制药污泥与花生壳混合热解非等温动力学分析

为探究制药污泥(Pharmaceutical Sludge,PhS)与生物质协同热解处置机理,基于非等温法对制药污泥、花生壳(Peanut Shell,PS)及其混合物的热解特性进行试验研究,采用3种无模型法(Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger-Akahira-Sunose法和Starink法)确定样本热解平均表观活化能,并结合主曲线法与CR(Coats-Redfern)最小二乘拟合法对热解机理函数进行研究。结果显示:PS主要有机成分为木质素、纤维素、半纤维素等,PhS主要有机成分为蛋白质、脂肪类及多糖等化合物;除脱水过程外,PS主要为中低温分解,而PhS在中低温和高温均有较明显失重峰,且二者混合热解时随混合质量比不同会出现轻微的协同和抑制效应;中温热解区PS反应活性比PhS略强,此阶段PS和PhS的平均活化能分别为180.3 kJ/mol和194.0 kJ/mol,二者热解机理均属于随机成核和随后生长机理,PS机理函数符合AE2.5方程,PhS则与AE3方程契合度更高;PhS在高温分解区域平均活化能为249.6 kJ/mol,热解机理属于随机成核和随后生长机理,适用于A1.5方程。研究表明PS添加质量分数对PhS热解过程影响较小,且其动力学参数与模型有一定相似性。试验结果可为热解温度、时间、比例等工艺优化参数提供一定理论支撑。

亚超临界体系Fe-Ni/SnO_(2)酸化资源化降解制药污泥的研究

利用浸渍法制备Fe-Ni/SnO_(2)多金属催化剂,并将其用于抗生素的液相催化。结果表明,在反应温度为330℃、反应时间为0.5 h、催化剂添加质量分数为20%、氧化系数为2.5的条件下,诺氟沙星TOC去除率高达78.62%,同时,甲酸质量浓度为64.65 mg/L、乙酸质量浓度为201.65 mg/L、丙酸质量浓度为15.09 mg/L、乳酸质量浓度为35.24 mg/L。回用催化剂催化效率可达到新鲜催化剂的80%,具有较好的稳定性。

制药污泥湿式氧化减量化与资源化途径探析

制药污泥具有产量大、毒性强、处理难、处置费用高的特点。减量化、资源化处理对于解决制药污泥处理难题是一种有效途径。介绍了湿式氧化处理制药污泥技术,探析了制药污泥制备有机酸和能源产品、生物炭、建筑材料、陶粒等资源化途径的可行性,以期为制药污泥的妥善处理处置提供相关参考。

NaOH强化催化湿式氧化处理制药污泥

采用NaOH强化催化湿式氧化的方法处理制药污泥,考察了各工艺条件对污泥VSS去除率和COD去除率的影响。实验结果表明,在NaOH加入量10 g/L、反应温度260℃、初始氧气压力1.0 MPa、反应时间60 min的最佳工艺条件下,污泥VSS去除率和COD去除率分别达到95%和60%,VSS去除率较高,污泥减量化效果显著。NaOH强化催化湿式氧化反应处理制药污泥的机理是氢氧根在高温条件下促进了微生物细胞的水解,促使污泥固体组分分解转移到液相中,最终有机物被降解为小分子有机物、CO_2和水。

制药污泥好氧堆肥肥效评价

通过实验确定了制药污泥好氧强制通风堆肥工艺流程及参数,对污泥肥在草坪、沙化土地上的应用效果进行了分析。结果表明:腐熟的污泥肥能提高土壤肥力,促进草木生长,应用于城市绿化,避免了污泥中的重金属及有害物质进入食物链;污泥肥施用于沙化土壤可有效提高风沙土壤中营养物质含量,改良沙化土壤贫瘠的理化性状,可以防风固沙、治理沙化土地。

不同类型外加碳源对制药污泥堆肥过程中青霉素降解的影响

以制药污泥为研究对象,采用葡萄糖、蔗糖、玉米秸秆粉及其混合物作为外加碳源,研究不同类型的外加碳源对堆肥系统一次发酵周期内温度、有机质等理化参数变化及青霉素的降解情况的影响.结果表明,堆体中有机质含量与外加碳源的量呈正比,堆体中有机质的质量分数随堆肥时间不断下降且趋于稳定.温度是青霉素降解的主要影响因素.外加碳源增加了堆体溶解性有机质质量分数,生物可利用碳源的增加促进了堆肥过程中微生物的转化作用,并有助于提高堆肥过程温度.在堆肥周期内外加碳源可以提高青霉素的降解速率(15 d内对照组青霉素降解率为94.44%,其他组均大于95%),且外加蔗糖与玉米秸秆粉的混合碳源处理组青霉素降解速率最快(15 d内降解率可达到99.08%).堆肥过程中升温阶段(中温阶段和高温阶段)青霉素含量与温度呈负相关(P<0.01),与溶解性有机碳呈正相关(P<0.01).15 d内所有处理组青霉素降解率均可以达到90%以上.

催化湿式氧化法处理制药污泥的实验研究

以硝酸铜作为催化剂,应用催化湿式氧化法处理制药污泥,研究该方法对COD和VS的去除效果。结果表明,添加催化剂能有效提高湿式氧化法的处理效果,且在反应温度为260℃,搅拌转数为300 r/min,起始氧气压力为1.0 MPa,催化剂添加量为0.5 g/L,反应时间为60 min的条件下,污泥VS和COD的去除率分别可达到90%和70%以上。由此,为实现制药污泥的减量化与稳定化提供相关参考。

利用制药污泥固态发酵产哈茨木霉工艺研究

利用生防菌哈茨木霉(Trichoderma harzianum)T-22作为发酵工程菌,以制药行业生产过程中废弃的污泥作为基准培养基,探究哈茨木霉固态发酵工艺。通过单因素实验考察培养基初始含水量、秸秆加入量和培养温度对哈茨木霉生长与产孢量的影响,结果表明,培养基的初始含水量为70%,培养温度为28℃,秸秆加入量为20%时,哈茨木霉菌丝生长较快与产孢量较大。基于Box-behnken设计的响应面模拟,哈茨木霉T-22菌株固体发酵的最适条件为培养基初始含水量58.22%,培养温度29.92℃,秸秆加入量15.66 g,菌体产孢量可达3.27×10^(9) cfu/g。因此,制药污泥可以作为哈茨木霉生长的培养基,将废弃污泥变废为宝、减少对环境的污染,符合国家可持续发展战略要求。

制药污泥热催化减量效能研究

采用水热碳化技术处理制药污泥,考察了污泥含水率、水热时间、水热温度和催化剂(柠檬酸和硫脲)对制药污泥减量的影响。实验结果表明:污泥减量的最佳反应条件为:污泥含水率为68%,水热时间为4 h,水热温度为220 ℃及硫脲投加量为0.25 g/g DS。最佳反应条件下,调配污泥湿重减量率达到50.38%,原污泥湿重减量率达到21.82%,污泥干重减量率达到25.05%。本研究以期为制药污泥减量化提供参考。

制药污泥水热与湿式氧化法减量处理的实验研究

采用水热与湿式氧化法减量处理制药污泥,结果表明,含水率为90.0%左右的污泥在无氧水热条件下主要发生热水解反应,污泥的挥发性固体(VS)去除率接近60.0%,总固体(TS)去除率可达40.0%。在湿式氧化条件下,VS的去除率接近70.0%,TS的去除率接近50.0%。在高含固污泥条件下,湿式氧化对污泥固体减量化的强化作用不大,主要提高了液相化学需氧量(COD)的去除率。

PAM对制药污泥脱水性能改善及毒性削减

制药污泥的脱水处理及毒性削减是当前业界的研究热点。以污泥脱水性能(污泥比阻和泥饼含固率)和污泥综合急性毒性为评价指标,对2种不同型号PAM处理污泥的投加量进行优化,讨论了污泥絮凝脱水和毒性削减的机理。研究结果表明,处理100 mL原污泥,当制药污水厂现场使用的德国天使PAM和拓普戴克TOP8321型PAM投加量分别为4mg/L和12 mg/L时,污泥脱水性能达到最佳,此时污泥比阻从0.730×1012cm/g分别降低至0.126×1012cm/g和0.034×1012cm/g,泥饼含固率从16.32%分别提高至46.89%和34.98%;在毒性削减方面,2种混凝剂都可将污泥上清液毒性由微毒降至无毒,但对污泥毒性的削减效果不明显。对2种PAM的处理成本进行估算发现,污水厂现场使用的PAM对处理该制药污泥效果更佳,且费用相对较低,但要大幅度削减制药污泥的毒性需串联相应毒性削减技术和混凝沉淀单元。

超声波联合厌氧消化处理制药污泥

以制药废水处理厂污泥为研究对象,采用超声波技术研究了污泥破解过程中污泥溶解性、沉降性、温度p H和粒径分布等变化情况,以及超声预处理对污泥后续厌氧消化的影响。研究结果表明,超声波能强化污泥的溶解性,在超声比能耗0到250 000 k J/kg TS范围内,污泥上清液的SCOD、TOC、TN和TP值均大幅增加,当比能耗相同时,高能短时的超声条件更利于污泥破解;污泥经超声波处理后,温度上升至40～52℃,p H值在6.9±0.2范围内有所波动,体积平均粒径削减58.75%～72.81%,污泥沉降比SV30由35%急剧升高至95%左右,使脱水性能变差。经ES 250 000 k J/kg TS的超声预处理,污泥厌氧消化的甲烷产量提高了36.81%,VS去除率由33.89%提高到53.11%,TCOD去除率由16.65%提高到89.23%,促进了污泥厌氧消化的产气效率和减量化效果。

制药污泥的热解特性及动力学研究

采用差热-热重分析法对不同反应条件下的制药污泥热解特性及动力学规律展开研究。结果表明:制药污泥的热解过程经历失水、有机物分解和碳化3个阶段;制药污泥在不同升温速率(5、10和20℃/min)下的TG(热重分析)和DTG(TG的一次微分)曲线的趋势大致相同,但是随着升温速率的增加,TG和DTG曲线向高温区移动。通过FLynnWall-Ozawa法和atava-esták法对污泥主要反应阶段进行热解动力学分析,得出当转化率为0.9时,活化能最大为150.75 kJ/mol;当转化率为0.6时,活化能最小为68.93 k J/mol;污泥的热解反应在280~360℃时的活化能为85.67kJ/mol,最概然机理函数为[-ln(1-α)]~3;在640~700℃时的活化能150.42 kJ/mol,最概然机理函数为(1-α)^(-1)-1。

制药污泥热解制备生物炭及对制药废水的吸附处理性能分析

利用制药污泥热解制备生物炭,考察ZnCl_(2)活化条件对生物炭吸附性能的影响,并探究生物炭对制药废水的吸附处理特性。提高ZnCl_(2)活化剂的浓度和浸渍比均可提升制药污泥生物炭的吸附性能,5 mol/L ZnCl_(2)活化剂在1∶1浸渍比下获得的生物炭的比表面积达到534.91 m^(2)/g,碘吸附值和苯酚吸附值分别达到674.61,119.12 mg/g。制药污泥生物炭对制药废水COD吸附动力学与叶洛维奇模型和拟二级吸附动力学模型较为相符,1 h内为生物炭对COD的快速吸附阶段。制药污泥生物炭投加量的提升,可提高废水中污染物去除率,在50 g/L生物炭投加量下吸附1 h,可实现66.3%COD和61.8%可吸附有机卤素(AOX)的去除。而多级吸附可在较低投加量下实现更好的污染物去除效果,1 g/L投加量下进行6级吸附可去除72.8%的COD和65.2%的AOX。这揭示了制药污泥在ZnCl_(2)活化条件下热解可制备高吸附性能生物炭,并展现了出色的制药废水吸附处理效果。

制药废水活性污泥中高效异养硝化-好氧反硝化菌分离及特性研究

目的从制药废水活性污泥中筛选高效异养硝化好氧反硝化菌株。方法通过富集培养,BTB平板培养基快速筛选,纯化株通过形态生理生化鉴定和16S rRNA分析确定分类地位。在好氧条件下,对筛选株进行脱氮性能研究以及pH、碳源及含量和基础氨氮耐受进行考察。结果获取PWAS17,PWAS21和PWAS343株异氧硝化好氧反硝化菌株。初步鉴定PWAS17为水生产碱杆菌(Alcaligenes aquatilis)、PWAS21为蜡状芽胞杆菌(Bacillus cereus),PWAS34为斯惠假单胞菌(Pseudomonas sihuiensis)。其中Alcaligenes aquatilis和Pseudomonas sihuiensis少有报道。针对3株菌脱氮性能进行研究,结果表明三株菌均能在去除氨氮同时降解COD,并且在去除氨氮过程中几乎无硝基氮和亚硝基氮的积累,均具有异养硝化好氧反硝化特性。通过对菌株脱氮条件优化,得出当pH为9.0,以0.8%柠檬酸钠为碳源,摇床转速220 r/min,接种量5%,温度30℃时最高氨氮去除率,PWAS17最高达92.1%,PWAS21最高达88.7%,PWAS34最高达92.1%。且基础氨氮浓度在50~500 mg/L范围内对3株菌的去除氨氮能力没有明显的抑制。