聚合氯化铝及阳离子聚丙烯酰胺复配改善市政污泥脱水性能试验研究

向市政浓缩污泥中投加聚合氯化铝(PAC)及阳离子聚丙烯酰胺(C-PAM),对污泥进行调质改性,而后进行脱水试验研究.通过测定污泥比阻,根据其变化情况来评定PAC、C-PAM加入污泥样品后,对污泥脱水性能的影响.以此来确定药剂适宜的复配条件,使污泥获得最佳的脱水效果.试验结果表明,对于试验用污泥,添加干泥量5％的PAC并复配2‰的C-PAM,能够使污泥比阻明显降低,污泥比阻由31×1012m/kg下降至2.53×1012 m/kg,污泥脱水性能有较大改善.     

不同调理剂对含油污泥脱水性能的影响研究

含油污泥直接脱水处理,效率低且成本高,需进行调理以改善脱水性能。采用芬顿试剂、表面活性剂和改性生物质对含油污泥进行调理,对比调理前后的污泥脱水性能参数,分析其污泥调理机理。结果表明,三种调理剂对含油污泥脱水性能的影响大小为:改性生物质芬顿试剂表面活性剂;当改性生物质的投加量为50 mg/g DS时,调理后滤饼含水率降至55%,比阻为1.1×10~8s~2/g,上清液中多糖、蛋白质和SCOD含量分别为95、210和600 mg/L。SEM照片和FTIR谱图表明,改性后的生物质不仅具有吸附作用,而且表面含有丰富的含氧基团,可以交换污泥絮体中的离子,使污泥内部化学平衡遭到破坏,从而改善污泥的脱水性能。     

改性硅藻土絮凝剂的制备及对污泥的脱水效能

以硅藻土为主要原料、聚合氯化铝为添加剂制备得到一种改性硅藻土污泥脱水絮凝剂,研究了该絮凝剂的制备工艺条件及其对城市污泥的脱水性能.结果表明,制备改性硅藻土絮凝剂的最佳工艺条件如下:硅藻土与聚合氯化铝的质量比为30:1、热处理温度为350℃、焙烧时间为3 h.投加上述条件下制备的改性硅藻土后,污泥的沉降比和脱水性能得到显著提高,SV<,30>从88%降为45%、污泥比阻从11.4×10<'12>m/kg减小至1.23×10<'12>m/kg、泥饼含水率从96.8%降至79.6%.可见,经该絮凝剂处理后,污泥的脱水性能得到较好改善.     

壳聚糖与硅藻土调理市政污泥

以污泥比阻为评价指标,综合考虑脱水率、泥饼含水率及过滤时间因素,研究使用壳聚糖与硅藻土对污泥单独调理的最佳条件及联合调理改善污泥脱水性能的效果,并与聚丙烯酰胺调理污泥的效果进行了对比。结果表明,先投加0.5g/g硅藻土调理污泥,再投加5 mg/g壳聚糖以30r/min搅拌反应150s,污泥比阻下降了95.43%,脱水率上升至91.02%,泥饼含水率降至83.13%,过滤时间降至29.5s。壳聚糖与硅藻土联合调理的效果明显优于壳聚糖或硅藻土单独调理的效果,且其联合调理改善污泥脱水综合性能的效果优于聚丙烯酰胺调理污泥的效果。     

生物淋滤法改善碱性厌氧发酵产酸污泥脱水性能

污泥碱性厌氧发酵可生产挥发性脂肪酸(VFAs),然而碱性发酵后的污泥脱水性能差,影响了发酵液的后续利用。采用生物淋滤法处理发酵污泥,研究了生物淋滤过程中发酵污泥脱水性能的变化,并分析了脱水性能得到改善的原因。结果表明,经过72 h调理后污泥比阻降低至5.39×1011m/kg,泥饼含水率达到75.17%,污泥从难脱水变为易脱水。经生物淋滤调理24 h后,蛋白质、多糖含量分别下降到0.49和5.54 mg/g VSS,降低了90.3%和28.0%,说明污泥胞外聚合物的减少有利于提高污泥的脱水性能。调理过程中VFAs无明显损失,VFAs回收率可从调理前的7.62%提高到调理后的95.95%。     

生物酸化铁氧化反应器构型对污泥脱水性能的影响

利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans XJF8(简称At·f XJF8)对Fe2+的氧化还原反应及氧化过程中的酸化作用来改善市政污水处理厂脱水污泥的脱水性能。采用68 L折流板式反应器和72 L独立格空气提升推流式反应器进行连续流试验,试验条件如下:营养剂投加量为1.2 g/L(以Fe~(2+)计),污泥停留时间(SRT)为2.7 d,污泥回流比为80%。折流板式反应器中污泥最低p H值可达2.98,Fe~(2+)最大氧化率为98.2%,SV_(24)从48.7%降至35.6%,污泥比阻由初始的2.62×10~(12)m/kg下降到0.51×10~(12)m/kg;独立格空气提升推流式反应器中污泥最低p H值为2.84,Fe~(2+)最大氧化率为97.5%,SV_(24)从50.8%降至31.8%,污泥比阻由初始的2.60×10~(12)m/kg下降到0.29×10~(12)m/kg。试验结果表明,独立格空气提升推流式反应器更适合生物酸化铁氧化法对市政污泥的深度脱水。     

腐殖土改善活性污泥沉降与脱水性能的研究

考察了腐殖土对活性污泥沉降和脱水性能的改善效果.结果表明,投加腐殖土可显著改善污泥的沉降和脱水性能,随着腐殖土投量的增加,活性污泥的初沉速度、压缩比、泥饼含固率均明显提高,污泥容积指数(SVI)、污泥比阻(SRF)及毛细吸水时间(CST)均明显降低;当活性污泥浓度为2 300 mg/L、腐殖土的投加量为5.0 g/L时,污泥的初沉速度由原来的1.72 m/h增至3.01m/h,压缩比由原来的2.86增至7.14,SVI由原来的152 mL/g降至61 mL/g;当污泥浓度为7 300mg/L、腐殖土的投加量为5.0 g/L时,污泥比阻由原来的1.33×1012m/kg降至5.7×1011m/kg,CST由原来的20.3 s降至15.7 s,泥饼含固率由原来的13.4%增至33.0%.     

响应面法优化光聚合CMCTS-g-CPAM及其污泥脱水性能

以羧甲基壳聚糖(CMCTS)为主链模板、丙烯酰胺(AM)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为共聚单体,通过紫外光引发聚合法制备新型阳离子絮凝剂CMCTS-g-CPAM。采用响应曲面法(RSM)得到CMCTS-g-CPAM的最佳制备条件:光照时间为2h、光引发剂质量分数为0.04%、pH值为8。接枝共聚物CMCTS-g-CPAM的红外光谱(FT-IR)和核磁共振(~1H-NMR)表征表明AM、DMC和CMCTS已成功聚合。污泥脱水实验验证其具有良好的污泥脱水性能:在絮凝剂投加量和pH值分别为30mg/L和10时,污泥比阻(SRF)由9.10×10~(13) m/kg降至1.96×10~(13) m/kg,滤饼含水率(FCMC)从90.15%降至79.28%,其污泥脱水效果和经济效益均优于市售CPAM。同时,此研究在污泥脱水中的应用为污泥脱水领域的絮凝处理和改性壳聚糖提供了一定参考。     

初始pH值对生物沥浸污泥同步脱水和灭菌的影响

以城市污泥脱水和病原微生物灭活为目标,以S~0和FeS_2为能量底物,利用嗜酸性硫杆菌复合菌群对初始p H值在3.0~10.0范围内的城市污泥进行生物沥浸处理。结果表明,当达到最佳沥浸时刻时,污泥比阻由(2.7~2.8)×10~(12)m/kg降至(2.1~3.9)×10~(11)m/kg;沉降率由68%~75%提高至79%~86%;对SS的去除率达到7.2%~38.3%。当初始p H值为5.0、生物沥浸48 h时,污泥脱水和沉降性能均达到最佳状态:比阻由2.8×10~(12)m/kg降为2.1×10~(11)m/kg,沉降率由69%升至83%,SS去除率为16.1%。在不同初始pH值下对病原微生物的灭活率均在99%以上,初始p H值对灭菌无影响。     

高压脉冲电场处理污泥的试验研究

针对污水厂碳源不足、污泥脱水性能差等问题,利用高压脉冲电场对污水厂浓缩池污泥进行了裂解破壁处理。结果表明,处理后污泥上清液中COD、BOD5、TN、TP浓度分别增幅280%、470%、55%、169%。碳氮比(C/N值)、碳磷比(C/P值)分别由3.4、12.9增加到了8.3和18.2;将上清液作为碳源补充到污水处理系统进水中,出水TN、TP浓度由18、0.9 mg/L分别降至12、0.3 mg/L,达到一级A排放标准;脱水污泥比阻由155×1011m/kg降至14×1011m/kg,极大地提高了污泥脱水性能。     

壳聚糖和溶菌酶联用对污泥脱水性能的影响

通过对污泥比阻、泥饼含水率、沉降性能和絮体形态等指标的观测,考察了壳聚糖和溶菌酶联用对活性污泥脱水性能的影响。结果表明,壳聚糖和溶菌酶联用时,以先投加壳聚糖后投加溶菌酶的联用效果最好;壳聚糖和溶菌酶的最佳投加量分别为0.01和0.10 g/g TS,在此条件下,与壳聚糖单独调理相比,联用调理可将泥饼含水率进一步降低约7%,比阻降低约20%。通过对比调理前后的污泥显微照片和二维分形维数发现,联用调理后的污泥絮体变得大而密实,表面和内部结合水被释放,从而有效提高了污泥的脱水性能。     

ICSTD反应器对剩余污泥的浓缩消化研究

采用新型内循环污泥浓缩消化反应器(ICSTD)对污水处理厂剩余污泥进行浓缩消化处理,系统运行稳定后对反应器内污泥特性进行研究。结果表明:在温度为30~35℃时,污泥产气率最高为1.6 m3/m3泥;所产沼气的甲烷含量在54%~75%之间;反应器运行期间污泥比阻从513×1012m/kg降低到202×1012m/kg,污泥脱水性能逐渐变好;对污泥所含元素进行分析,发现反应器消化效果较好,具有一定的脱氮效能。反应器内污泥优势菌属为鬃毛甲烷菌。     

改性壳聚糖/超声耦合改善含油浮渣的脱水性能

针对含油浮渣脱水性能差且处理成本高等问题,采用改性壳聚糖/超声耦合对含油浮渣进行脱水,分析了改性壳聚糖投加量、pH值、超声时间对含油浮渣脱水性能的影响,对比了单独改性壳聚糖、单独超声和改性壳聚糖/超声耦合对含油浮渣脱水性能的影响,并考察了Zeta电位、粒径、比阻和含水率的情况。试验结果表明,当改性壳聚糖的投加量为3 mg/g、pH值为6、超声时间为3 min时,含油浮渣的含水率降至61. 8%,比阻为2. 1×10~8s~2/g,上清液的Zeta电位为-26. 9m V,粒径为91. 28μm,脱水性能得到改善。     

生物沥浸法对常规脱水污泥再深度脱水的效果

为了考察生物沥浸法对常规脱水污泥(指在浓缩污泥中加PAM等高分子絮凝剂并经带式或离心脱水后获得的含水率在80%左右的脱水污泥)进一步深度脱水的效果,将常规脱水污泥用中水稀释成含水率为97%左右的液态污泥后,采用批式运行模式进行生产性生物沥浸法调理(每批次处理污泥为60 m3),然后在不加任何化学絮凝剂的情况下直接用隔膜厢式压滤机进行压滤脱水。结果表明,以浓缩池含水率为97%的浓缩污泥作为对照,在上批次沥浸污泥(接种物)与待处理的液态污泥体积比为1∶1时,生物沥浸过程可在24 h内完成,污泥比阻由沥浸初期的3.56×1012m/kg降低至0.43×1012m/kg。生物沥浸后的污泥通过150 m2的隔膜厢式压滤机,在1.2~1.5 MPa压力下压滤1.5 h,泥饼含水率可稳定地降低到60%以下,外观呈土黄色块状,无臭味。经检测,泥饼有机质和高位热值在生物沥浸处理前后没有降低,且压滤液清澈,无色无味,COD为120~170 mg/L,总氮为40~60 mg/L,总磷在0.5 mg/L以下。可见,常规脱水污泥经稀释后进行生物沥浸法深度脱水处理是完全可行的。     

改性粉煤灰用于污泥脱水的试验研究

利用聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂、经氢氧化钠改性的粉煤灰(MCFA)作为助凝剂,分别进行单独投加PAM和联合投加PAM、MCFA的污泥脱水试验。结果显示,加入30g/L的MCFA作为助凝剂后,能进一步减小污泥比阻和泥饼含水率,同时改性粉煤灰的使用使PAM的投加量从30mg/L降低为10mg/L,相当于降低经济投入,因此这种污泥调理方法具有可行性。     

化学调质污泥深度脱水过程及其潜在影响研究

分别依次投加定量的氯化铁(FeCl_3)、生石灰(CaO)和阳离子聚丙烯酰胺对污水处理厂浓缩池污泥进行调理,通过测试污泥的沉降速率、比阻、粒径、Zeta电位、胞外聚合物和脱水液水质等指标,考察不同脱水药剂对污泥形态和脱水性能的影响。结果表明:FeCl3的混凝作用使污泥颗粒更小更密实;投加CaO能够在污泥内部形成新的矿物相和刚性结构,构建污泥脱水骨架,同时形成的碱性条件使铁离子形成胶体羟基聚合物而强化混凝效果;阳离子聚丙烯酰胺则可以明显增加污泥絮体粒径。污泥紧密结合型胞外聚合物脱落后释放部分束缚水,增强了污泥脱水性能,使污泥脱水效率明显提高。但是采用CaO作为污泥脱水药剂引起的破壁作用可导致脱水滤液水质恶化,大量难降解有机物等污染物回流至污水处理厂会对其正常运行造成不利影响。     

碱热处理对污泥颗粒及脱水性能的影响特性

利用碱热方法对脱水污泥进行预处理,研究了不同的水热时间、温度、加碱量对污泥脱水性能的影响,并采用SEM、BET、激光粒度分布仪对污泥颗粒的性质进行表征。研究表明:碱热联合处理能增强污泥的脱水性能,在210℃下投加污泥干基质量40%的CaO,加热60 min后进行离心处理,污泥的含水率可从80.57%降至62.48%;SEM结果显示污泥胶体被破坏至更为细小的颗粒;激光粒度分布仪测定结果显示,污泥颗粒的平均粒径从78.75μm降至24.43μm;原污泥的BET比表面积为0.27 m~2/g,Langmuir比表面积为0.36 m~2/g,经碱热处理之后BET比表面积达到5.97 m~2/g,Langmuir比表面积达到8.24 m~2/g。     

稻壳粉调理对污泥脱水性能及脱水液水质的影响

采用稻壳粉作为骨架构建体替代无机调理剂(生石灰),通过测定污泥比阻、毛细吸水时间、Zeta电位及滤饼有机物含量和含水率、滤液水质指标,探讨稻壳粉及其协同聚丙烯酰胺和Fe Cl3对污泥脱水性能及脱水液水质的影响。结果表明,稻壳粉作为骨架构建体能够降低污泥的可压缩性,提高污泥的脱水性能,降低污泥泥饼含水率,并且投加量为30%时效果最好。当稻壳粉协同聚丙烯酰胺和Fe Cl3的投加量分别为0.07%和7%时,可以明显降低污泥毛细吸水时间、污泥比阻和污泥泥饼含水率。同时,稻壳粉调理污泥能显著改善脱水液水质、降低COD和氨氮值,从而减轻污水厂的运行负担。对比运行效果和经济成本发现,稻壳粉可以取代生石灰作为污泥调理剂。     

溶菌酶预处理对剩余污泥脱水性能的影响

将溶菌酶应用于剩余污泥的预处理,考察了不同酶投加量对污泥脱水性能的影响,通过测定滤饼含水率、污泥比阻、污泥毛细吸水时间（CST）、Zeta电位及污泥上清液中的蛋白质和多糖含量,并采用显微镜和扫描电镜观测污泥絮体和颗粒结构的变化,同时结合三维荧光光谱分析,研究原污泥和酶处理后污泥的脱水性能差异。结果表明,适宜的溶菌酶投加量可显著改善剩余污泥的脱水性能,与原污泥相比,当酶投加量为15%时,真空抽滤后的含水率由91.4%降到63.6%,比阻降低了82%,CST降低了65%,Zeta电位从-14.8 mV上升到2.7 mV。溶菌酶对污泥结构的破坏是其改善污泥脱水性能的重要原因。     

给水污泥特性及混凝剂调理对其的影响研究

为了研究给水厂污泥调质对其脱水性能的影响,针对不同水源水质特点(高浊、高有机物),对两个典型水厂进行了污泥特性研究及调理试验。结果表明:两种污泥的有机物种类、含量以及Zeta电位差别较大,深圳某水厂污泥的COD含量较高,且含有蛋白质,制约了污泥的脱水性能。在自然沉降条件下,上海水厂的污泥沉降性能明显优于深圳水厂;污泥比阻和毛细吸水时间的较大差异也说明深圳水厂污泥的脱水性能较上海水厂污泥差。对比二者的调理数据可以发现,深圳水厂污泥中较高含量的溶解性有机物直接影响到添加的混凝剂的水解过程,从而影响混凝效果。对于上海某水厂污泥,PAM对其脱水性能的改善作用最弱,并且极易增加TOC;而PAC和HPAC则表现出较理想的混凝效果,且电中和能力更强的HPAC具有较为明显的优势。深圳某水厂污泥的Zeta电位较高,阴离子型PAM不但可以中和污泥颗粒表面的正电荷,其较强的吸附架桥能力也能够有效地使污泥颗粒聚集沉降,表现出较优的污泥调理效果。