城市污水厂脱水污泥好氧发酵强化技术及效果

以市政污水厂脱水污泥为主要原料,采用温度反馈控制的污泥好氧发酵设备,研究了翻抛模式、菌种以及活性炭辅料对污泥好氧发酵强化工艺的影响效果。试验结果表明:堆体翻抛模式在升温期采用时间控制,而在高温期温度控制,能缩短升温期延长高温期;添加耐高温菌种和活性炭能提升堆体升温速率,12 h内快速升温至60℃以上,高温期温度可提升至70℃以上,促进发酵产物快速腐熟;添加活性炭能增加堆体孔隙率,促进堆体内部充氧,提升好氧反应效率,同时实现水厂的废弃活性炭资源化利用。发酵产物参考有机肥料要求,用于种植油菜和波斯菊,通过对比试验看出,发酵产物明显增加植物生长速度,提升密度,强壮茎叶。发酵产物可用于园林绿化,提升土壤肥力,实现污泥资源化利用。

长江水源水厂脱水污泥资源环境属性探究

研究选取两家长江水源水厂的脱水污泥作为跟踪对象,分析其资源环境属性,为明确其处理处置风险及可行性提供数据支撑。结果表明:两家水厂脱水污泥夏秋季温度高、p H低,冬春季温度低、pH高。通过相关性分析可知,其中有机物含量与进厂原水有机物含量相关性不高,但与含水率相关性较高,可通过测定含水率作为判断其有机物含量高低的依据之一。脱水污泥污染指标及其堆放区域附近大气污染物排放指标基本全面优于各项标准中规定的限值,可应用于多种类型的资源化利用场景。其粒径分布接近黏土、亚黏土或粉砂类,无机组分以SiO_(2),Al_(2)O_(3)和Fe_(2)O_(3)为主,可作为一种类黏土原料,开展广泛的资源化处置。

Fenton调理脱水污泥直接二次深度脱水工艺的研究及优化

采用Fenton试剂氧化法调理脱水污泥以实现直接二次深度脱水,并探讨了掺量、H_(2)O_(2)/Fe^(2+)(摩尔比)、投加方式、初始pH值和初始含水率等参数对二次深度脱水性能的影响及调理机理。研究结果表明:Fenton氧化能有效降解泥中有机物并促进二次深度脱水,其最佳掺量和H_(2)O_(2)/Fe^(2+)(摩尔比)分别为6%~9%·wb和2:1。分批次添加H_(2)O_(2)可以促进氧化效率的提高。脱水污泥中Fenton反应无需通过预酸化来避免Fe^(3+)的沉淀,初始含水率也不会影响调理效果。预处理后,脱水污泥无需稀释即可直接泵入板框压滤机,经压榨后最终泥饼含水率降至55%以下,可以实现脱水污泥直接进行二次深度脱水的技术。

脱水污泥活性炭的制备及其吸附特性研究

以城市污水处理厂产生的脱水污泥为原料,采用化学活化法并结合传统的直接加热技术制备脱水污泥活性炭,研究了影响脱水污泥活性炭吸附特性的各种因素.研究结果表明:制备脱水污泥活性炭的优化条件是活化剂为5 mol·L-1ZnCl2+5 mol·L-1H2SO4混合溶液,固液比为1∶2.5,复配比为2∶1,浸渍时间为24 h,活化温度为600℃,活化时间为20 min.制备的脱水污泥活性炭碘吸附值为939.7 mg.g-1,产率为69.03%,其吸附特性优于商品活性炭.

脱水污泥制备的絮凝剂稳定性及对Cr(Ⅵ)的去除

对以城市污水处理厂脱水污泥为原料制备的生物絮凝剂的稳定性进行了考察．结果表明，该絮凝剂具有较好的储存稳定性、热稳定性和pH值稳定性．经测定，絮凝剂分子中含有40％多糖、35％蛋白质和10％核酸．红外光谱分析表明，絮凝剂分子中含有较多羟基和酰胺基．生物絮凝剂对水中Cr（Ⅵ）具有较高的去除率，当pH值为0．5-1．5，絮凝剂用量为900mg/L，絮凝5min即可达到80．4％的去除率．

采用配方均匀设计法利用脱水污泥制备陶粒的研究

长期以来,对城市污水处理后产生的污泥处置一直是环保的难题,传统的处理处置方法均存在诸多问题,寻求一种好的处理处置污泥方法迫在眉睫。针对目前的问题运用带约束条件的配方均匀设计方法对粉煤灰-脱水污泥陶粒配方进行实验设计,运用三叶回转窑进行小试。研究了陶粒组分中粉煤灰、污泥、黏土的比例对烧成陶粒堆积密度、颗粒强度的影响;确定了最佳物料配比,使陶粒的性能测试指标均符合GB/17431.2-1998标准的规定。实验结果表明:烧制陶粒湿比例下脱水污泥用量达45%,干比例污泥用量15.2%,污泥减量化和资源化效果显著;陶粒浸出毒性实验结果表明各项指标均低于浸出液中危害成分浓度限值,达到了污泥无害化的效果;粉煤灰、污泥和黏土的优化质量(干)比例为79%,15.2%,5.8%;陶粒的堆积密度为600 kg/m3,筒压强度2.2 MPa,1 h吸水率10.2%,粒型系数1.3。

脱水污泥生物干化及产物农用性质评价

城市污泥的生物干化及产物农用已引起越来越多的关注。本研究探讨了不同调理剂对生物干化堆体温度和产物含水率的影响,分析了干化过程中有机物的降解,及干化产物生物稳定性和重金属含量的变化趋势。结果表明:以稻草为调理剂的堆体最高温度可达67℃,干化产物含水率可从73%降至52%,产物4日耗氧呼吸速率降至10mgO·2g-1DM,显示了较好的稳定性。生物干化过程中,蛋白质和腐殖质含量逐渐降低,而多糖含量比较稳定。生物干化后产物重金属含量有所提高,除Zn部分超标外,其余重金属均未超出《农用污泥中污染物控制标准》(GB4284—1984)规定的限值。

调理脱水污泥的热解特性及动力学分析

利用TGA(Thermogravimetric analysis)热分析技术对污水处理厂原始污泥及调理脱水污泥进行了实验研究,获得了不同升温速率下污泥的TG(Thermogravimetric)和DTG失重曲线.实验发现,不同调理脱水污泥热解特性复杂,且热解动力学在不同转化率下对应的动力学反应也不同.并利用M-KAS(Kissinger-AkahiraSunose)模型和Discrete DAEM(Discrete distribute activation energy model)模型对不同调理污泥进行了动力学参数研究.结果表明,污泥的非等温热解过程包含3个失重阶段;升温速率影响污泥热解特征温度,随着升温速率的提高,失重曲线向高温区滑移.利用上述模型计算的动力学参数变化趋势表明所采用的Fenton及赤泥复合调理对污泥热解特性有很大影响,Fenton调理有助于污泥EPS(Extracellular polymeric substances)破坏,影响热解反应中的形核过程,进而影响热解动力学变化趋势;赤泥调理后,赤泥更容易与破坏的污泥细小颗粒结合,增加了污泥热解反应数量,影响整个污泥热解过程.从计算结果可以看出污泥热解由多步反应组成,整个热解过程动力学参数不断变化.

脱水污泥在美人蕉种植中的应用

在脱水污泥施用量分别为0,165,330,495和660 t/hm^2时对美人蕉生长情况的影响进行了研究,同时研究了污泥的施用和美人蕉的种植对土壤中重金属含量的影响.结果表明：当污泥的施用量为660 t/hm^2时,美人蕉无法生长;当污泥的施用量在165-495 t/hm^2时,美人蕉获得了良好的生长响应.污泥的施用使土壤中重金属含量增加,但通过美人蕉的种植,可以降低土壤中的w（Cd）和w（Ni）,以及部分降低w（Zn）,说明美人蕉可以用于污泥的修复研究;污泥的施用还增加了土壤中营养物质的含量,能够改良贫瘠土壤.

用污水处理厂脱水污泥制备含炭吸附剂

以污水处理厂脱水污泥为原料,分别采用炭化法、物理活化法和化学活化法制备了含炭吸附剂。采用化学活化法制备的含炭吸附剂性能最好,热解温度为450℃时,含炭吸附剂的碘吸附值为313.9mg/g,吸附剂收率为64.36%。采用ZnCl2为活化剂,所制备的含炭吸附剂的性能优于H2SO4,KOH,H3PO4作为活化剂。经正交实验得出的最佳实验条件为:ZnCl2浓度3mo1/L,干污泥与活化剂溶液质量比1∶4.0,热解温度450℃,热解时间1.5h。制备含炭吸附剂的干污泥粒径以0.6～0.9mm为宜。组合活化剂的效果好于ZnCl2溶液,最佳的组合活化剂为ZnCl2+H2SO4(体积比为3∶1)。含炭吸附剂的孔径分布较宽,微孔所占比例较小,以中孔为主,比表面积较小。

基于填埋处置的污水厂脱水污泥土工性质研究

脱水污泥处置于填埋场存在着能否承受作业机械压力和填埋坡体稳定性的工程问题.为了解一级强化混凝污水处理工艺产生的脱水污泥的土工性质,进行了密度、界限含水率、相对密度的测定,以及渗透、直接剪切、十字板剪切和抗压等土工实验.实验结果表明,与常规土相比,脱水污的泥含水率、孔隙性、饱和度、液限和塑限都很高,渗透性、抗剪和抗压强度很低,属于高液限粉质有机土.新鲜脱水污泥的含水率与有机质含量呈线性正相关关系,有机质含量高是脱水后污泥含水率高的根本原因.含水率对污泥的工程性质影响非常大,与污泥内摩擦角、抗压强度和十字板强度都是线性负相关关系.当含水率降到64%左右,污泥的强度可以满足填埋作业的要求,12.6°的边坡在填埋操作中可能不会造成滑坡.

分散剂对脱水污泥流动性能的影响

采用旋转粘度法研究了高速搅拌时间以及有机、无机分散剂对脱水污泥流动性能的影响,结果表明:采用高速机械搅拌的方法能够使污泥的表观粘度降低,经过30s后表观粘度可由8500mPa·s降低到2740mPa·s,流动性增大;在此基础上掺加1%的萘系磺酸盐或2%的酒石酸钾钠可使污泥的表观粘度由2740mPa·s分别降到1840mPa·s与1640mPa·s,并且将这两种分散剂复合后加入到脱水污泥中,可以使污泥的表观粘度由2740mPa·s降到1360mPa·s,表观粘度明显降低。此课题的研究为脱水污泥的处理与处置提供了有利的试验依据。

KOH活化制备脱水污泥活性炭

以污水处理厂脱水污泥为原料,采用KOH化学活化工艺制备污泥活性炭,研究了碱泥比、活化剂浓度、活化温度及活化时间等因素对活性炭碘吸附值的影响。结果表明,最优的污泥活性炭制备条件为碱泥比3,活化剂浓度40%,活化温度500℃,活化时间60 min。用该条件下制备的污泥活性炭处理电镀废水,其对重金属吸附去除效果良好,平均去除率可以达到73.46%。

添加剂对脱水污泥中重金属形态的影响

采用不同添加剂与污水处理厂的脱水污泥进行混合填埋,考察了填埋初期和后期污泥中重金属形态的变化。结果表明,添加生石灰、粉煤灰和粘土均有利于Cr和Cd向稳定形态转化;添加生石灰有利于Pb和Zn向稳定形态转化,而添加粉煤灰和粘土则有相反作用;添加生石灰、粉煤灰和粘土均会促使Cu向不稳定形态转化;添加粉煤灰有利于N i向稳定形态转化,而添加生石灰和粘土则起到了相反的作用。

掺添加剂改善脱水污泥填埋特性研究

分别以石灰、土、粉煤灰为添加剂,考察了不同添加量时脱水污泥与添加剂混合试样的初始土工含水率、密度、渗透系数、十字板抗剪强度、无侧限抗压强度.结果表明,单纯脱水污泥的强度很低,不能满足填埋要求,而加入添加剂后养护20～30 d就可满足填埋要求.

污水处理厂脱水污泥制作轻质陶粒添加剂的研究

用城市污水处理时产生的固体废弃物为原料 ,与一定量辅料、外加剂配合 ,经过脱碳和烧胀 ,可以制成不同密度等级的轻质陶粒 ,可以大量地消耗脱水污泥和城市其它固体废弃物 ,不但处理成本大大低于焚烧法 ,而且可以避免污泥二次污染 .该工艺具有显著环境效益、社会效益和经济效益 .

预加热对柠檬酸脱水污泥冬季生物干化的影响

利用预加热污泥(15℃~30℃)方式进行了柠檬酸脱水污泥冬季生物干化的效果及机理研究.结果表明,脱水污泥预热至20℃时可使生物干化高温期维持5.5d且最高温度可达57℃,干化14d污泥含水率从70%下降至34.80%,同时结合水含量降低了65.58%,远高于其他预热组的44.39%~49.53%的结合水去除率.能量平衡分析结果表明,污泥预热至25℃的生物产热量最高,但预热至20℃时用于水分蒸发的能量利用率最高,占总消耗热量的82.62%.此外,污泥胞外聚合物的蛋白质和多糖分析显示,LB-EPS和TB-EPS中蛋白质与多糖的比值和污泥结合水含量呈正相关,高温期Slime-EPS LB-EPS、EP-EPS层蛋白质含量显著降低,说明蛋白质降解是柠檬酸脱水污泥生物干化的主要产热与脱水机理.

利用脱水污泥制备微生物絮凝剂及其絮凝条件研究

以城市污水处理厂的脱水污泥为原料，通过超声波破碎、丙酮沉淀及冷冻干燥得到了微生物絮凝剂JT06，同时对该絮凝剂的制备条件及絮凝特性进行了研究。结果表明，适宜的制备条件为：污泥浓度为100g／L，破碎时间为15min，以2倍体积的丙酮提取。该絮凝剂在pH值为1～4时对高岭土悬浊液的絮凝活性较强，没有金属阳离子的助凝作用仍可取得较高的絮凝率；当pH〉4时，不同的金属阳离子具有不同的助凝作用。絮凝体系中的CaCl2溶液浓度与絮凝剂投加量之间存在密切关系，CaCl2溶液的浓度越高则絮凝剂的最适投加量越大。

脱水污泥/固化酶/高岭土制作垃圾填埋场防渗材料

将城市污水厂的脱水污泥与高岭土复合,并添加土壤固化酶来制作垃圾填埋场的防渗材料。抗渗试验结果表明,添加土壤固化酶能够显著改善抗渗透性能,其最佳掺入量为0.4mL/10kg;在最佳土壤固化酶掺入量及300kPa的压实压强下,24h后污泥填埋土的垂直渗透系数比不加固化酶的低36%,达到10-7cm/s的数量级,满足垃圾填埋场防渗衬层标准。

渗滤液浸泡对深度脱水污泥强度和渗透性能的影响

为探讨深度脱水污泥作为垃圾填埋场覆盖材料在湿润气候区的服役性能,将杭州主城区污水处理厂处理后的深度脱水污泥分别在蒸馏水、渗滤液中浸泡一个月和两个月,测试其强度和渗透特性的变化规律,并与填埋场覆盖层常用的黏性土进行了对比。试验结果表明,相对于一般污泥,深度脱水污泥的无侧限抗压强度较高,但在渗滤液和蒸馏水中浸泡两个月后分别降低5.4%和18.9%。在蒸馏水和渗滤液中浸泡两个月的深度脱水污泥黏聚力有所降低,而有效内摩擦角提高约7.5°;在浸泡水和渗滤液后,脱水污泥的渗透系数提高约3～5倍。该深度脱水污泥应用于填埋场覆盖材料时,其强度达到城镇污水处理厂污泥填埋控制要求。