氮掺杂生物炭负载Fe^(0)增强厌氧消化污泥脱水性能研究

研究采用中密度纤维板及氧化铁皮共热解制备了负载零价铁的氮掺杂生物炭(ZVI/N BC),并用于活化过硫酸盐(Peroxydisulfate,PDS)增强厌氧消化污泥脱水性能。结果显示,初始pH值为6,PDS投加质量浓度为6.8 g/L,生物炭投加质量浓度为19.2 g/L,反应时间为35 min时,厌氧消化污泥的毛细吸水时间及含水率降低至47.93 s和67.44%。机理分析指出消化污泥脱水性能增强主要归功于ZVI/N BC+PDS的非均相氧化作用。PDS通过sp^(2)碳、吡啶氮、Fe^(0)产生·SO_(4)^(-)和·OH,高效降解细胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS),释放大量结合水;ZVI/N BC+PDS能通过改变胞外蛋白质二级结构,提升EPS表面疏水官能团丰度,增强消化污泥疏水性;ZVI/N BC作为骨架材料在污泥内部形成坚固的输水通道,在活性氧物种的协同作用下,厌氧消化污泥的脱水性能得到显著增强。研究为厌氧消化污泥减量提供了“以废治废”新思路。

非厌氧消化与厌氧消化污泥制备烧结保温材料性能研究

利用几种不同污泥制备烧结保温墙体材料,对比非厌氧消化污泥与厌氧消化污泥制备烧结保温墙体材料的性能。首先分析研究原料的物理、化学性能,结果表明,重庆地区的页岩适宜作为制备污泥砖的掺配料,最佳烧成温度为950℃;污泥具有高含水率,高发热量和高烧失量等特点。其次,选择综合性能较好1#污泥和4#污泥脱水后加入页岩,进行成型烧结,测定制品的成型含水率、干燥收缩率和抗压强度等。结果表明:4#污泥制品的综合性能高于1#污泥。当非厌氧消化污泥掺量为15%,烧成温度为950℃时,试样抗压强度等级达到MU7.5,导热系数为0.3001 W/(m·K),比纯页岩降低了33.33%;当厌氧消化污泥掺量为20%,烧成温度为950℃时,试样抗压强度等级达到MU7.5,导热系数为0.2600 W/(m·K),比纯页岩降低了42.22%。分析可知,在保证强度不变的情况下,厌氧消化污泥可有效提高污泥制砖掺量。

活性污泥与消化污泥的脱水特性及粒径分布

对活性污泥和消化污泥的脱水特性和粒径分布进行了研究,分析了2种污泥胞外聚合物(EPS)含量的差异以及生物相的变化特征和机理.结果表明,表征脱水性能好坏的毛细吸收时间(CST),新鲜活性污泥为9.84 s,消化污泥增加到607.5 s,消化污泥固体颗粒从悬浮液分离所需的时间变长,脱水性能变差.其原因一方面是消化过程使EPS中蛋白质和多糖降解,另一方面是大大降低了消化污泥中原生动物数量,减少了促进微生物凝聚的EPS物质向污泥中的释放.消化污泥EPS含量为123mg/g(以干污泥计,下同),比EPS含量为540 mg/g的活性污泥减少了77%.EPS的降解使较大的污泥颗粒分解成较小的污泥颗粒,活性污泥占体积最大的颗粒粒径是133μm,消化污泥下降到44.6μm,活性污泥的平均粒径是132.6μm,消化污泥仅为70.48μm,结果导致消化污泥脱水性能变差.

微氧条件下厌氧颗粒污泥和消化污泥特性研究

用12 5mL血清瓶作为批量处理反应器,对厌氧颗粒污泥和消化污泥在厌氧和微氧条件下的COD去除率、污泥产率、产甲烷活性、抗冲击负荷能力等进行对比实验研究。实验结果表明:厌氧颗粒污泥和消化污泥均在微氧条件下表现出高COD去除率、低污泥产率、高产甲烷活性和强抗冲击负荷能力,且厌氧颗粒污泥在COD去除率、污泥产率、产甲烷活性和抗冲击负荷等方面更具有优势;对于0 5 gCOD/LR·d的有机负荷,反应器内最佳加氧量为10mL(10 %添加的COD)。

共消化污泥施用对贫瘠土壤性质和蔬菜品质的影响

将市政污泥、餐厨垃圾和果蔬垃圾的共消化污泥进行农业利用,通过分析土壤和蔬菜中营养元素和重金属含量,研究共消化污泥对土壤营养元素变化、蔬菜养分吸收、土壤重金属累积、蔬菜重金属积累的影响。结果表明,共消化污泥施用显著提高了土壤有机质、总氮、总磷含量,且提高幅度与共消化污泥的施用量呈线性关系,同时促进了蔬菜对氮、磷的吸收和利用,但土壤总钾含量和蔬菜对钾的吸收受共消化污泥施用影响较小。共消化污泥施用后,土壤中Zn、Cu和Cd含量增加,尤其是Cd含量增加较明显,并且在蔬菜中累积,但土壤重金属含量均低于土壤环境质量标准二级标准规定的限值,蔬菜可食部分中Cu、Zn、Cr和Cd含量均低于食品中污染物限量规定的限值。因此,在共消化污泥农业利用过程中,仍需重点关注重金属含量的变化和累积。

消化污泥作为垃圾填埋场覆盖材料的研究

为解决城市污染,实现污泥“减量化、无害化、稳定化、资源化”的目标,有必要寻求更多技术上可行、低成本的污泥综合利用新技术。测定了消化污泥本底的含水率、有机质含量以及经过预处理后不同含水率的消化污泥模拟降雨实验的渗透系数,浸出液的COD、氨氮、pH等。选择渗透系数低、污染负荷小的含水率为50%和60%的消化污泥,分别与石灰、炉渣以不同比例混合改性后,再测定模拟降雨实验浸出液的各个指标。实验结果表明,含水率为60%的消化污泥与炉渣以2∶1(质量比)混合时,渗透系数达到10-6数量级,已接近垃圾填埋场对防渗层的要求。因此,消化污泥改性后可作为垃圾填埋场覆盖材料。

以葡萄糖为基质的消化污泥厌氧发酵产氢气的研究

进行了用消化污泥对以葡萄糖为基质的厌氧发酵系统产氢的研究。表明在厌氧产酸阶段 ,通过控制体系的pH值和污泥停留时间 (SRT) ,可以得到较高的产氢量。在 pH值为 5 0、SRT为 6h的条件下 ,产氢能力达到 2 2 98L/L·d ,日均处理葡萄糖COD负荷 8

厌氧消化污泥化学组成及其环境化学性质

本文剖析了厌氧消化污泥主要组成分的特征和污泥的农业利用价值。认为厌氧消化污泥含较多的有机质和N、P等养分，且有机态养分中相当部分容易矿化，因此具有很好的肥料价值。污泥中所含的各种重金属是一般土壤的20～40倍，但基本未超过我国污泥农用污染物控制标准。Cd和Zn，在污泥中主要以水溶态、交换态和松结合有机态存在，活性相对较高。此外，污泥也具明显的生物毒性。

厌氧消化污泥与菌渣对煤矸石特征污染物释放的原位控制效果研究

为评价厌氧消化污泥与菌渣对煤矸石特征污染物释放的原位控制效果,分别向煤矸石中添加厌氧消化污泥、菌渣、厌氧消化污泥与菌渣混合物,稳定、陈化30d后测定煤矸石浸出液pH、电导率(EC)、氧化还原电位(Eh)、总Fe、Fe^(2+)、SO_4^(2-)及煤矸石有效态Fe、Mn、Cu、Zn等指标进行控制效果研究。结果表明:(1)厌氧消化污泥、菌渣及其混合物的添加均能不同程度提高煤矸石浸出液pH。(2)厌氧消化污泥、菌渣及其混合物的添加均可不同程度降低煤矸石浸出液总Fe、Fe^(2+)、SO_4^(2-)及煤矸石有效态Fe,且厌氧消化污泥与菌渣混合组降低效果总体上最明显。(3)厌氧消化污泥、菌渣及其混合物对煤矸石中Mn、Zn、Cu释放的影响存在明显差别,其中厌氧消化污泥、厌氧消化污泥与菌渣混合组均增加煤矸石浸出液总Mn、总Zn及煤矸石有效态Mn、Zn;菌渣组、厌氧消化污泥与菌渣混合组均能有效降低煤矸石浸出液总Cu及煤矸石有效态Cu。

厌氧消化污泥预处理对提油后微藻渣产氢的影响

以微藻油脂提取后的藻渣为底物,研究了厌氧消化污泥预处理方式对产氢的影响,预处理方法为热、碱、酸和氯仿处理。结果表明,污泥预处理方式对藻渣的产氢量和消解率有很大影响。热处理污泥的底物消解率最高,而酸处理时为最低;热处理污泥的氢气产量最高,为27.27 ml/g,酸、碱、氯仿和未处理污泥的氢气产量较低,分别为13.97,23.69,17.73和18.88 ml/g。虽然氯仿处理和酸碱处理完全抑制了甲烷菌活性,但是产氢细菌的活力也受到抑制,其中酸处理的抑制最为严重。因此,热处理是富集产氢细菌最有效的方法。

单级自养脱氮SBR处理消化污泥上清液研究

在瑞士联邦供水、废水处理及水资源保护研究所(Eawag)一个容积为400L的SBR中,对富含氨氮的消化污泥上清液进行了为期半年的自养脱氮(厌氧氨氧化)工艺稳定运行试验。结果表明,在同一SBR反应器中实现了亚硝化和厌氧氨氧化反应,在脱氮能力为680gN/(m3·d)及水力停留时间<1d的情况下,该反应器对氮的去除率>90%。试验结果还表明,该工艺可通过检测和控制电导率、pH或亚硝酸盐等参数达到稳定运行。

团岛污水处理厂消化污泥强制通风好氧堆肥的研究

采用强制通风堆肥工艺对团岛污水处理厂消化污泥进行堆肥化处理。通风系统采用时间和温度联合自动化控制,在消化污泥和木屑的体积配比为1∶1的情况下,堆肥温度能够顺利地达到设定温度(60℃),并维持在3 d以上,堆肥高温使大肠菌群的数量级由107降到102,达到了国家高温堆肥标准。温度、含水率、有机质、pH等参数的监测表明堆肥过程能顺利进行。第41天种子发芽指数达到了93.74%,表明堆肥已消除植物毒性,达到了完全腐熟。

基于RSM模型对厌氧消化污泥脱水性能改善研究

文章研究了超声波、芬顿试剂耦合叶腊石对生物乙醇厌氧消化污泥脱水性能的影响。以离心沉降比和滤饼含水率为评价指标进行单因素实验,得出单因素影响脱水性能的最佳范围,然后以响应曲面优化法(RSM)为依据的Box-Behnken多因素实验,建立了离心沉降比和滤饼含水率二次多项预测模型,得到耦合处理的最佳处理参数。结果表明,耦合处理能明显提高污泥脱水性能,超声波、芬顿试剂和叶腊石的最佳处理值分别为30 s、2 mg/g和0.3 g/m L,此时污泥离心沉降比和滤饼含水率的减少率分别取得最大值53%和74%,验证实验结果表明:离心沉降比减少率为(54.32±0.45)%,滤饼含水率为(74.23±0.32)%,与模型预测值基本吻合。电镜图片和热重分析也证实污泥脱水性能的改善。

消化污泥农用中重金属影响的研究

对城市污水处理厂消化污泥中的重金属形态分布及农业利用后对土壤、果实的影响进行了分析、试验。结果表明 ,消化污泥中 8种重金属的化学形态以稳定态为主 。

应用好氧生物菌剂深度处理消化污泥

为评估应用好氧生物菌剂—地衣芽孢杆菌深度处理消化污泥的可行性,比较了不同接种比(分别为2.7×10^(-3),2.7×10^(-2)和2.7×10^(-1),以总固体之比计)条件下,菌解处理过程中消化污泥液相的溶解性有机碳DOC,溶解性总氮DN,氨氮,荧光性有机物浓度和消化污泥絮体中的蛋白质,氨氮浓度,以及以模化CST值表征的脱水性能的变化,同时分析了机械破碎法和菌解法对消化污泥再次厌氧消化产气性能的影响.结果表明,需要达到较高的接种比,投加地衣芽孢杆菌才能显著促进消化污泥胞内物质溶出,大幅提高消化污泥的生物可降解性.接种比为2.7×10-1时,菌解过程中消化污泥的液相DOC,DN,氨氮和消化污泥絮体中的氨氮含量达到最大值,分别是对照组的6.23,2.83,5.93和4.94倍;并且,消化污泥絮体的蛋白质平均降解速率最高;同时,消化污泥的产甲烷潜力优于其它接种比,是机械破碎处理后消化污泥产甲烷潜力的5.96倍.但是,在菌解处理结束后,消化污泥的模化CST值是对照组的2.69倍,说明经菌解后消化污泥的脱水性能有所劣化.

消化污泥脱氢酶活性检测的若干问题

在大量研究工作基础上 ,对检测消化污泥脱氢酶活性所涉及的内源代谢脱氢酶活性与基质代谢脱氢酶活性的区别、投加基质、样品前处理、酶反应终止剂、三苯基甲月替(TF)的萃取剂及其浓度问题进行了探讨。

卧式螺旋式污泥好氧动态堆肥装置的试验研究——含水率对污水厂消化污泥一次发酵的影响

采用自行设计的卧式螺旋式污泥好氧堆肥装置 ,利用间歇式动态工艺 ,以木屑为调理剂 ,对厌氧消化污泥进行了中温堆肥的试验研究。本试验控制物料配比为污泥∶木屑 =10∶1 0 (湿重比 ) ,通气量为 5 0m3 h·t,采用 5组不同的含水率 (5 1 0 %～ 71 0 % )对物料进行一次发酵。研究了含水率对该螺旋式动态堆肥装置的影响 ,重点探讨了含水率与堆体温度、有机物去除和pH、TN、有机C变化的关系 ,确定了该装置的最佳含水率为 5 0 %～ 5 5 % ,并且认为在同等通气条件和物料配比下 ,在一定范围内 ,含水率越高 ,堆体温度越低 。

接种厌氧消化污泥EGSB反应器的快速启动

对接种市政消化污泥的EGSB反应器的启动进行实验研究以寻求快速启动EGSB反应器的有效方法。接种厌氧消化污泥EGSB反应器的成功启动仅需要46 d。在整个启动期保持适当的液体上升流速是非常重要的。启动初期,高液体上升流速能够将悬浮污泥冲出反应器,使适合聚集的微生物留在反应器内。接下来需要降低进水流量和液体上升流速以利于构建稳定的微生态系统,使高活性颗粒污泥尽快形成。然后适当提高液体上升流速能保持污水与微生物的良好接触,促进颗粒污泥内外高效传质,形成更加稳定高效的微生物群落结构。为尽快形成高活性颗粒污泥,保证产甲烷菌的最佳营养需求是关键,可通过考虑进水基质、微量营养元素和硫化物来提高其活性。

厌氧消化污泥对退化苗圃土壤的改良效果研究

通过连续3年施用厌氧消化污泥(ADSS)的土柱试验,测定了土壤基本理化指标和微生物学指标,并分析了土壤中重金属积累特征,以全面评价厌氧消化污泥施用对合肥某退化苗圃土壤的改良效果.结果表明:施用厌氧消化污泥3年后,苗圃土壤质地和理化环境有明显改善,其中土壤中可溶性总盐含量(TDS)下降了67.6%,电导率(EC)降低了45.3%,对因多年种植苗木造成次生盐渍化的苗圃土壤具有较好的改良作用.施用厌氧消化污泥明显(概率P<0.05)增加了土壤中有机质和养分的供给,较无添加厌氧消化污泥相比,3年连续施用厌氧消化污泥后,土壤中有机质增加了77.9%;有效态氮和磷分别增加了110%和95.4%.同时,施用厌氧消化污泥对苗圃土壤微生物生物量和代谢活性也具有显著(P<0.05)的提升作用,其中微生物生物量碳(MBC)较无添加厌氧消化污泥增加了207%;尿酶和碱性磷酸酶活性分别增加了118%和102%.由此表明,施用厌氧消化污泥可以全面提升退化苗圃土壤质量.另外,通过对土壤中主要重金属含量分析表明,连续3年厌氧消化污泥施用后,苗圃土壤中重金属借有所增加,但其含量远低于土壤环境质量二级标准(GB 15618—1995),但是长期施用厌氧消化污泥后的土壤重金属累积特征和生态风险还有待进一步深入研究.

混凝技术处理厌氧消化污泥脱水液试验研究

为满足厌氧氨氧化工艺对悬浮物(SS)和铁浓度的进水要求,采用混凝技术对厌氧消化污泥脱水液进行预处理。通过曝气试验和正交试验,确定了厌氧消化污泥脱水液的最佳曝气量、曝气时间和混凝工艺条件;基于单因素试验,得到最佳工艺条件为:快搅(250 r/min)90 s、慢搅(90 r/min)120 s、助凝剂投加时间30 s、静置15 min、聚合氯化铝(PAC)投加量20 mg/L、聚丙烯酰胺(PAM)投加量1 mg/L、pH值为7.0,此时厌氧消化污泥脱水液中的浊度和总铁去除率分别为97.63%和98.21%。由此可见,混凝技术处理后的出水不仅可以提高污染物的去除效果,还可以满足后续厌氧氨氧化工艺的进水要求。