不同活化方式下PMS对污泥脱水性能的影响及机理分析

以单过硫酸盐(PMS)氧化处理城市污水厂剩余污泥,考察PMS投加量、活化温度、活化碱的种类、碱/PMS摩尔比以及热与碱联合活化下对污泥的含水率和SCOD的影响,并采用扫描电镜等对脱水性能进行表征。结果表明,热与碱联合活化PMS对污泥脱水效果大于单一活化方式下对污泥的脱水效果,达到最佳脱水效果时PMS和KOH的最佳投加量分别为0.6,0.3 mmol/g,温度为80℃。处理后,污泥絮体孔状结构丰富,相对分子量较大的污染物被分解,污泥结合水降低,自由水增加,更有利于后续干燥。     

Fe~0/H_2O_2类芬顿法提高污泥脱水性能及机理分析

以污泥比阻降低率和泥饼含水率为评价指标,采用Fe~0/H_2O_2类芬顿法提高污泥脱水性能,研究初始pH、Fe~0投加量、H_2O_2投加量对污泥脱水性能的影响,并探究其调理机理。结果表明,当初始pH为2. 5,Fe~0、H_2O_2投加量分别为750、20mg/g TS时,污泥比阻降低率为93. 7%,泥饼含水率为73%,零价铁回收率为98. 3%。Fe~0重复利用10次后,比阻降低率仍能保持在90%以上。类芬顿法能够有效降解污泥胞外聚合物,破坏其絮体结构,导致污泥粒径减小,并释放部分结合水,从而有效改善污泥脱水性能。     

基于Fenton高级氧化-骨架构建体的污泥深度脱水研究

以城市污水处理厂的浓缩池污泥作为研究对象,研究了基于Fenton高级氧化技术-骨架构建体组合对污泥脱水性能的影响。结果表明,Fenton高级氧化和骨架构建体组合能够显著改善污泥的脱水性能,当pH约为5,Fe~(2+)投加量为45 mg/g,H_2O_2投加量为315 mg/g,生石灰和粉煤灰投加量均为500 mg/g时,复合调理污泥的脱水性能最佳,脱水污泥含水率为51.52%。     

无机混凝剂与壳聚糖联合调理对污泥脱水的影响

研究了无机混凝剂(PAFC和PAC)与壳聚糖(CTS)联合调理对污泥脱水效果的影响。结果表明:联合调理污泥脱水效果明显优于单一混凝剂调理。当无机混凝剂PAFC和PAC投加量(以干污泥量计)分别为60 mg/g,CTS投加量(以干污泥量计)为3.0 mg/g时,PAFC+CTS、PAC+CTS调理污泥比阻比原泥分别降低了87.90%和84.93%,滤饼含水率降到76.3%和76.9%,污泥平均粒径从原来的8.70μm分别增大至59.07μm和54.69μm。相同投加量下,PAFC+CTS联合调理的污泥脱水效果优于PAC+CTS联合调理。     

电化学联合类芬顿试剂对剩余污泥的调理研究

以污泥离心脱水率、毛细吸水时间(CST)、COD的去除等为指标,研究了电化学联合类芬顿试剂对污泥的调理作用。讨论了H_2O_2浓度、Fe~(3+)浓度、电化学处理时间的影响。研究结果表明,类芬顿试剂中H_2O_2的投加量为80 mg/g,Fe~(3+)的投加量为10 mg/g,电化学处理120 min,此时污泥的毛细吸水时间为27.6 s,污泥COD降至3415.7 mg/L,污泥离心后含水率为69.1%。     

电渗透/Fe-过硫酸盐氧化协同强化污泥深度脱水

利用电渗透和高级氧化技术,采用自制实验装置对城市污水处理厂的脱水污泥进行了脱水研究,系统研究了过硫酸盐投加量、铁盐与过硫酸盐比例、电压梯度、脱水时间和污泥厚度对污泥脱水的影响。结果表明,电渗透-高级氧化复合技术可以改善污泥的脱水性能,在污泥样品为140 g、过硫酸盐投加量为100(mg·g DS)~(-1)、Fe~(2+)与过硫酸盐比例为1:1、机械压力为17.59 k Pa、控制初始电压为11 V·cm~(-1)时,污泥的含水率可以降低至60%以下,与单独使用电渗透技术相比,泥饼具有更好的均匀性,便于后续的运输和安置。     

EDTA络合Fe(Ⅲ)活化影响剩余污泥脱水性能研究

以EDTA为金属络合剂、Fe(Ⅲ)为活化剂,在传统过硫酸盐投加法的基础上强化污泥的脱水性能。结果表明,活化处理后,过二硫酸钾和过一硫酸钾体系中污泥毛细吸水时间分别降低至原污泥的52.7%和39.2%,滤液中蛋白质含量分别增加到原污泥的238%和193%,污泥胞外聚合物被氧化分解,有机物质含量降低使得污泥结构变得松散。Fe~(3+)处理后污泥CST下降为Fe~(2+)处理后污泥毛细吸水时间(CST)的90.1%,蛋白质含量增加了8.02%,多糖含量下降了35.2%,TN、TP、NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P含量分别增加约159%、82%、148%和208%。加药处理后的污泥结构被破坏,蛋白质被释放,污泥脱水性能得到显著提高,且过二硫酸钾处理效果优于过一硫酸钾。     

无机调理剂与表面活性剂联合调理对污泥脱水性能的影响

研究了CaO,PAFC联合表面活性剂预处理对污泥脱水性能的影响。以污泥滤饼含水率和比阻(SRF)作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥调理过程中胞外聚合物(EPS)含量、Zeta电位的变化来阐明污泥脱水性能的变化。实验结果表明,十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致上清液中EPS含量发生变化,有效降低了SRF和滤饼含水率,提高污泥脱水性能。CaO,PAFC和表面活性剂的联合调理污泥比单独使用表面活性剂的效果更好,CaO,PAFC的投加不仅改善污泥脱水性能,并有助于减少表面活性剂的用量。污泥上清液中EPS及其各组分含量与污泥滤饼含水率、SRF均有较高的相关性,对污泥的脱水性能有重要贡献。实验中确定的最佳污泥调理条件是CaO投加量为66.67 mg·(g DS)-1,PAFC投加量为33.33 mg·(g DS)-1和表面活性剂投加量为56.25 mg·(g DS)-1,污泥滤饼含水率和SRF分别降至69.41%和2.94×1012m·kg-1。     

无机调理剂与表面活性剂联合调理对污泥脱水性能的影响

研究了CaO、PAFC联合表面活性剂预处理对污泥脱水性能的影响。以污泥滤饼含水率和比阻(SRF)作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥调理过程中胞外聚合物(EPS)含量、Zeta电位的变化来阐明污泥脱水性能的变化。实验结果表明,十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致上清液中EPS含量发生变化,有效降低了SRF和滤饼含水率,提高污泥脱水性能。CaO、PAFC和表面活性剂的联合调理污泥比单独使用表面活性剂的效果更好,CaO、PAFC的投加不仅改善污泥脱水性能,并有助于减少表面活性剂的用量。污泥上清液中EPS及其各组分含量与污泥滤饼含水率、SRF均有较高的相关性,对污泥的脱水性能有重要贡献。实验中确定的最佳污泥调理条件是CaO投加量为66.67 mg·(g DS)?1、PAFC投加量为33.33 mg·(g DS)?1和表面活性剂投加量为56.25 mg·(g DS)?1,污泥滤饼含水率和SRF分别降至69.41%、0.294×1013 m·kg?1。     

过硫酸盐-骨架构建体对污泥脱水性能的影响

采用过硫酸盐和骨架构建体协同对市政污水厂的剩余污泥进行深度脱水,研究了过硫酸盐投加量、Fe~(2+)与过硫酸盐比例、骨架构建体投加量对污泥脱水性能的影响。在此基础上利用响应曲面法,以污泥含水率降低率为响应指标,对污泥脱水的参数进行了优化。结果表明,过硫酸盐和骨架构建体协同可以改善污泥的脱水性能,在活化过硫酸盐投加量为833.04 mg·g~(-1)DS,生石灰投加量为341.44 mg·g~(-1)DS,粉煤灰投加量为435.21 mg·g~(-1)DS时,污泥含水率可以降至60%以下。     

Fe~(3+)对好氧颗粒污泥形成的影响及硝化特性研究

在3只序批式间歇反应器(SBR)进水中分别添加质量浓度为1、10、0 mg/L的Fe~(3+),形成R1、R2和R3,研究Fe~(3+)对颗粒污泥形成的影响,并对其硝化动力学特性进行分析。结果表明,3个反应器皆能在较短时间内培养出好氧颗粒污泥,Fe~(3+)对污泥颗粒化进程无明显促进作用,但对污泥颗粒形貌影响较大;低含量Fe~(3+)(质量浓度1 mg/L)会显著提高好氧颗粒污泥的COD去除率与NH4+-N转化能力,Fe~(3+)可促进好氧颗粒污泥的硝化过程;采用Monod模型对硝化动力学过程进行拟合,最大比去除速率v_(m1)v_(m2)v_(m3),进一步表明低含量Fe~(3+)更易实现高效的硝化过程。高通量测序结果则证实Fe~(3+)的投加可提升好氧颗粒污泥的脱氮除碳性能。     

活化过一硫酸盐强化调理污泥脱水研究

为强化过硫酸盐氧化技术改善污泥调理的效果，提高污泥的脱水性能，采用Fe(Ⅱ)活化过一硫酸盐(PMS)对市政污泥进行调理。在单因素试验的基础上，利用Box-Behnken设计的响应曲面法，以毛细吸水时间(CST)降低率为响应值，对PMS搅拌转速、PMS搅拌时间、FeSO₄搅拌转速、FeSO₄搅拌时间4个影响因素进行优化，结果表明，在PMS搅拌转速为100r/min,PMS搅拌时间为19min,FeSO₄搅拌转速为230r/min,FeSO₄搅拌时间为60min的条件下，CST降低率可达到59.94%，表明过硫酸盐体系的搅拌优化对于污泥调理环节有着强化作用。     

pH对过硫酸氢钾复合盐强化剩余污泥产酸的影响

为提高污泥厌氧发酵的短链脂肪酸（SCFAs）产量，在温度(30±1)℃，过硫酸氢钾复合盐（PMS）投加量为0.08g/g TSS的条件下，通过对SCFAs浓度及有机质减少率的测定，研究不同初始pH（pH=9～12）对PMS强化剩余污泥厌氧发酵产酸过程的影响。结果表明：在初始pH 9～11时，SCFAs的浓度随初始pH增加均有所提高。初始pH 12时，SCFAs 浓度稍低于初始pH 11。有机质减少率按从大到小排列为PMS+pH 11>PMS+pH 12>PMS+pH 10>PMS+pH 9。在pH=11，PMS投加量为0.08g/g TSS的条件下，发酵5天时SCFAs产量达到最高（2225.02mg COD/L），约为空白、只投PMS和只调节pH 11的4.76倍、3.23倍和1.13倍，有机质的减少率为38.98%。三维荧光光谱分析表明PMS+pH 11能有效促进污泥中溶解性微生物和腐殖酸的溶出，提高酪氨酸的降解。机理研究表明PMS+pH11促进了溶解、水解和酸化过程，同时抑制产甲烷过程，有利于SCFAs的积累。     

优化超声波联合絮凝剂强化污泥脱水的研究

研究了超声波、絮凝剂、超声波联合絮凝剂强化污泥脱水的效果。结果表明,单独采用超声波处理时,双频超声波的污泥脱水效果优于单频超声波;单独絮凝剂处理时,硫酸铝的污泥脱水效果优于硫酸铁和聚丙烯酰胺。超声波联合絮凝剂处理时,投加硫酸铝和超声波处理同时进行的污泥脱水效果最佳,正交回归优化超声时间(X1)、絮凝剂投加量(X2)、超声功率(X3)三者之间的线性关系为Y=0.864+0.13X1+0.09X2+0.01X3+0.03X1X2。     

微波联合过氧化氢改善剩余污泥脱水性能研究

利用微波联合过氧化氢改善污泥脱水性能,研究了双氧水投加量、微波功率、微波时间和pH等因素对污泥脱水性能的影响,结果表明,碱性条件下污泥破壁程度较好,微波时间以及微波功率对于污泥破壁影响较大。结合能耗与破壁脱水性能,微波联合H2O2改善污泥脱水性能的优化条件为:pH=7、双氧水投加量0.15 m L/g、微波时间4min、微波功率595 W。此时,污泥中水的质量分数由98.00%降至64.43%,污泥粒度变大时含水率降低,因此污泥粒度可作为污泥脱水性能的主要响应指标。     

九种钠盐对污泥电渗透脱水的影响

对9种常见钠盐(NaCl、NaNO_3、Na_2CO_3、NaHCO_3、Na_2SO_4、Na_3PO_4、Na_2HPO_4、NaH_2PO_4、CH_3COONa)进行电渗透脱水实验研究,结果表明:机械压力为15 kPa,电压为16 V/cm,污泥厚度为0.5 cm,在使得污泥含水率降至60%的前提下,添加1 g/kg WS(湿污泥重量)的Na_2HPO_4所需的电渗透脱水时间和脱水能耗为最低。     

无机-有机复合絮凝剂用于快速湖泊清淤研究

针对湖泊清淤难题,釆用PAA联合氯化钙、碳酸钙净化湖泊水质和强化污泥脱水,从上清液和污泥两个角度分析有机絮凝剂和无机絮凝剂联用对改善湖泊环境质量,对污泥沉降速度、脱水速度和脱水程度的影响,确定最佳工艺条件为CaCl_2(1. 5 mL)-PAA(0. 7 mL)-CaCO_3(0. 15 g)。最佳工艺条件下的清淤效果为SV30值(15±1) mL,浊度(28±2) NTU,比阻(0. 45±0. 15)×10~8s~2/g,含水率(43. 5±2. 5)%。     

不同pH值下表面活性剂对污泥脱水性能影响的研究

通过测定比阻、滤饼含水率、污泥胞外聚合物(EPS)中蛋白质和多糖、污泥沉降体积和污泥毛细吸水时间(CST),研究不同pH值下表面活性剂对污泥脱水性能的影响,采用十二烷基硫酸钠(SDS)作为表面活性剂,在不同pH值下对污泥脱水性能进行了研究,考察了调理污泥的脱水速率、脱水程度、沉降性和滤失性4个方面。结果表明,在原污泥20 g、SDS投加量为污泥干重8%、浓硫酸调节溶液至pH 3的条件下,比阻0.44×10~9 m/kg、滤饼含水率65.10%、污泥胞外聚合物中含蛋白质526.2 mg/g和多糖87.7 mg/g、污泥沉降体积55.4 mL和污泥毛细吸水时间80 s,污泥脱水效果较好。     

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。     

过硫酸钾-PAM-硅藻土改善污泥的脱水性能研究

采用过硫酸钾-聚丙烯酰胺(PAM)-硅藻土联合调理污泥，研究联合调理对污泥脱水性能的影响。以污泥比阻(SRF)为脱水性能评价指标，通过响应曲面优化法(RSM)确定联合预调理时各药剂的最佳用量。结果表明，在单位质量的绝干污泥(DS)中，过硫酸钾用量为60.3 kg/t、PAM用量为4.2 kg/t、硅藻土用量为150.8 kg/t时，SRF最低可降至4.84×10¹² m/kg，污泥脱水性能明显改善。对其脱水机理进行分析，表明过硫酸钾能氧化破坏污泥的胞外聚合物(EPS)，改变污泥中有机物的种类和含量，PAM发挥吸附絮凝作用，硅藻土起到骨架作用，建立良好的脱水通道，三者共同作用下改善了污泥脱水性能。