超声波-高锰酸钾耦合工艺对污泥破解效果的研究

采用超声波、超声波-高锰酸钾耦合工艺预处理剩余污泥。通过对比破解前后污泥上清液中混合液挥发性悬浮固体浓度/混合液悬浮固体浓度(MLVSS/MLSS)、污泥体积指数(SVI)、污泥破解率(DD)、溶解性蛋白质质量浓度、溶解性多糖质量浓度、含固率等变化,考察超声波、超声波-高锰酸钾(KMnO_4)耦合工艺对污泥破解以及污泥特性的影响。结果表明,超声波单独处理最佳处理条件为:声能密度为2. 0 k W/L、反应时间为20 min。此时,污泥的DD、蛋白质质量浓度、多糖质量浓度分别可达18. 41%、180. 21 mg/L、185. 88 mg/L,同时污泥破解后含固率可达6. 2%,污泥的离心脱水性能得到改善。KMnO_4-超声耦合工艺可进一步促进剩余污泥破解。破解效果影响因素的主次顺序为声能密度反应时间KMnO4投加量。因此,确定的最佳声能密度为2. 4 kW/L、最佳反应时间为25 min、最佳KMnO_4投加量为2 200 mg/L。此时污泥上清液中蛋白质、多糖的质量浓度分别可达295. 56、361. 27 mg/L;粒径和电镜结果与此匹配。     

活化剩余污泥对含铅废水的处理正交实验研究

利用城市污水剩余污泥,采用ZnCl2与H2SO4对其进行活化,制得活化污泥,通过正交试验,考察了初始溶度、投加量、吸附时间与吸附温度对活化污泥对含铅废水的吸附效能影响。结果表面,含铅废水的初始溶度对活化污泥吸附废水的影响最大,其次是活化污泥投加量的影响,温度和时间对吸附的影响不大。在50 mL的水样中,其最佳吸附条件是,初始溶度0.1 mol/L,投加量0.4 g,去除率为73.87%。     

响应面法优化微波热解剩余污泥产酸

目前微波预处理污泥主要局限在污泥水解率及其对厌氧消化的影响, 常用溶解性COD来进行表征预处理效果, 在污泥产酸方向少有报道。为了确定微波热解剩余污泥产酸的最佳工艺条件, 通过单因素实验选取实验因素与水平, 根据中心组合设计原理, 在单因素试验的基础上采用四因素三水平的响应面分析法, 考察了微波加热温度、微波加热时间、过氧化氢投加量和乙酸投加量对污泥产酸的影响。微波热解剩余污泥产酸的最佳工艺条件为:加热温度180℃, 加热时间21min, 过氧化氢投加量0.18g/(gSS), 乙酸投加量49mg/(gSS), 最大预测乙酸增量值581mg/L, 试验值与预测值之间的相对偏差在0.033～0.074之间。研究结果表明:本工艺可有效提高污泥有机酸产率, 试验值与预测值吻合较好, 可为污泥原位碳源开发提供理论和实际指导。     

超声联合生物酶强化剩余污泥厌氧产酸性能研究

采用超声和生物酶联用技术处理剩余污泥以促进污泥厌氧发酵产酸，实现污泥资源化。首先，以天津市某污水处理厂二沉池剩余污泥为处理对象，采用单因素实验考察了超声预处理过程中处理时间、超声频率、超声振幅对剩余污泥溶出SCOD的影响，结果表明，超声预处理剩余污泥的最佳处理条件为处理时间5 min、超声频率20 kHz、振幅80%，此条件下，污泥溶出SCOD为407.5 mg/L。之后向经超声处理后的剩余污泥中分别投加污泥质量5%的α-淀粉酶、纤维素酶、溶菌酶和复合酶进行厌氧发酵，以探究生物酶对剩余污泥厌氧消化的影响，结果表明，在温度35℃下，复合酶对于污泥厌氧发酵产酸效果最好，污泥溶出SCOD在第2天增加2 384.9mg/L，在第4天产酸量达到最大值1 465.8 mg/L，其中乙酸量为1 058.6 mg/L，丙酸量为136.0 mg/L。溶菌酶效果优于其他单酶，SCOD第2天增幅达1 840 mg/L，在第4天产酸量达1 240.4 mg/L，其中乙酸量为406.4 mg/L，丙酸量为524.3 mg/L。     

高铁酸盐氧化破解污泥的影响因素研究

采用高铁酸盐溶液氧化破解污泥,研究了高铁酸盐投加量、氧化时间、p H、初始污泥浓度对污泥破解效果的影响。结果表明,高铁酸盐溶液对污泥破解效果较好,当Fe(Ⅵ)投加量为1.0 mg/g SS时,比污泥SCOD释放量达到1.14 g SCOD/g MLVSS;碱性条件(p H为8~12)与高初始污泥浓度均有利于污泥的破解,但当污泥质量浓度大于最佳值6 192 mg/L时,污泥溶胞比达到最大,为39.7%,比污泥SCOD释放量降低;高铁酸盐溶液破解污泥的最佳反应时间为45 min。     

超声波预处理城市剩余污泥脱水性能研究进展

城市剩余污泥脱水是处理污泥的重要步骤之一。以超声波频率、声能密度、超声时间、pH值等影响因素为考察对象,通过选取的表征污泥脱水性能的参数,分析了超声波处理对城市剩余污泥脱水性能的影响,介绍了超声波与其他方法耦合改善污泥脱水性能的研究现状,着重研究了超声波处理污泥脱水性能的机理,并对今后超声波处理污泥脱水性能的研究进行了展望。     

低声能密度下的超声碱解剩余污泥工艺技术

课题组前期研究表明,超声波、碱分别在污泥预处理效果方面具有一定的促进作用。同时,目前超声波预处理污泥在0.5～3 W/mL研究相对较多,0.5 W/mL以下的低声能密度以及3 W/mL以上的高声能密度下的研究还较少。在此基础上,该研究以0.19 W/mL与0.5 W/mL这两种较低的超声波声能密度环境下,使用NaOH与Ca(OH)_2这两种的碱分别联合处理污泥,试验结果展现了各自相应的特征。结果表明:NaOH和Ca(OH)_2分别联合超声波预处理污泥,在声能密度值为0.19 W/mL时,前者SCOD最大增加量为4 871 mg/L,后者SCOD最大增加量则是3 018 mg/L;提升声能密度值为0.5 W/mL后,两者SCOD最大增加量分别升至4 972、4 568 mg/L。该试验结果可得,对于Ca(OH)_2而言,更低的声能密度0.19 W/mL下,预处理破解过程起到主导作用的是Ca~(2+)的絮凝搭桥作用,因而致使污泥测得的SCOD增加量相对较小;适当地加大声能密度值,Ca~(2+)架桥作用并未过多的影响共同作用效果。从试验效果提升的幅度以及原料成本角度看,Ca(OH)_2具有一定的替代NaOH用于预处理污泥的潜力。     

超声波协同改性煤气化灰渣调理污泥脱水性能研究

以污泥比阻(SRF)和毛细吸水时间(CST)作为污泥脱水性能指标,探讨超声波与改性煤气化灰渣协同作用对污泥脱水性能影响。结果表明,单独超声波调理污泥,超声波功率60 W,超声波作用时间20 s为最佳调理参数;单独改性煤气化灰渣调理污泥,最佳投加量为20%;采用超声波协同改性煤气化灰渣调理污泥的最优参数为:超声波功率60 W,作用时间30 s,改性煤气化灰渣投加量30%。     

剩余污泥高速转盘破解及破解液厌氧消化特性

采用自主开发并设计制造的高速转盘剩余污泥破解装置进行剩余污泥破解实验,考察不同的运转条件对污泥粒径、破解率的影响,并对破解污泥的厌氧消化特性进行实验研究。实验发现:转盘在高混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度(高黏度)的剩余污泥中高速旋转所产生的流体剪切力是导致污泥破解的主要因素,破解污泥的中值粒径可达15μm以下、破解率在50%以上。高速转盘破解污泥的厌氧消化性能明显提高:在污泥停留时间为10 d的厌氧消化实验中,破解污泥CH4产生量与混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)去除率与未破解污泥的相比分别提高了近20%和12.1%;在不同投配比条件下(3.33%,5%,10%,20%)的半连续式厌氧消化实验中,各个投配比条件下破解污泥的CH4产量均明显提高,若注重污泥的资源化利用考虑,最佳投配比应介于5%—10%。     

超声波协同改性煤气化灰渣调理污泥脱水性能研究

以污泥比阻(SRF)和毛细吸水时间(CST)作为污泥脱水性能指标,探讨超声波与改性煤气化灰渣协同作用对污泥脱水性能影响。结果表明,单独超声波调理污泥,超声波功率60 W,超声波作用时间20 s为最佳调理参数;单独改性煤气化灰渣调理污泥,最佳投加量为20%;采用超声波协同改性煤气化灰渣调理污泥的最优参数为:超声波功率60 W,作用时间30 s,改性煤气化灰渣投加量30%。     

Fe2＋/S2 O2-8体系对污泥的破解性能的研究

以城市污水处理厂的储泥池高浓度的污泥作为研究对象,用Fe2＋活化过硫酸钠（ PDS）产生具有强氧化性的硫酸根自由基对污泥进行氧化破解。分别探讨同反应时间、初始pH、 C（ Fe2＋）/C（ S2 O2-8）、 PDS投加量以及不同的反应温度对污泥破解能力的影响。结果表明：当C（PDS）=15 mmol/L、 C（Fe2＋）/C（S2O2-8）=0.3、 T=35℃、 pH=3的较优条件下反应8 h,污泥比阻（SRF）从1.65e＋11降到4.6e＋10,溶解性COD（SCOD）从85 mg/L升高到550 mg/L。随着pH的增加,提高C（Fe2＋）/C（S2O2-8）度均使污泥破解效果逐渐减弱,而升高温度有利于污泥破解。     

Ultrasonic pre‐treatment of biological sludge: consequences for disintegration,anaerobic biodegradability,and filterability

BACKGROUND: Disintegration was developed as a pretreatment process for sludge to accelerate the digestion processes. Ultrasonic treatment may be a good alternative for sludge disintegration. In this study, different specific energy inputs ranged between 0 and 15 880 kJ kg^?1 and very low ultrasonic densities ranged between 0.04 and 0.1 W mL^?1 were applied to biological sludge for disintegration purposes. The potential for improving anaerobic digestion through ultrasonic pre‐treatment and the effect of ultrasonic pre‐treatment on the filterability characteristics of sludge were also investigated. RESULTS: 9690 kJ kg^?1 TS of supplied energy and very low power density of 0.09 Wm L^?1 are efficient for floc disintegration. For 9690 kJ kg^?1 TS, 44% higher methane production was achieved than with raw sludge as a result of biochemical methane potential assay. The supernatant characteristics of the sludge were also affected by the ultrasonic pre‐treatment. For 9690 kJ kg^?1 TS, the soluble chemical oxygen demand (SCOD), dissolved organic carbon (DOC), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) in the sludge supernatant increased by 340%, 860%, 716%, and 207.5%, respectively. CONCLUSION: Ultrasonic pre‐treatment is an effective method for biological sludge disintegration even at very low ultrasonic density levels. It leads to increased anaerobic biodegradability but deteriorates the filterability characteristics of biological sludge. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

超声波破解污泥对厌氧水解过程中有机物水解的影响

为了研究超声波预处理对污泥厌氧水解过程的作用,利用声能密度为0.96 kW/L的超声波对污泥进行破解,考察厌氧水解过程中蛋白质及多糖的浓度的变化。结果表明,随着超声波破解时间的延长,污泥中的溶解性蛋白质和多糖浓度总体呈现上升趋势;污泥经0.96 kW/L的超声波破解15 min后进行厌氧水解,溶解性蛋白质及多糖的质量浓度分别是未破解污泥的42.4倍及15.6倍,其水解饱和常数分别为834.28和151.40,同时,蛋白酶及α-葡萄糖苷酶活力是未破解污泥的2.04倍及1.68倍,说明超声波预处理对污泥厌氧水解有很好的促进作用。     

超声功率对超声破解污泥的影响

超声破解是促进污泥厌氧消化的一项新技术，超声功率直接影响污泥破解的效率和能耗。本文通过探头式和槽式超声波反应器不同功率组合成单功率模式、双功率模式和三功率模式破解污泥的试验，得出低功率长时间利于污泥超声破解，但速率较低，低功率组合可提高破解速率。综合分析比较，得出三功率模式中，低功率组合更利于污泥超声破解。     

混凝沉淀-Fenton氧化法在垃圾渗滤液生化处理出水中的研究

采用混凝沉淀-Fenton氧化处理垃圾渗滤液生化处理出水,通过单因素试验研究了混凝沉淀和Fenton氧化中各因素对去除CODCr的影响,试验结果表明,最佳混凝试验工艺条件为:复合混凝剂比例n(无机组分)∶n(有机组分)为4.0∶1、p H值为8.5、混凝剂投加量0.6 g/L,CODCr的去除率可达到88.6%。Fenton氧化阶段,当体系p H值为4.0、H2O2投加量为16 mg/L、Fe SO4·7H2O投加量为6 g/L、反应时间为110 min时,CODCr去除率高达95.9%。     

Key factors governing alkaline pretreatment of waste activated sludge

Alkaline pretreatment is an effective technology to disintegrate sewage sludge, where alkali dosage and sludge concentration are two important factors. pH value or alkali concentration is usually adjusted in order to deter-mine a proper dosage of alkali. Our work has found that this is not a good strategy. A new parameter, the ratio of alkali to sludge (Ra/s), is more sensitive in controlling the alkali dosage. The sludge concentration Cs and reten-tion time t are two other important factors to consider. The validity of these arguments is confirmed with model-ing and experiments. The individual effect of Ra/s, Cs and t was studied separately. Then the combined effect of these three factors was evaluated. The sludge disintegration degree of 44.7%was achieved with the optimized factors. Furthermore, an alkaline-microwave combined pretreatment process was carried out under these optimized conditions. A high disintegration degree of 62.3%was achieved while the energy consumption of microwave was much lower than previously reported.     

超声波破解剩余污泥的试验研究

利用超声波对剩余污泥进行破解,采用正交试验方法,选择超声时间、超声频率、超声功率和超声脉冲比作为试验因素,考察各因素对污泥破解效果的影响。选择破解后污泥上清液中溶解性化学需氧量(SCOD)、总磷(TP)、氨氮、硝氮、蛋白质、核酸和肽聚糖的质量浓度作为评价指标,分别采用综合平衡法和综合评分法进行分析,结果表明:超声波破解污泥的最佳参数组合为超声时间10 min,超声频率20 kHz,超声功率600 W,超声脉冲比2∶1;所考察的4个因素对污泥破解效果的影响顺序为超声时间>超声脉冲比>超声频率>超声功率;超声时间对肽聚糖质量浓度的影响非常显著,超声频率对肽聚糖质量浓度的影响显著,超声脉冲比对肽聚糖和总磷质量浓度影响显著。     

Fenton试剂对剩余污泥脱水性能的改善

研究了利用Fenton试剂调理城市污水处理厂剩余污泥,通过测定污泥毛细吸水时间(CST)、污泥比阻(SRF)和泥饼含水率来表征污泥脱水性能的变化,分别考察了污泥初始pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+、反应温度和反应时间对污泥调理效果的影响。综合考虑,确定Fenton调理污泥的最佳条件为:pH=3、抽滤脱水和离心脱水H2O2最佳投加量分别为3 g/L和9 g/L、H2O2/Fe2(+质量比)最佳范围为8～12、反应温度50℃、反应时间60 min。对污泥离心上清液中胞外聚合物(EPS)含量的研究表明,Fenton调理后污泥上清液中蛋白质和多糖含量有大幅升高,说明Fenton试剂能有效氧化破解EPS,从而提高污泥的絮凝性,改善污泥的脱水性能。Fenton氧化后污泥颗粒粒径变小,比表面积增大。