Mn^(2+)强化臭氧调理对生物处理工艺的污泥原位减量效果

剩余污泥产量大、处置难已成为我国污水处理厂普遍面临的难题,近年来,采用臭氧氧化的旁路调理实现污泥原位减量技术受到关注。本研究采用小试序批式活性污泥法(SBR)装置,对比单独臭氧氧化(O_(3)组)与Mn^(2+)催化臭氧氧化(O_(3)+Mn^(2+)组)的旁路调理,对活性污泥系统的污泥原位减量效果、出水水质及污泥特性变化的差异,以验证Mn^(2+)催化臭氧氧化的实际应用效果。结果表明:O_(3)+Mn^(2+)组污泥原位减量效果优于O_(3)组,Mn^(2+)的添加对SBR工艺出水水质无明显负面影响,且O_(3)+Mn^(2+)调理后出水COD、NH_(4)^(+)-N、TP的去除率略高于O_(3)组;传统SBR工艺剩余污泥表观产率系数Yobs为0.32gMLSS/gCOD,O_(3)组下降至0.25gMLSS/gCOD,O_(3)+Mn^(2+)组下降至0.21gMLSS/gCOD,分别降低了21.9%和34.4%,从污泥浓度(MLSS)来看,O_(3)+Mn^(2+)组剩余污泥减量率为O_(3)组的2.6倍;同时,O_(3)+Mn^(2+)组活性污泥的絮凝、沉降、脱水性能均进一步改善。

污泥生物处理技术在长江大保护中的应用前景

污泥是污水处理的副产物,是污水处理过程的延续和必然要求.截至2017年,长江经济带11省市污泥产量接近2 000×10~4t/a,大量污泥没有得到妥善处置,严重制约着"长江水质根本好转"目标的实现.厌氧消化与好氧发酵是两种主流的污泥生物处理技术,都已有广泛的应用案例,但是也存在运营不畅的现象.为识别长江大保护中污泥生物处理项目的问题并提出解决方案,分析了长江经济带的污泥产率及性质,梳理了污泥生物处理技术的发展及适用性.结果表明:长江经济带各省市污泥产量约占全国污泥产量的40%,污泥产率普遍低于全国平均水平,长江经济带各省市污泥有机质含量低于55%,p H为中性、总养分含量超过5. 0%、重金属含量存在超过GB 4284-2018《农用污泥污染物控制标准》标准限值的风险;高级厌氧消化、协同厌氧消化和高含固厌氧消化等技术的发展破解了由于长江经济带污泥有机质含量普遍较低而导致的污泥厌氧消化稳定性低的问题,降低了污泥厌氧消化工程的成本;污泥好氧发酵过程重金属钝化技术的发展在一定程度上破解了由于长江经济带污泥重金属含量过高而导致的污泥发酵产物出路不畅的问题.研究显示,污泥生物处理技术仍具有一定的局限性,但通过合适的规划,污泥生物处理技术可与其他污泥处理处置技术高效耦合,具有广泛应用于长江大保护污泥处理处置项目的潜力.

臭氧处理对剩余污泥减量化、资源化与无害化的影响研究进展

臭氧作为强氧化剂和杀菌剂,此前被广泛应用于污水处理系统以改善污水出水水质,近年来在剩余污泥原位减量方面得到了广泛的关注。首先,总结了臭氧处理对剩余污泥原位减量和脱水性能的影响;其次,归纳了臭氧联合厌氧消化技术对污泥资源化的促进作用;接着,从无害化角度总结了臭氧处理对污泥中痕量有机物降解的影响;最后,对臭氧处理污泥技术的经济成本与能耗进行了总结分析。

不同污泥干化焚烧技术路线全链条碳足迹分析

碳足迹分析是目前国际上常用的技术能耗评估和资源优化配置的方法。文中采用IPCC《国家温室气体清单指南》提供的方法,对干化-焚烧、深度脱水-干化-焚烧、厌氧消化-深度脱水-干化-焚烧3种基于焚烧的污泥处理处置技术路线进行碳足迹分析。结果表明,污泥干化-焚烧技术路线净碳排放量最低。厌氧消化虽然是污泥资源化利用的重要方式,但由于我国污泥有机质偏低,污泥单独厌氧产气率低,沼气利用产生的能量不足以弥补该过程的消耗。污泥干化和脱水环节产生的碳排放量较大,因此,优化热源、减少药剂使用可以实现碳减排;另一方面,推行污泥与城市有机固废高效协同厌氧,提高沼气产率,增加碳汇,也可以减少总的碳排放量。

Mn^(2+)催化臭氧氧化活性污泥强化溶胞

研究了不同浓度活性炭、活性焦和Mn^(2+)催化作用下臭氧氧化污泥碳源释放情况,发现Mn^(2+)为较佳催化剂。本文进一步对比考察了不同Mn^(2+)投加量对催化臭氧化污泥溶胞释放有机物的影响以及反应前后污泥特性的差异,探究了Mn^(2+)催化臭氧化促进溶胞作用的机理。结果表明,在臭氧氧化污泥时添加Mn^(2+)能促进污泥碳源的释放,其中当Mn^(2+)投加量为1.5mmol/L时,污泥碳源的释放效果较佳,溶解性化学需氧量的变化值(ΔSCOD)质量浓度为76mg/L,约为单独臭氧氧化(O_(3)组)的4倍;污泥絮体胞外聚合物溶解性蛋白和腐殖质含量较原泥(空白组)和O_(3)组相比均有显著增加,分别为2倍和2.3倍,证实了Mn^(2+)催化氧化促进了活性污泥胞内有机物的溶出。进一步的机理探究得出,O_(3)+Mn^(2+)组·OH产量为O_(3)组的1.15~1.74倍,说明Mn^(2+)催化氧化促进了反应过程中活性自由基尤其是·OH的生成。Mn^(2+)催化臭氧氧化活性污泥在强化污泥破胞的同时,对污泥的理化性质影响较小,基本与单独臭氧氧化维持在同一水平,后续将其应用于基于臭氧旁路处理的污泥原位减量连续工艺有较大的可行性和实际意义。

长江经济带矿山生态治理的实施成效、问题与对策

矿山生态修复是长江流域“山水林田湖草”一体化治理的重要组成部分,也是长江经济带生态环境问题的重点攻关方向。本文基于“长江大保护”战略的环境治理需求,从矿山生态修复角度出发,系统梳理了长江经济带矿山生态治理的相关政策和环保督察案例。在此基础上,分析了长江经济带矿山生态治理过程中存在的主要问题,包括监管缺位、无序开采、尾矿库/尾矿渣处置不当、废水排放不达标、土壤污染评估缺失等,尤其是地方政府和企业对矿山生态修复责任意识不足、法律意识欠缺,导致矿山生态问题频出;相关规范和标准的不足,导致矿山生态修复形式多追求短平快的景观修复工程,对于重金属和酸性废水等污染物缺乏科学的防治方式。针对上述问题,从健全法律法规及监管机制、完善矿山修复规范和标准、坚持“以废治废”的生态修复思路三个角度给出相应的治理建议,为“长江大保护”战略提供理论支撑。

城市有机固体废弃物协同处置碳排放分析

近年来,以市政污泥与餐厨垃圾为代表的城市有机固体废弃物的安全妥善处理和高效低碳处置受到广泛关注。通过构建碳排放及碳补偿核算方法,以100万人口的中等城市为例,分析城市有机固体废弃物协同处置与传统焚烧和填埋处置的理论碳排放水平。通过量化直接碳排放与间接碳排放的贡献,确定了高效的减排路径。结果表明:城市有机固废协同处置碳排放量为513 t CO_(2)/a,相比于传统填埋(12973 t CO_(2)/a)和传统焚烧(14733 t CO_(2)/a)碳减排效益显著。协同处置技术路线中直接碳排放占比63%,最大限度实现沼气和发酵产物的资源化利用是碳减排的关键。焚烧处置路径中的焚烧电耗(占比68%)和填埋处置路径中的深度脱水药耗(占比87%)是间接碳排放的主要来源,也是碳减排的核心。该研究结果可为城市有机固体废弃物低碳化处理处置提供参考,从而助力城市实现碳中和目标。

基于多源污泥泥质特性的处理技术路径探析

对长江经济带典型城市污水污泥、通沟污泥、河湖底泥采集测试,分析其有机质、含砂量、热值、重金属、微量污染物等指标。结果表明:污水污泥有机质含量为30%~50%,热值一般在5 500~11 000 kJ/kgDS,污泥热值与有机质含量有较大关系,即有机质含量越多,污泥热值越高;污泥含砂量较高,养分含量为6%~8%,重金属含量较低,95%以上脱水污泥样品中的重金属含量远低于《农用污泥污染物控制标准》(GB 4284—2018)A级标准的限值,处于相对清洁水平;多环芳烃浓度较低,风险较小。通沟污泥成分复杂、有机质含量范围广,约5%~90%,通常热值和养分较低。河湖底泥有机质含量通常小于10%,热值不到1 000 kJ/kgDS,养分低。通沟污泥和河湖底泥重金属含量满足《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600—2018)第一类筛选值,可用于生活居住地的建设用地。

基于臭氧旁路处理的污泥原位减量技术工艺

探究基于臭氧旁路处理的污泥原位减量技术在不同臭氧含量以及不同污泥龄条件下的工艺参数和污泥性质.本研究发现75 mg·g^(-1)(以O_(3)/MLVSS计)为实现污泥减量并维持污水处理系统正常处理能力较为适宜的臭氧含量,该含量下的臭氧旁路处理后污泥产率系数Yh从0.331 g·g^(-1)减少到0.326 g·g^(-1),衰减系数Kd从0.046 d^(-1)增加到0.050 d^(-1),污泥产生速率减小,衰减速率增大,且污泥龄为10 d时SBR系统出水水质良好.即臭氧含量75 mg·g^(-1)、污泥龄为10 d条件下的臭氧旁路处理为适宜的工艺条件,此时剩余污泥减量12%.该工艺条件下的臭氧旁路处理改变了剩余污泥中微生物在门和属上的种群丰度,臭氧旁路处理后拟杆菌门相对丰度增加1.2倍,与硝化和反硝化相关的变形菌门相对丰度从24%降低到18%,硝化细菌相对丰度的减少影响了污水处理系统的脱氮能力,但出水总氮仍满足一级B排放标准;在属上Lactococcus等乳酸菌的种群相对丰度从0.4%增加到21.6%.同时,剩余污泥胞外聚合物(EPS)中蛋白质与腐殖质类等大分子有机物比例增加,使CST值从15 s升高至17 s,Zeta电位从-10.04 m V下降至-15.20 m V,剩余污泥的SVI由54 m L·g^(-1)升高至62 m L·g^(-1),说明沉降性能和脱水性能受到一定影响,但系统的出水SS含量以及抽滤后泥饼含固率变化不明显,系统仍能够稳定运行,未明显影响剩余污泥的后续脱水.