电镀污泥生物沥浸渣制备陶粒

生物沥浸是处理电镀污泥中金属的高效方法;建材化利用是其进行减量化和资源化的处置方法。电镀污泥生物沥浸后的残渣进行水洗,与页岩掺料混合后造粒,并烧制成陶粒,检测陶粒产品的各项物理性能及浸出毒性。结果表明,在页岩陶粒中检测出了莫来石、硅酸钙等晶体物质,但随着生物沥浸渣比例的上升,硫酸钙的衍射峰逐渐增强。5种配比下的页岩陶粒均能够达到陶粒产品的合格要求,浸出液中重金属浓度远低于国标限值,甚至未检测出,能作为建材行业的普通粗轻集料使用。

生物沥浸含锰烟粉尘中的锰及其浸出机理研究

含锰烟粉尘是钢铁行业产生的一类含有锰、锌、铅和硅等元素的工业固废,既存在一定的环境风险,又具有潜在的资源回收价值。对含锰烟粉尘分别用生物酸和无机酸进行沥浸,分析锰的浸出机理,进一步通过响应面法确定生物酸沥浸锰的最佳工艺条件。结果表明,锰的浸出机理为酸溶和生物酸还原的复合机理,生物酸中的还原性物质和沥浸过程中产生的Fe^(2+)能够将高价锰还原为Mn^(2+),使生物酸体系锰的浸出率比无机酸体系高。生物酸浸出锰的最佳工艺条件:固液比为1.22 g∶100 mL,初始pH为0.81,温度为29.14℃,转速为152.29 r/min,此条件下实际锰浸出率为76.51%。

EPS在生物沥浸废催化剂过程中作用研究进展

综述了废催化剂处理技术的研究现状,分析了废催化剂稀贵金属/有价金属回收的常规工艺及主要问题,介绍了废催化剂中有价金属的生物沥浸技术及废催化剂脱毒残渣建材化利用适用性分析,评价了废催化剂处理处置技术前景。总结了胞外多聚物(EPS)的提取和分析方法、EPS的组成及特性、EPS在生物沥浸中的作用以及EPS在生物沥浸中的作用分子生物学研究。

生物沥浸技术让污泥变废为宝

日前,住房和城乡建设部、生态环境部、发展改革委联合印发了《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》,随后辽宁、安徽、甘肃等省份陆续公布了实施方案,新一轮污水厂“提标改造”已经在路上。污泥和污水恰似一对“孪生兄弟”,污泥是污水处理的衍生品,分为市政污泥和工业污泥两大类。由于它通常内含有害重金属、病原微生物,以及大量难降解物质等。

生物沥浸去除污泥重金属及改善脱水性能研究

从天然矿山酸性废水中富集制备了3种嗜酸性细菌混培物,开展了污泥生物沥浸实验,研究了沥浸去除污泥重金属(Cu、Zn、Cd)同时改善脱水性能的效果.结果表明,3种嗜酸性细菌混培物均可有效去除污泥中的重金属(P<0.01).沥浸12d后,改进型Starkey培养基富集的嗜酸性细菌混培物对Cu和Cd的去除率分别达到82.0%和82.9%,9K培养基富集的嗜酸性细菌混培物进行生物沥浸处理对Zn的去除率可达到87.5%.同时,生物沥浸还可以显著改善污泥的脱水性能(P<0.01).经过12d沥浸,污泥的离心脱水率可由73.1%上升到90.0%.显微观察和能谱分析结果显示,污泥脱水性能的改善是因为生物沥浸能使污泥结构由絮体状变成明显的颗粒状,并可形成以铁、氧和硫为主要元素组成的次生矿物规则晶体.

生物沥浸法去除畜禽粪便中重金属的影响因素研究

研究了粪液固体浓度和硫细菌混合菌液接种量对猪粪中重金属生物沥浸的影响。结果表明，猪粪固体浓度越低，重金属沥浸周期越短，沥浸效果越好。从沥浸效果和经济效益2方面综合考虑，固体质量浓度采用70～100g·L^-1较为合适。接种量也是影响生物沥浸的重要因素，试验结果表明，接种量越大，生物沥浸速度越快，但接种量小的粪样只需适当延长沥浸时间即可达到较高的重金属去除效果，2％接种量的猪粪沥浸14d时，Cu、Zn和Cd沥出率可分别达到76．9％、75．2％和47．8％。从经济角度考虑，接种量采用2％即可满足生物沥浸的需要。

污泥生物沥浸处理对病原物的杀灭效果影响

生物沥浸能够去除污泥中的重金属，同时可能对污泥中的病原物有一定的杀灭作用．通过测定沥浸过程中异养细菌总数及沥浸前后总大肠菌群和粪大肠菌群的变化，研究了生物沥浸作用去除城市污泥和制革污泥中的病原物的作用．结果表明，经过6～7d的生物沥浸处理，城市污泥中的异养细菌总数从1．38×10^8个／mL降为4．43×10^6个／mL，制革污泥中的异养细菌总数从9．23×10^5个／mL降为4．26×104个／mL；总大肠菌群（TC）和粪大肠菌群（FC）的去除率达到99％以上；但蛔虫卵的死亡率并无明显变化．大肠菌群纯培养试验表明，沥浸过程中病原物的消减作用主要是由于沥浸作用产生的低pH环境，而与污泥中SO4^2-和重金属浓度的升高无关．

生物沥浸处理对城市污泥脱水性能的影响研究

通过摇瓶培养试验研究了生物沥浸处理对城市污泥离心脱水率、污泥过滤比阻、泥饼压缩系数等脱水性能的影响,并分析了生物沥浸过程中污泥pH、Fe2+、Fe3+、污泥颗粒Zeta电位、颗粒粒径分布的变化.研究表明,以亚铁和硫作为复合能源物质时,污泥经过生物沥浸处理后,其离心脱水率可从原始污泥的60%提高到74.4%;污泥比阻从处理前的1.83×109s2.g-1下降到0.39×109s.2g-1,降低了79%,压缩系数也从原始污泥的0.98降低为0.58,明显好于其他处理,达到不加絮凝剂而可直接机械压滤脱水的性能要求.研究还表明,污泥生物沥浸处理后,随着pH的下降,污泥颗粒Zeta电位趋于零以及污泥20～60μm粒径范围的颗粒含量明显减少,可能是污泥脱水性能改善的重要原因之一.可见,污泥生物沥浸处理是一种在去除重金属的同时能够改善污泥脱水性能的技术.

生物沥浸污泥EPS的变化规律及对Zeta电位、污泥粒径的影响

本研究以氧化硫硫杆菌生物沥浸提高污泥脱水性能为目的,考察生物沥浸过程中污泥p H值、EPS总量和组成、Zeta电位、粒径等的变化,研究p H值、EPS总量和组成变化对Zeta电位、粒径的影响。结果显示,生物沥浸初期污泥EPS_p、EPS_h减少速度较快,随后减速变缓,EPS_py在整个过程中减少速度较慢;p H值、总EPS含量(EPST)、多糖含量(EPS_(py))、蛋白质含量(EPS_p)、腐殖质含量(EPS_h)均对Zeta电位影响显著,EPST、EPS_p、EPS_h与Zeta电位相互关系为非线性关系,污泥Zeta电位降低是H^+的静电中和作用和EPS电荷减少共同作用的结果;Zeta电位、EPST、EPS_h、EPS_p、EPS_(py)均对生物沥浸污泥粒径影响显著,EPST、EPS_h、EPS_p、EPS_(py)与污泥粒径的相互关系为非线性关系。大量H^+的中和作用、EPS电荷的减少、污泥絮体间空间位阻的降低共同促进了污泥絮体颗粒的增大。

生物沥浸法去除猪粪中重金属的研究

探讨以猪粪为培养介质,驯化和加富培养获得硫细菌混合菌液,并研究其对猪粪中重金属的生物沥浸效果。结果表明:猪粪可以在18 d内完成驯化,经3轮富集培养的猪粪粪液可作为硫细菌接种菌液。采用此菌液对猪粪粪液接种并投加硫粉,经过9 d的生物沥浸,Cu、Zn和Cd的沥出率分别达到93.0%、90.1%和67.8%。

污泥生物沥浸处理技术及其工程应用

污泥高水分含量和存在重金属已成为影响我国污泥处置与资源化的重要"瓶颈"。生物沥浸技术被证实是一种即可以有效去除污泥重金属,同时显著提高污泥脱水性能的生物方法。本文较系统介绍了目前我国污泥深度脱水的几种方法及生物沥浸处理技术在污泥处理上的优势,生物沥浸法促进污泥深度脱水和重金属去除的基本原理、工艺流程及影响因素。以无锡芦村污水处理厂日处理200 t污泥的生物沥浸处理———高温发酵堆肥的实际工程为例,阐述该工艺的技术参数、污泥处理及其后续堆肥和土地利用的效果。连续2年多的生产性试验和工程实践表明,经生物沥浸处理的污泥可不加任何絮凝剂能一步机械脱水到含水率60%以下,呈土黄色无臭的半干化饼状。且污泥干基有机质、热值和氮磷养分含量几乎不变,利于后续资源化(如土地利用、焚烧等),处理成本低廉,同时压滤水水质较好,可就近排入污水处理厂处理。因此,污泥生物沥浸技术是一项有广泛应用前景和市场需求的新技术。

生物沥浸法改善河道底泥脱水性能的效果

采用生物沥浸法改善河道底泥脱水性能,通过正交试验得到能量底物和接种物投量配比,并分析了该配比下沥浸过程pH、ORP、污泥颗粒粒径分布及表面形貌的变化。结果表明:能量底物和接种物投量的合理配比为S^02 g/L、FeS_2 5 g/L、接种物投量10%。在该投量下沥浸,底泥中粒径≤30μm颗粒所占比例由初始的33.06%增至65.20%,底泥SRF由原始的5.06×10^(12)m/kg降至9.16×10^(11)m/kg,降幅达81.89%;沥浸过程SRF与pH、ORP的变化同步,同时底泥中有类似黄钾铁矾和施氏矿物的物质生成,表明底泥脱水性能的改善是沥浸产生的酸化、氧化和混凝的协同作用所致。此外,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群灭活率均在98%以上,表明生物沥浸在改善底泥脱水性能的同时可实现病原微生物的高效灭活。

污泥浓度对城市污泥中重金属生物沥浸效果的影响

以硫酸亚铁盐为能源物质,采用9K液体培养基培养,继以9K固体培养基平板接种法直接从污泥中分离出一株嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,T.f)菌株.利用该菌株作为沥滤微生物,对5种不同浓度的城市污泥中重金属进行生物沥浸试验.结果表明,生物沥浸的污泥浓度宜控制在2%(w/w),沥滤12 d后,污泥中Zn、Cu、Pb、Cr的去除率可分别达到99.57%,94.97%,36.95%,43.40%.

生物沥浸法改善污泥脱水性能及反应参数优化

在微生物功能菌定量条件下探讨不同污泥含量条件下营养剂投加量对生物沥浸改善剩余污泥脱水性能的影响,并采用响应面分析法对生物沥浸改善剩余污泥脱水性能的反应参数进行优化设计。结果表明,在生物沥浸过程中,不同污泥含量、不同营养剂投加量条件下系统pH均呈现出先下降后保持稳定的趋势,污泥比阻在反应初期显著减小,然后逐渐回升。随着营养剂投加量的增加,反应后期污泥脱水性能恶化越严重。响应面分析法得出,当污泥的质量浓度为20 g/L、营养剂投加量为2 g/L、生物沥浸功能菌质量浓度为0.25 g/L,即污泥、营养剂投加量和功能菌量的质量比为80:8:1,反应时间为1 d时,生物沥浸法改善污泥的脱水性能为佳。

石英砂提高城市污泥生物沥浸效率主导因素分析

通过摇瓶实验探究石英砂提高城市污泥生物沥浸效率的主导因素.结果表明,在0~72h内,生物菌液酸化效应在提高污泥脱水性能中占据主导作用;在72h之后,次生矿物的形成对提高污泥脱水性能的贡献率超过生物菌液.随着生物沥浸持续进行,石英砂诱导次生矿物产量逐渐增加,次生矿物在生物菌液酸化效应基础上进一步强化污泥脱水性能.在二者耦合作用下,城市污泥比阻(SRF)从初始的17.13×10^(12)m/kg下降至48h时的最低值3.56×10^(12)m/kg.然而,生物菌液和次生矿物单独作用时,SRF降到最低值均需72h,且最低SRF分别为3.89×10^(12)和4.77×10^(12)m/kg.可见,二者耦合作用在进一步改善污泥脱水性能以及缩短生物沥浸时间方面都有明显的优势.

实现污泥深度脱水和重金属去除的生物沥浸处理技术

阐述了生物沥浸处理技术的基本原理、工艺流程及主要技术特点,通过典型应用工程实例表明,采用生物沥浸预处理方法不但可大幅度提高污泥脱水性能,而且可去除污泥中的重金属、恶臭,杀灭病原物,脱水后的污泥水分含量很低(60%以下),无臭、卫生、无害,可广泛应用于城镇污水处理厂及工业行业的污泥处理,市场前景十分广阔。

生物沥浸法联合超声波技术在市政厌氧污泥脱水中的可行性研究

由于目前市政厌氧污泥脱水所采用的方法和手段脱水效果较差,市政厌氧污泥脱水量较小,为此提出生物沥浸法联合超声波技术在市政厌氧污泥脱水中的可行性研究。概述了生物沥浸法与超声波技术的原理,并提出基于生物沥浸法联合超声波技术的市政厌氧污泥脱水方法。该脱水方法首先利用生物沥浸法对市政厌氧污泥进行调理,改变市政厌氧污泥的亲水性质,再利用超声波技术以市政厌氧污泥中的水声作为超声信号,通过检测了解到污泥中水量占比,从而实现对市政厌氧污泥脱水。经实验证明,设计方法脱水量大于传统方法,说明生物沥浸法联合超声波技术在市政厌氧污泥脱水中具有良好的可行性。

城市污泥生物沥浸法和化学法调理的效果比较——对污泥理化性质及其深度脱水性能的影响研究

分别用生物沥浸法(BC)、Fenton法和石灰/三氯化铁/PAM法(石灰法)对同一批城市污泥进行调理,并以常规PAM法(CC)为对照,探究不同调理后污泥的理化性质及其脱水性能的变化差异,并用流式细胞仪测定污泥中细胞裂解情况,以分析其机理.结果表明,BC法、Fenton法和石灰法均能大幅提高城市污泥脱水性能,表现在污泥过滤比阻(SRF)值仅为常规处理的0.43%～6.12%,尤其以石灰法处理脱水性能最佳.但BC法脱水泥饼中的有机质和养分能得到最大程度的保留,有机质(56.9%)、总氮(4.66%)、速效氮(0.47%)、矿化氮(1.80%)和总磷(1.60%)含量均远高于石灰法处理,而且污泥中重金属能被部分去除(Cr、Mn、Ni、Zn溶出率分别为18.7%、50.0%、48.7%和72.9%),该处理的污泥最具资源化潜力.而石灰法脱水泥饼由于大量脱水剂添加导致有机质(49.5%)、总氮(3.55%)和总磷(1.20%)含量明显下降,且泥饼呈强碱性(pH值接近11).脱水滤液中的sCOD(645mg/L)和TP(4.62mg/L)也显著高于其他处理.流式细胞仪测定结果显示,BC法、Fenton法和石灰法均能导致污泥微生物凋亡,活细胞数量由原始的86%降至75%左右,特别是石灰法对污泥中细胞的破解效果最为彻底,从而释放出更多内部水和胞内物质,这可能是引起其有机质和养分大量损失至脱水滤液中的原因之一.与Fenton法和石灰法调理相比,生物沥浸法既具有能大幅提高污泥脱水性能,脱水滤液水质相对较好的优点,又具有泥饼有机质和氮磷养分高,重金属含量低的优点.

不同辅料与生物沥浸深度脱水污泥混合堆肥中溶解性有机质的光谱特征研究

生物沥浸深度脱水污泥为主料,四种农林有机废物为辅料,设4个处理组(T1:污泥+甘蔗渣、T2:污泥+秸秆、T3:污泥+米糠、T4:污泥+木屑)进行混合堆肥,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM),研究不同辅料堆肥过程中溶解性有机质(DOM)结构特征和组分含量的演化规律。UV-Vis结果显示,四个处理组在堆肥过程中DOM的芳香度和不饱和度皆有所增加,其中T3处理组的增加幅度最大。四个处理组的紫外参数SUVA_(254)和SUVA_(280)均呈现递增趋势,其中T3处理组的变化幅度高于其他三个处理组,表明芳构化程度加深,DOM分子量逐渐加大;E_(253)/E_(203)和E_(253)/E_(220)在堆肥结束时显著增加,表明DOM中苯环上的脂肪链发生氧化分解,转化为羧基羰基等官能团,A_(226~400)随堆肥进行增加而E_(250)/E_(365)减小,表明共轭程度增加。FTIR结果表明堆肥过程中多糖类、脂肪族类物质含量在减少,包括带有苯环的芳香族等不饱和有机物在增加,其中T4处理组的转化程度优于其他三个处理组。发射荧光光谱显示荧光峰位置由334 nm红移至422 nm附近,说明共轭程度低的物质不断降解,芳香基团不断缩合,生成结构复杂的类腐殖质物质。同步荧光光谱中代表类蛋白物质的荧光峰随堆肥时间由强变弱,代表腐殖质的荧光峰由弱变强,A_(250~308)值降低,A_(308~360)和A_(363~500)值上升,说明了类蛋白质物质在不断降解而类胡敏酸物质和类富里酸物质含量在上升。结合平行因子(PARAFAC)模型分析四个处理组的三维荧光光谱,将DOM解析为三类荧光组分,根据每个组分所在的激发、发射波长位置分析判断,三类组分分别是类富里酸物质,类胡敏酸物质和类色氨酸物质,且C1(类富里酸物质)和C2(类胡敏酸物质)组分所占百分比呈现增加趋势,C3(类色氨酸物质)组分所占百分比呈现减少趋势,表明类蛋白物质减少而类腐殖质物质增加,其中T3和T4处理组的腐殖化程度较好。综合分析,米糠和木屑作为辅料时堆肥腐熟度更好。

污泥生物沥浸法深度脱水工程及其运行效果分析

无锡太湖新城污水处理厂一期污泥深度脱水工程处理规模约35 t/d(含水率80%),采用污泥生物沥浸法。介绍了生物沥浸法的工艺流程、反应系统组成、主要构筑物及设备参数,并列出2012年工程的实际运行效果。结果表明,生物沥浸法用于污泥深度脱水效果较好,处理后的泥饼可有效地进行资源化利用。