餐厨垃圾和剩余污泥厌氧混合发酵过程的动态膜强化特性研究

比较了厌氧动态膜生物反应器（DMBR）与完全混合式反应器（CSTR）在处理餐厨垃圾（FW）和剩余污泥（WAS）时的发酵产气过程,验证了高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵时DMBR系统运行的稳定性,考察了动态膜（DM）基材孔径（300目、200目和100目）对DMBR运行性能及其固液分离效果的影响.结果表明：一体式DMBR能够强化餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵的高负荷稳定运行,DMBR过膜滤液中平均总挥发性脂肪酸（TVFA）为86.1 mg·L^-1,低于CSTR排泥中TVFA的浓度（527.3 mg·L^-1）.当动态膜基材孔径为300目时,DMBR过膜滤液中总有机物（TCOD）为（1.6±1.1）g·L^-1,相应的固液分离效果优于200目（（3.2±1.9）g·L^-1）和100目（（32.0±1.3）g·L^-1）动态膜基材,即当动态膜基材孔径为100目时,DMBR过膜滤液中TCOD比300目动态膜基材高6.7倍.与200目动态膜基材孔径相比,300目动态膜基材相应的跨膜压差增长缓慢,反洗频率和运行能耗均较低,而100目动态膜基材孔径过大,固液分离效果较低.因此,在高负荷餐厨垃圾和剩余污泥混合发酵系统中,选用300目动态膜基材形成的动态膜过滤效果最优.此外,本文还对比分析了有机废物和废水处理领域中较优的动态膜基材孔径及DMBR的应用情况,为拓展DMBR在有机物处理领域的应用提供依据.     

蚯蚓-稻壳炭联合堆肥对工业污泥中重金属的影响研究

蚯蚓堆肥相关研究多集中在生活污泥方面,对工业污泥的探索较少。该研究以马鞍山某钢铁污水处理站污泥为例,添加不同比例稻壳炭(2%、4%、8%),设置污泥单独堆肥、稻壳炭与污泥堆肥以及蚯蚓-稻壳炭联合污泥堆肥试验,探索蚯蚓与稻壳炭联合堆肥对工业污泥中重金属形态和生物有效性的影响。研究表明,(1)相比污泥单独堆肥,稻壳炭联合污泥堆肥能增加污泥pH、EC、TP和降低TOC、TN,而蚯蚓联合稻壳炭堆肥污泥可增加TN,并进一步增加污泥EC、TP,显著降低污泥的pH、TOC。(2)稻壳炭堆肥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd含量因浓缩效应而上升;而蚯蚓联合稻壳炭堆肥,重金属含量显著下降,添加4%稻壳炭时,重金属Zn、Cu、Pb、Cd质量分数达到最小值,分别为856.64、137.10、158.92、15.48mg·kg-1。(3)重金属形态分析表明,随着稻壳炭比例增加,稻壳炭堆肥中重金属Zn、Cu、Pb、Cd的交换态和碳酸盐结合态转化为残渣态及铁锰氧化态的比例增大,添加8%稻壳炭时DTPA提取的有效态重金属质量分数最低,分别为705.72、47.95、50.43、4.47 mg·kg-1;蚯蚓-稻壳炭联合堆肥会使得污泥中重金属交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态和有机结合态均向残渣态转化,添加4%稻壳炭与蚯蚓的协同转化能力最大,Zn、Cu、Pb、Cd有效态重金属质量分数分别为629.84、38.63、36.76、1.63mg·kg-1,说明稻壳炭添加入蚯蚓堆肥可进一步降低工业污泥中重金属有效性,使重金属钝化。本研究可为稻壳炭联合蚯蚓堆肥处理工业污泥提供参考和科学依据。     

蚯蚓处理对城市生活污泥水溶性有机物结构特性的影响

对蚯蚓处理前后污泥水溶性有机物的量及分子量比例进行了分析,同时采用傅立叶红外光谱(FTIR)和荧光光谱分析技术,研究了水溶性有机物的组成与结构特征变化.结果表明,和对照相比,污泥经蚯蚓处理后,水溶性有机物的含量和小分子有机物的比例增加,小分子物质含量增加12%.红外光谱和荧光光谱的结果表明,污泥经蚯蚓处理后,水溶性有机物中羧基和多糖类物质增加,芳香族类物质的量增多,产生了少量的蛋白质类物质.同时发现,蚯蚓处理使污泥水溶性有机物不饱和结构的多聚化或联合程度变小,水溶性有机物的结构变得更加简单,形成了更多的小分子有机物。     

十二烷基苯磺酸钠(SDBS)-氢氧化钠耦合污泥脱水技术研究

研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)-氢氧化钠(NaOH)耦合预处理对污泥特性的影响,分析了不同预处理条件下污泥溶解性化学需氧量(SCOD)、挥发性悬浮物(VSS)、总悬浮物(TSS)和有机酸溶出率随时间的变化规律,并进一步探讨了其对污泥脱水性能的影响.结果表明,SDBS-NaOH耦合作用时能有效地加速VSS和TSS的溶解,提高污泥水解相SCOD的浓度,当SDBS和NaOH的投加量分别为0.02g·g-1污泥(污泥干基,下同)和0.1g·g-1污泥时,VSS溶解效率高达64.0%,此时TSS含量最低,仅为23.2mg·l-1;另外,当SDBS和NaOH添加量分别为0.02和0.25g·g-1时,污泥的脱水性能良好,脱水后污泥的含水率可降到72%左右,而未预处理的污泥其含水率高达84%。     

施用城市污泥对杨树土壤化学特性及金属含量的影响

采用温室盆栽方法,研究城市污泥对杨树土壤化学特性、金属含量的影响。实验设置6个处理：4个不同用量的污泥处理：30（S1）、60（S2）、90（S3）和120 t.hm-2（S4）,以及对照（Control：不施加污泥和肥料）和无机复合肥处理（F：1.5 t.hm-2）。结果表明,施用污泥后,土壤有机质、全氮及全磷均提高,且随污泥施用量的增加而增加。S1~S4处理的土壤有机质、全氮及全磷较Control处理分别提高了32.50%~52.05%、32.00%~95.30%及75.43%~236.25%;较F处理分别提高了47.60%~69.37%、35.04%~99.70%及77.10%~239.46%。但污泥施用降低土壤pH和全钾质量分数,土壤pH较Control和F处理分别下降了0.11~0.42和0.01~0.32,但仍呈弱碱性;土壤全钾质量分数较Control和F处理分别降低了1.65%~21.51%和1.19%~21.14%。随污泥施用量的增加,土壤Cu、Zn、Ca和Na质量分数呈增加趋势,而Mn、Fe、Al、Mg质量分数呈降低趋势,其中Cu和Zn增加明显,并较Control处理分别增加了31.89%~104.36%和38.93%~358.02%,较F处理分别增加了23.10%~90.75%和37.88%~354.55%。总体而言,污泥施用于杨树后,可明显改善土壤的化学特性,但污泥施用量越大,土壤重金属Cu和Zn的质量分数残留越多。     

活性炭辅助微波热解污泥反应条件的试验研究

针对微波不能直接实现原污水污泥高温热解的问题,采用活性炭作为微波能吸收物质辅助污泥热解。对影响污泥热解效能的3个主要因素：污泥样品量、活性炭掺杂量和微波辐射功率,各做了3个水平的考察,得到了试验条件下的最优方案：污泥样品量30g、活性炭掺杂量6g、微波辐射功率1200W。结果表明：在最优试验方案下,污泥能在7min内升至920℃的高温,实现污泥快速、高效热解。通过分析3个因素对污泥热解效能的影响,进一步对最优试验方案下的固体产物吸收微波的性能及用其作为掺杂物辅助微波热解污水污泥的可行性进行了研究,结果表明：固体残渣吸收微波性能良好,可以代替活性炭作为更经济、高效的污泥微波热解辅助材料。     

MnO2氧化去除制革污泥中的Cr(Ⅲ)

开展了MnO2化学氧化去除制革污泥中Cr(Ⅲ)的研究.结果表明,pH为4.0时MnO2处理污泥16h,Cr(Ⅲ)的溶出率达到90%以上(污泥中总Cr的原始浓度为6548mg·kg-1),但pH>6.0时MnO2基本不能去除污泥中的Cr(Ⅲ);处理温度升高、MnO2加入量的增大有利于Cr(Ⅲ)的去除.     

AB工艺减少污泥重金属的效果

在AB工艺中,利用A段活性吸附去除重金属从而降低B段污泥中重金属含量,使其达到农用标准（GB4284-84酸性土壤控制标准）。利用小型污水处理实验场,模拟研究了AB工艺A段中重金属的去除情况,对AB运行控制参数进行优化探讨,以使A段能有效去除大部分重金属,并尽可能降低有毒有害污泥产量。结果表明：溶解氧质量浓度控制在0.5mg·L-1,污泥质量浓度调节为约500mg·L-1时,Cu2＋去除率可达87.6%,Zn2＋的去除率为78.7%,Ni2＋去除率为51%。当污泥质量浓度在1000～1500mg·L-1时,A段处理后污泥沉降性能好转,对重金属离子的去除有较好的效果,且不过多截留污水中的有机物。且B段剩余污泥中的Cu2＋、Zn2＋、Ni2＋含量都基本达到酸性土壤污泥农用控制标准。因此,适当控制AB工艺相关参数条件,利用A段活性污泥去除大部分重金属,降低B段产泥中重金属含量,达到农业控制标准是可行的,污泥经处理后进行土地资源化利用可成为我国污泥处置与利用的一种有效途径。     

有机肥与化肥的生产能耗、投入成本和环境效益比较分析——以污泥堆肥生产有机肥为例

针对目前国内肥料生产和施用现状,分别从能耗、成本和污染物排放等三个方面对有机肥和化肥进行比较分析。化肥生产呈现高能耗和高污染排放,而有机肥则表现为低能耗、无污染的特点,同时还可消纳废弃物,减轻污染负荷。从投入成本上分析,化肥相对于有机肥具有一定优势,其单位面积和折纯养分投入分别是有机肥的53%和26%。有机肥相对于化肥,其污染物排放负荷很低。从节能减排和降低投入的角度,提出支持基于废弃物资源化的有机肥产业化发展。