污泥中典型新兴有机污染物的污染现状及对污泥土地利用的影响

污水生物处理过程中很多较强毒害作用的有机污染物转移到活性污泥中,进而影响了污泥的土地利用。本文依据对生态环境及人类健康的影响,以7种受关注度比较高的典型新兴有机污染物为对象,综述了其在污泥中的赋存状况,同时对这些污染物可能对污泥土地利用产生的影响进行了分析。最后,对7种新兴有机污染物在污泥中的赋存状况进行了总结,并对相关研究方向进行了展望,指出应继续分析和监测污泥中有机污染物,尤其是新兴有机污染物对生态环境的影响和危害,并深入研究污泥中这些物质的有效降解途径与方法,使污泥能够安全地进行土地利用。     

一种促进污泥中多环芳烃厌氧降解的方法

多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是目前环境中广泛关注的一类新型有机污染物,具有"三致作用",常吸附于污泥而影响厌氧发酵过程。截止至目前,如何提高污泥中PAHs在厌氧发酵过程中的降解效率的研究还未见报道。本论文首先采用快速准确测定污泥中菲的方法,在此基础上,研究了腐殖质调控对菲在污泥厌氧发酵过程中降解效率的影响,并对其促进机理深入分析。     

剩余污泥中赋存有机污染物的好氧和厌氧生物降解

综述了三类典型有机污染物,即多环芳香烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)和壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO)在污泥中的污染现状及其在好氧及厌氧两种条件下的降解转化规律,并分析了相关机理。对今后污泥中有机污染物的研究发展方向进行了展望,指出今后应重点研究微生物降解机理、筛选和分离高效降解微生物等,以利于后续污泥土地利用。     

污泥中多环芳烃的污染现状及处理研究进展

污泥中的难降解有机污染物是影响污泥资源化利用的主要原因之一。综述了污泥中主要难降解有机物多环芳烃在国内外的污染现状,并分别从生物法及物理化学法处理污泥多环芳烃进行概述,同时对污泥中的多环芳烃的处理做出展望。     

剩余污泥减量化与资源化研究进展

剩余污泥作为活性污泥法不可避免的副产物,其日益增加的数量及处理困难已成为严重的环境问题,本文综述了传统及新型的剩余污泥资源化方法并比较了他们的优缺点,污泥的碱性厌氧发酵及土地利用将是未来污泥资源化利用的一个趋势。     

污泥有机污染物降解研究进展

城市污水处理过程迁移并富集在污泥中的有机污染物稳定性高、难降解,存在较高的生态风险,已成为制约污泥土地利用的主要因素。考虑到物化法处理污泥有机污染物的工程局限性,本文介绍了城市污泥中多环芳烃、苯并(a)芘与矿物油3种代表性有机污染物的来源、性质及危害。围绕污泥厌氧消化、好氧堆肥以及两者联合的作用机理,论述了有机污染物在污泥处理过程中的降解转化规律。分析了有机污染物降解的成因,指出有机污染物的生物利用度是影响降解效果的关键因素,污泥微生物细胞壁和有机污染物结构的稳定性阻碍了有机污染物与微生物的充分接触,从而影响了生物降解速率。为此,分析了热解法、超声法、臭氧法和添加外源物4种辅助手段的作用及其强化降解的效果。通过归纳总结,明确了污泥有机污染物降解的工艺组合及其过程优化的方向。     

磁性纳米粒子/污泥基复合材料吸附性能研究进展

随着城市污水处理厂数量和规模的不断发展,污泥的处理与资源化利用成为环保领域的热点问题。制备磁性纳米粒子/污泥基复合材料处理水环境中的污染物是污泥资源化研究的重要方向之一,可达到污泥资源化利用及环境修复的双重目的。综述了磁性纳米粒子/污泥基复合材料的制备方法、吸附实验研究方法、吸附影响因素及吸附机理,并对磁性纳米粒子/污泥基复合材料的发展前景及研究方向进行了展望。     

污泥厌氧发酵产酸机理及应用研究进展

为了实现污水中污泥减量化和资源化,对其进行厌氧消化是目前国际上应用最广泛的处理方法。酸化阶段的重要产物——挥发性脂肪酸（VFAs）不仅可以作为污水脱氮除磷的碳源,还是合成生物质塑料聚羟基脂肪酸酯（PHAs）的理想底物。简单介绍了污泥厌氧发酵产酸的代谢机理和微生物机理,对近年来污泥厌氧发酵产酸的研究成果进行了梳理,重点论述了底物种类、预处理技术、pH值、发酵温度等因素对污泥厌氧发酵产酸的影响及研究进展,总结并对比了不同底物类型、发酵温度、酸性和碱性条件下都可影响发酵产酸的产量及酸种类分布,而污泥预处理技术则倾向于提高酸的产量,对酸种类分布影响不大。介绍了污泥厌氧发酵产酸在合成PHAs、生物能源和污水的脱氮除磷等方面的应用情况。最后,针对污泥厌氧发酵产酸会因底物有机成分不同,导致酸化效率有所差异,同时控制底物种类、pH值和温度等因素不仅影响产酸量,还会影响产酸类型和产物种类。提出了今后的研究方向主要是深入分析不同底物的酸化效率差异原因、污泥定向发酵产酸,实现总VFAs中各种酸比例调控。     

利用水泥回转窑焚烧处理污泥过程中污泥挥发性有机物成分的分析研究

利用水泥回转窑焚烧处理污泥可以很好的解决污泥处理难的问题,但污泥在干化及焚烧过程中会产生大量的有机污染物(POPs),对环境均会带来较大的影响。本文采用气质联用仪(GC/MS)对不同温度下的造纸污泥、市政污泥加热驱赶出的各种有机物进行了对比分析,为造纸污泥和市政污泥后续热处理和资源化利用过程的控制提供参考依据。     

外源添加剂强化剩余污泥厌氧发酵产酸的影响研究

挥发性脂肪酸（VFA）是污水生物处理中反硝化脱氮和厌氧释磷过程必需的碳源,还能作为底物生产高附加值的产品,而利用剩余污泥进行厌氧发酵是产VFA的重要途径之一。为了提高污泥产酸效率,利用外源添加剂促进和强化污泥厌氧发酵产酸的研究逐渐引起重视。文章总结了抗生素、表面活性剂、植物化学物质和盐类四类外源添加剂对污泥厌氧发酵产酸过程的影响,分别从外源添加剂对污泥的增溶、水解、产酸和产甲烷四个过程进行了分析,同时阐述了外源添加剂在污泥中的降解、残留状况,最后提出对两种或两种以上的外源添加剂联用促进产酸和寻找能促进污泥产酸的共发酵基质也是今后的研究重点。     

挥发性脂肪酸和氨氮对污泥厌氧消化中病原指示微生物灭活的影响

通过外源添加不同浓度挥发性脂肪酸(VFA)和氨氮,模拟研究剩余污泥固态中温(35℃)厌氧消化条件下,VFA和氨氮浓度对病原指示微生物灭活效果的影响。试验结果表明:经过VFA组持续8 d和氨氮组持续28 d的厌氧消化后,消化液中的总大肠杆菌和粪大肠杆菌的杀灭率均达到99.9%以上;且初始VFA和氨氮浓度越高,消化系统中病原指示微生物的灭活效果越好。厌氧消化结束后,高浓度VFA组和氨氮组粪大肠杆菌均在检测限以下,表明剩余污泥固态厌氧消化中产生的高浓度VFA和氨氮能够提高剩余污泥消化残渣的生物安全性。     

污水处理厂剩余污泥的中温厌氧消化特性研究

对天津某污水处理厂的剩余污泥进行中温厌氧消化试验,研究了在不同HRT下的产气量、有机物去除率等指标,结果表明:剩余污泥经过中温消化,在HRT分别为30、20、10 d时,产气率分别为0.022、0.027、0.033 L/(g[VS].d);CODCr的去除率为18.8%～38.1%;由COD物料衡算得知,基质中40%的固态有机物被分解转化,COD甲烷转化率最高约为32.0%;对剩余污泥基质的元素组成进行分析,经计算推导出基质的模拟分子式为C9.87H16.72O33.81N。研究结果为污水处理厂剩余污泥厌氧消化工艺选择合适的工艺条件提供了理论参考。     

影响高含固厌氧消化性能的主要因素研究进展

高含固厌氧消化具有所需反应器体积小、能量需求低、沼渣产量少以及沼渣后续处理简便等优点, 是实现固体废弃物资源化的重要途径, 因此对高含固厌氧消化性能的认识非常重要。本文重点阐述了原料、接种、含固率、温度、碳氮比和颗粒粒径等影响高含固厌氧消化性能的主要因素及其研究进展, 指出这些因素通过改变启动性能、甲烷产量、挥发性固体(VS)降解率和系统稳定性等对高含固厌氧消化过程产生影响, 且每个因素对消化性能的影响都至关重要。此外还指出, 对污水厂剩余污泥的高含固厌氧消化将会成为我国颇具应用前景的处理技术, 并从各个影响因素出发对高含固厌氧消化技术的实施提供了运行参数和优化措施, 以期为高含固厌氧消化技术的进一步完善提供借鉴。     

污泥高温厌氧消化产甲烷及病原指示微生物灭活的研究

试验研究了剩余污泥在适宜碳氮质量比条件下,高温厌氧消化对产甲烷及病原指示微生物灭活的影响,分析比较了厌氧消化前、后污泥中病原指示微生物数量的变化。结果表明,高温厌氧消化能够有效地将污泥中的有机物分解,产生沼气,并且能够有效地杀灭上清液和污泥中的大肠杆菌、粪大肠杆菌和沙门氏菌。经过28d,55℃的高温厌氧消化后,消化液中总大肠杆菌下降约2.9个数量级、粪大肠杆菌下降约2.6个数量级,消化污泥中总大肠杆菌量下降3.4³.6个数量级、粪大肠杆菌量下降3.83.6个数量级、粪大肠杆菌量下降3.8⁴.3个数量级,而且在消化液和消化污泥中均未检测到沙门氏菌的存在。在适宜的碳氮质量比的条件下,高温厌氧消化能够有效地杀灭消化液和消化污泥中的病原指示微生物。     

改善污泥厌氧消化性能的预处理技术

厌氧消化是污泥稳定化处理的主要技术之一。通过采用一定的预处理技术，破坏细胞结构，释放有机质，促进污泥的水解速率，从而改善污泥厌氧消化性能。该文综述了几种国内外目前研究较为广泛的预处理技术，主要包括热预处理法、转动球磨法、高压喷射法、超声波预处理法、酸预处理法、碱预处理法和氧化法等技术，并分别探讨了各种技术的作用原理、特点、处理效果及应用前景。     

Thermal,chemical and thermo‐chemical pre‐treatment of waste activated sludge for anaerobic digestion

The influence of different pre‐treatments was studied in order to observe the effects of temperature, pH and treatment time on Waste Activated Sludge (WAS) solubilization, and anaerobic digestion of pre‐treated sludge. Results showed that thermo‐chemical pre‐treatments were the most efficient on Chemical Oxygen Demand (COD) solubilization, which could reach 83% at 170 °C with pH = 12. Yet, increase in COD solubilization in thermo‐chemical pre‐treatment was not linked to an increase in soluble Volatile Solids (VS) as optimal conditions were 170 °C, and 130 °C with pH = 10, for this criterion. So, temperature was found to be the most influential parameter on COD and VS solubilization. Biodegradability batch anaerobic tests confirmed results obtained on WAS solubilization, that is to say that 170 °C and 130 °C with pH = 10 were optimal conditions, with respectively 45% and 21% of anaerobic digestion enhancement. Thus these two conditions were chosen for sludge treatment before continuous anaerobic digestion. Results, after stabilization have shown a better efficiency of 170 °C compared with 130 °C with pH = 10 pre‐treatment, since after anaerobic digestion it led to 71% of COD degradation and 59% of Total Solids (TS) degradation, with an improvement of 54% in biogas production. The main differences between those two pre‐treatments could be due to the pre‐treatments themselves more than to an effect on anaerobic digestion, because the first one led to a partial loss of WAS COD (near 17% of initial COD) and the second one to an increase in TS due to addition of base. Copyright © 2004 Society of Chemical Industry     

纳米零价铁对厌氧消化影响的反应动力学模型

污泥厌氧消化是污水处理厂实现“碳中和”的关键环节。然而传统厌氧消化技术普遍存在水解不充分、产甲烷效率低的问题,在工程中表现为污泥的甲烷潜势（B₀）低、产甲烷速率（k）低等,从而使得获得的甲烷气通常不能达到量和质的要求。纳米级零价铁（NZVI）基于能够在厌氧条件下析氢（H₂）腐蚀为产甲烷菌提供电子供体及更有利的厌氧环境,而被认为在厌氧消化领域具有潜在的应用前景。就此,通过在厌氧消化体系中投加不同剂量的NZVI（0、100、300、600和1000 mg·L^-1）,以甲烷潜势（B₀）和产甲烷速率（k）为主要评价指标,并基于一级反应动力学模型探讨了NZVI对厌氧消化过程的主要作用机理。研究结果表明,NZVI能够强化厌氧消化过程产甲烷,主要作用机制在于促进微生物细胞破壁,从而提高污泥的水解酸化程度,得到更高的甲烷潜势（B₀）。     

我国剩余污泥厌氧转化的主要影响因素及影响机制研究进展

我国剩余污泥产量大,对其进行稳定化、无害化和资源化处理处置迫在眉睫,而厌氧消化技术能够在降低污泥对环境污染的同时回收能源,是目前国际上最受欢迎的污泥减量化和资源化处理技术。本文首先重点归纳了国内外污泥厌氧消化技术应用现状差异和国内外剩余污泥厌氧转化率差异,即我国剩余污泥厌氧转化率处于 20%～50%之间,明显低于发达国家的水平（50%～70%）,是我国剩余污泥厌氧消化推广应用程度低于发达国家水平的主要原因。其次从泥质差异的角度总结了导致我国剩余污泥厌氧转化率低于发达国家的主要差异性因素,即微细砂含量（50%～65%）高于发达国家（25%～30%）、金属离子如Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺和Mg²⁺等的含量高于发达国家、污泥泥龄（10～30d）显著长于发达国家（5～10d）。最后,归纳总结了微细砂、金属粒子和泥龄这三类典型差异性因素对剩余厌氧消化性能的影响机制。对我国剩余污泥厌氧转化的主要影响因素的系统性认识有助于从源头上明晰影响我国剩余污泥厌氧转化性能的重要因素,对影响机制的深入解析有助于提出有针对性的强化措施,从而为我国剩余污泥厌氧消化技术的广泛推广与应用提供有益的借鉴和启发。     

硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥研究进展

厌氧工艺是硫酸盐有机废水处理中最具竞争力的技术,厌氧颗粒污泥则是其核心,开展该类废水厌氧处理颗粒污泥特性的研究,对提高其厌氧处理效率具有重要意义。本文综述了硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥近年来的国内外研究进展,主要包括颗粒污泥的理化特性（形态及粒径、孔隙、通道及沉降速度、胞外沉积物等）及颗粒污泥的生物学特性（生物活性、微生物形态、组成及分布）,并分析了此方面研究工作存在的问题,认为硫酸盐有机废水厌氧处理颗粒污泥活性抑制机理的研究以及从本质上解除这种抑制措施的提出,将是今后需要重点关注的研究内容。