞过程;基于2级KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes...     

提高污泥碱性发酵挥发酸积累的新方法

为了加大剩余污泥在碱性条件下的水解酸化程度,本研究尝试了两种新的能促进污泥碱性发酵产酸的方式,分别是向批式的污泥碱性发酵系统中投加未灭菌发酵污泥和投加灭菌发酵污泥,结合温度的影响(10℃和35℃)分别考察了这两种方式对污泥水解酸化效果的影响.结果表明,中温有利于水解酶和产酸菌作用的发挥,增大了污泥的水解酸化程度,体系内有明显的挥发酸(VFAs)积累.35℃条件下,两种方式都在很大程度上促进了新鲜污泥的水解酸化程度,经灭菌后的发酵污泥的投加较等量的未灭菌的发酵污泥的投加效果更为显著.前者的水解速率是后者的2倍,发酵末期酸积累量为后者的1.5倍,且前者在较长的发酵时间内VFAs含量维持恒定.分析两种方式能促进污泥水解酸化的原因得到:未灭菌发酵污泥的投加是向系统中引入了一定量的产酸菌,灭菌发酵污泥的投加引入了大量的较易水解的有机底物.水解产物的增加能在更大程度上影响产酸的效果.因此,中温条件下向污泥碱性发酵系统中投加经灭菌处理后的发酵污泥是提高剩余污泥发酵产酸量更为有效的方式.     

我国城市污泥中醚类和卤代烃类有机污染物的初步研究

应用GC／MS联机检测技术对我国大陆和香港共11个城市污泥中4种醚类和4种卤代烃类化合物进行分析。结果表明，醚类化合物的总含量在0－7．743mg/kg之间，以双（2－氯异丙基）醚为主，主要分布在兰州污泥和广州污泥中；卤代烃类化合物的总含量在0．007－3．237mg/kg之间，以六氯环戊二烯为主，主要分布在兰州污泥、佛山污泥和沙田（香港）污泥中。污泥中醚类和卤代烃类化合物的种类及其含量与污水来源、污水处理方式、污泥类型、化合物的结构和理化性质等因素有关。     

混合重金属对硝化颗粒污泥毒性作用的析因实验研究

分别测定了Cu2 、Zn2 和Cd2 对硝化颗粒污泥的单一毒性,采用析因实验研究了二元和三元重金属混合体系对硝化颗粒污泥的联合毒性.结果表明,Cu2 、Zn2 和Cd2 的2 h半抑制浓度EC50分别为95.23、62.11和12.48 mg/L,由析因实验所得的响应曲面模型具有较好的优度(其R2＞0.95),能够对混合体系的联合毒性很好地进行预测,析因实验可以用于环境领域混合体系联合毒性的研究.