污泥预处理强化厌氧水解与产甲烷实验研究

污泥传统厌氧消化因水解瓶颈而导致有机物转化甲烷产率低下.选择适当工况对污泥实施预处理可同时实现对污泥中木质纤维素破稳和污泥微生物细胞破壁,从而释放出较多溶解性COD(SCOD),使有机物水解变得容易进行,最终导致甲烷产率大幅提高.本研究通过热水解(T=150℃,t=30 min)、超声波(P =500 W,t=2 h)、碱解(pH =13,t=2h)和酸解(pH =2,t=2 h)等4种预处理方式对原污泥实施最优工况预处理,分别获得了50.9％、39.1％、31.0％和22.4％的COD溶出率.对预处理后污泥进行传统条件下(SRT =20 d)厌氧消化,分别获得了53.6％、40％、26.8％和24％的甲烷产率(mL/g VSS)增量.同时,预处理后污泥中木质纤维素类物质降解率亦大大增加.缩短SRT(10 d)会导致传统厌氧消化甲烷产率急剧减少,但是,污泥预处理却非常有利于甲烷产率的提高,因此可通过外在预处理方式来逾越内在厌氧水解的瓶颈.     

污泥吸附剂对3种染料吸附动力学的研究

以污水厂脱水污泥、锯末和焦油的混合物为原料,选择ZnCl₂为活化剂制备出过渡孔发达、强度大的污泥吸附剂（S-AC）。借助BET、FT-IR等现代分析测试方法对污泥吸附剂进行表征,同时,研究了吸附剂对酸性大红、中性红和碱性品红吸附动力学行为。结果表明,制得的污泥吸附剂BET比表面积为358 m²/g,强度大于89%。吸附剂的动力学数据均符合伪二阶动力学方程、液膜扩散方程和颗粒内扩散方程,其中液膜扩散为吸附剂对酸性大红吸附过程的主控步骤,颗粒内扩散为吸附剂对中性红和碱性品红吸附过程的主控步骤。     

添加不同比例的石灰对污泥稳定化的模糊评价

在污泥处置策略中,污泥碱式干化被认同是一种安全可靠的处置方式。而我国由于大多采用较为原始的推送装置,不仅石灰消耗量大,而且污泥稳定化效果差,难以实现污泥性状的改善。利用自主研发的高效混合器,在脱水污泥中添加质量分数为5%、7%、10%、12%和15%的500目工业石灰后,分别测定添加后污泥的温度、pH、粪大肠菌值以及臭味强度的变化,并采用模糊数学法评价了添加不同比例的石灰对污泥的稳定化效果,结果表明:添加不同比例的工业用生石灰后,污泥的温度从原污泥的30℃分别升高到32.0、36.0、39.2、41.0和43.3℃;污泥中的pH从原污泥的6.5左右均升高到12以上;粪大肠菌值从原污泥的1.08×10-8 g/MPN均降为0.01 g/MPN以下;臭味强度从5级降为2级以下;污泥稳定化程度高,模糊综合评价结果都为一级。因此,添加5%的石灰即可实现污泥的稳定化。     

基于剩余污泥的超声法提取微生物絮凝剂

通过超声系列实验,对超声法从剩余污泥中提取微生物絮凝剂(MBF)进行了系统研究。从剩余污泥中提取的MBF在碱性条件下表现出较好的絮凝活性。提高污泥浓度有利于提取出较高絮凝活性的MBF。由于超声波的破解作用,超声频率或功率过高均不利于MBF的提取。在20 kHz的超声频率下,连续超声比脉冲为1、4或8 s超声时的提取效果均要好。经过工艺优化,采用20 kHz、120 W的超声波对剩余污泥(19.4 g/L)连续超声30 s,所提取的MBF对高岭土悬浊液的絮凝率接近70%。结果表明,超声法可用于从剩余污泥中直接提取MBF,在降低MBF生产成本的同时实现污泥的资源化利用。     

剩余污泥对活性黑KN-B的吸附性能

用剩余污泥对活性黑KN-B进行吸附研究,考察了pH、吸附时间、温度、盐类和污泥量等对活性黑KN-B吸附的影响.结果表明,剩余污泥对活性黑KN-B的吸附是一个快速过程,吸附时间可控制在30 min;其吸附过程可以用准二级动力学模型进行描述和预测;温度对污泥吸附活性黑KN-B产生的影响较小;其吸附等温线,25℃、35℃时与Freundlich方程拟合良好,45℃时则可以由Langmuir方程更好地描述.未调pH的剩余污泥,对pH≤2的废水中活性黑KN-B吸附性能良好;剩余污泥pH为1时,对pH＜12的废水中活性黑KN-B均可有效吸附;氯化钠浓度低于500 mg/L或氯化钠和硫酸钠的混合盐浓度低于100 mg/L时,有利于吸附;氯化钠浓度高于500 mg/L、混合盐浓度高于100 mg/L或单独加入硫酸钠后,随盐浓度的增加,吸附量呈下降趋势.     

污水处理中的污泥脱水技术研究进展

主要介绍了污泥脱水技术（干化、焚烧、超声波、热水解、电渗析、混凝沉淀和其它常用技术）的基本原理和影响因素，分析了它们的优缺点和适用条件，并结合应用情况对它们的发展趋势作了展望。     

热水解超声组合预处理对污泥厌氧消化产气潜力的影响研究

针对城市污泥厌氧消化由于融胞困难所导致的消解速率低、产气量低等问题,采用热水解与超声组合的方法对污泥进行预处理,考察经预处理后污泥融胞效率的变化及对厌氧消化产气潜力的影响.结果显示,热水解与超声波组合工艺对污泥的破胞作用明显,在30 min热水解与0.53 W/mL超声声能密度组合工艺反应60 min条件下,相对于处理前污泥,预处理后污泥溶解性COD(SCOD)溶出率可提高41.6％,蛋白质增加值达282.7 mg/L,污泥厌氧消化的产气潜力显著增加;30 min热水解分别与0.53、0.33 W/mL超声声能密度组合工艺对污泥破胞效率的差异不大;随着超声时间的延长,在组合预处理工艺前20 min内SCOD的溶出速率较慢,20260 min时溶出速率逐渐提高.试验结果可为城市污泥厌氧消化预处理工艺的选择提供一定的理论依据.     

不同酶强化污泥为燃料微生物燃料电池特性对比分析

采用单室无膜悬浮阴极微生物燃料电池(MFC),对比分析了蛋白酶和淀粉酶强化剩余污泥为燃料的MFC(ESMFC)产电特性、酶特性和污泥减量化效果。研究表明,投加蛋白酶的ESMFC最大功率密度比对照组增加106.2%,投加淀粉酶时ESMFC最大功率密度比对照组增加48%。蛋白酶作用主要体现在投加后的前12小时,而淀粉酶作用时间则较长,为投加后的前144小时,但在运行前期,由于高温作用,导致系统内的酶活性较强,投加的淀粉酶作用则不明显。投加蛋白酶的系统内TCOD、TSS和VSS去除率分别为82%、65%和85%,而投加淀粉酶的系统内TCOD、TSS和VSS去除率分别达到86%、67%和88%。此研究对于ESMFC中外加酶的选择具有一定意义。     

一体化间歇曝气完全混合活性污泥法

一体化间歇曝气完全混合活性污泥法处理装置采取特殊的沉淀区构造,改变了活性污泥的循环流动方式,通过间歇曝气,反应区交替处于好氧/缺氧状态,达到了有机物高效去除、高效硝化反硝化及控制污泥膨胀的效果.该方法具有出水水质好、运行稳定、能耗低、流程简洁和操作管理方便的特点,是一种很有发展潜力的一体化中小型生活污水、城市污水处理系统.     

水力负荷对厌氧氨氧化反应器运行影响的研究

采用一套有效容积为4.46 L的UASB-ANAMMOX反应器,通过对水力负荷进行3个阶段的调节,研究水力停留时间对ANAMMOX反应器处理效果的影响.3个阶段的水力负荷分别为0.20～0.25、0.38～0.43、0.16～0.20 L/(Ld).在试验过程中,水力负荷的冲击对NH 4-N、NO-2-N的去除率影响明显.其中水力负荷为0.20～0.25 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率都能达到99%以上;当水力负荷为0.38～0.43 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率分别降至64%和62%;当水力负荷为0.16～0.20 L/(L·d)时,NH 4-N、NO-2-N去除率立刻分别回升至94%和97%.ANAMMOX反应过程中,NO-2-N和NH 4-N的去除量比值基本在1.3∶1.0左右变化,ANAMMOX反应的优势菌种代谢在运行过程中会将一部分NO-2-N转化为NO-3-N,水力负荷的改变对NO-3-N的出水浓度影响不大;但NO-3-N日生成量与水力负荷的大小成正比.试验表明,UASB-ANAMMOX反应器对水力负荷冲击有较强的抵抗力,但是仍会造成一定量的ANAMMOX反应的优势菌流失,使该反应器在短时间内不能恢复最佳的去除效果.