初沉污泥与剩余污泥热水解厌氧消化性能研究

通过分析初沉污泥和剩余污泥的物化性质及厌氧消化性能,研究了热水解对初沉污泥和剩余污泥的影响。研究结果表明,两种污泥中的有机质主要为糖类、蛋白质和脂肪,初沉污泥的脂肪含量高于剩余污泥,而糖类和蛋白质含量则低于剩余污泥。初沉污泥热水解前后厌氧消化产气率分别为365和376 L·kg^(-1)TS,剩余污泥分别为102和273 L·kg^(-1)TS。热水解对初沉污泥的影响并不明显。但经过热水解处理后,剩余污泥的厌氧消化性能得到了显著提升,其VS去除率从29%提高至49%,初沉污泥和剩余污泥的混合污泥也从33%提高至48%。因此,热水解处理在提升污泥厌氧消化性能方面具有显著效果,但需针对不同污泥的特性选择适当的热水解工艺。

污泥和餐厨垃圾协同消化研究进展

污泥和餐厨垃圾具有污染和资源两种属性。由于污泥和餐厨垃圾自身的物化特性,单一消化难以实现高效稳定运行。采用协同消化技术可以使两种废弃物在污水处理厂得到同步处理的同时提升厌氧消化效率,从而实现污水厂能量自给。综述了污泥和餐厨垃圾进行协同消化时的协同效应,重点阐述了原料性质、混合比例、温度、盐分、水力停留时间(hydraulic retention time, HRT)、有机负荷率(organic loading rate, OLR)等因素对污泥和餐厨垃圾协同消化的影响。污泥厌氧消化的沼气产率低,将污泥与餐厨垃圾协同处置可提高产气率。利用污水处理厂的厌氧消化系统开展城市有机废弃物集中处理,回收能量补偿污水厂能量消耗具有重要的可行性和现实意义。

热水解对鸡粪和牛粪厌氧消化及重金属风险的影响

为探究热水解预处理对鸡粪和牛粪在厌氧消化过程中产气效率的提升作用以及对消化残渣中重金属形态变化及潜在生态风险的影响。该研究以鸡粪和牛粪为处理对象,采用热水解处理技术,开展了连续中温厌氧消化试验。考察了热水解对畜禽粪污可生化性和重金属迁移风险。该研究还评估了连续施用厌氧消化鸡粪和牛粪15 a后土壤中重金属的积累量和Hakanson潜在生态风险指数。试验发现,鸡粪中木质纤维素含量占干固体总量的25%,牛粪为57.7%。热水解处理能够增强牛粪中木质纤维素的水解,热水解后木质纤维素的降解率为19.2%;但热水解对鸡粪的木质纤维素水解影响不明显,降解率仅为5.3%。鸡粪挥发性固体(volatile solid,VS)产气率为482 L/kg,热水解后产气率提升了12.4%;牛粪产气率为321 L/kg,热水解后产气率提升了31.2%。仅通过热水解不能降低鸡粪中重金属的迁移风险;而经过厌氧消化后,除Hg和Ni外,其他重金属迁移风险均降低到了低风险水平。牛粪经过热水解和厌氧消化处理后重金属向残渣态转换,但迁移风险没有明显改善。连续施用鸡粪和牛粪15 a后,土壤未出现的重金属积累,且15 a内总潜在生态风险等级处于低风险。该研究结果可为鸡粪和牛粪的能源化、无害化处理以及土地利用应用提供了理论依据和数据指导。

基于热水解的高效污泥厌氧消化技术研究进展

污水处理厂产生的大量剩余污泥,是目前困扰市政工程的主要问题之一,对其进行减量化、稳定化、无害化和资源化是污泥处理处置的核心任务。厌氧消化技术是目前最广泛使用的污泥处理工艺之一,但厌氧消化技术受到污泥低水解速率的制约。基于热水解的高效污泥厌氧消化技术不仅打破传统厌氧消化的水解限速,还在改善污泥流变特性和化学特性、提高污泥厌氧消化效率和新兴污染物的去除等方面有着明显的优势。综述了热水解预处理对污泥特性和对系统中新兴污染物去除特性的影响,总结了目前的研究成果并展望了发展前景,指出工艺运行条件的进一步优化和经济可行性的系统评价是其推广使用的重要支撑。

微电压强化热水解污泥厌氧消化产甲烷速率研究

分别采用碳纤维和不锈钢作为阴阳极加入到厌氧消化装置,在有微电压驱动条件下,能够显著性提高热水解厌氧消化的产甲烷速率,在有外加0.8 V电压条件下,电流稳定在4 mA左右,最大产甲烷速率比空白组高1.78倍,比未加电压的对照组高1.39倍。在放大的试验中,进一步研究了外加电压对产甲烷速率的影响,电流值范围1.5~3.5 mA,产甲烷速率最高为0.18 mL/(d·mL反应体积)。结果显示外部微电压可提高厌氧消化产甲烷的速率,厌氧消化过程中碳氢化合物的浓度是影响微电压性能的关键因素。

不同热水解条件下剩余污泥固相组成变化研究

热水解是污泥预处理的主要方法。文章进行了不同温度120℃,135℃,150℃,165℃,180℃,195℃,210℃和不同时间30,45,60,75 min的热水解试验,研究了热水解对污泥中固相组成的影响。通过考察污泥TS,VS,SS,VSS等指标的变化,揭示了污泥中固相组成在经过120℃~210℃,30~75 min条件下热水解处理的变化情况。研究结果发现:TS,VS,SS和VSS随着热水解温度上升时间延长,分别从14.90%降低到10.45%,从10.21%降低到6.22%,从14.37%降低到7.25%,从10.21%降低到9.48%。SS和VSS的损失率分别为49.55%和62.18%。说明污泥中固态物质经过热水解作用后主要降解的为有机物,大量VSS在此过程中进入液态,也有少部分变为VDS。热水解对污泥中有机物的分解和溶解有很大的促进作用,导致污泥热水解后体积减少,重量减轻,对污泥的减量化有明显的作用。

基于鸟类监测结果反映清河水质变化探究

随着社会文明的不断发展,生态文明建设的推进,强调水环境治理的重要性与必要性。鸟类作为生态结构的重要组成部分,通过对鸟类生存情况的监测,能够对水质条件进行有效反映,以作为水环境管理措施制定的重要依据,在重要研究领域均有良好的应用效果。本文以清河鸟类监测为例,分析了鸟类监测结果的应用价值,并在此基础之上,基于1-9月鸟类监测结果,探讨鸟类监测结果在清河水质变化中的反映情况,提出强化清河水环境管理的措施。

污泥高含固厌氧消化研究进展

相对于传统厌氧消化,污泥高含固厌氧消化具有反应器容积小、有效容积沼气产率高、建设和运行成本低等优势。从技术优势、控制参数、消化性能、存在问题和优化方式等方面,对污泥高含固厌氧消化系统进行了综述。通过调控优化污泥高含固厌氧消化过程控制参数,采用多种预处理技术耦合+厌氧消化/混合基质共消化等工艺形式,可以有效解决污泥高含固厌氧消化搅拌困难,传质、传热效果差,中间产物积累抑制等问题,并提高其厌氧消化性能。实践表明,高含固厌氧消化是污泥厌氧消化技术发展的重要趋势之一。

热水解条件对剩余污泥物理特性的影响

热水解是剩余污泥厌氧消化的预处理技术之一,文章研究了不同热水解条件对污泥物理特性的影响。研究结果表明,在120℃~210℃/30 min^75 min条件下,热水解污泥的VSS水解率随着热水解温度升高和热水解时间的延长而呈增加趋势。毛细吸水时间从原始污泥的4816.3 s,下降至210℃处理后的59.1 s,有效提高了污泥的脱水性能;污泥粒径随着热水解温度的升高而减少,相比原始污泥,各温度组热水解后,Dx10降低了33.91%~80.94%,Dx50降低了42.56%~74.88%,Dx90也因热水解的作用而下降。污泥热水解适宜的温度为165℃~180℃,Dx10,Dx50和Dx90分别为4.365μm,15.156μm,60.256μm。

初沉和二沉污泥经高温热水解后的厌氧消化性能

以北京某大型污水处理厂的初沉污泥、剩余活性污泥为研究对象,通过考察厌氧消化系统的生物产甲烷潜力(BMP)、有机物降解能力,以及水解、产酸、产甲烷率、系统稳定性等,探讨了初沉池污泥和二沉池污泥经高温热水解预处理后的厌氧消化性能。结果表明,在厌氧消化阶段,初沉热水解污泥的产气率和有机物降解率相比初沉原泥均无明显提高;相比原泥,二沉池剩余污泥经热水解后最高日产气率、总固体(TS)累积产气率分别提高了67%、80%左右,总化学需氧量(TCOD)、总蛋白、总糖的降解率分别提高了5%、7%、14%。高温热水解工艺对提高剩余污泥的水解率、产酸率、产甲烷率效果更加明显。从系统稳定性方面看,初沉污泥高温热水解后可能会造成厌氧消化系统出现挥发性脂肪酸(VFA)大量积累,导致系统不稳定,影响产气速率;而热水解后的剩余污泥厌氧消化系统能够保持稳定运行。综合来看,剩余活性污泥更适合采用热水解预处理,初沉污泥可不进行热水解预处理。