酸碱与农业生物质骨料对污泥脱水效能的影响

为改善污泥脱水性能,在不同pH条件下考察3种农业生物质即小麦秸秆粉末(WSP)、玉米秸秆粉末(CSP)及稻壳粉末(RHP)对污泥脱水的影响.采用毛细吸吮时间(CST,tCS)及污泥比阻(SRF,FSR)等表征污泥脱水性能,用粒径和Zeta电位考察污泥性质的变化,通过离心液浊度,胞外聚合物质(EPS)含量、束缚水和泥饼结构来解释协同作用机制.实验结果显示,当pH控制在3时,污泥脱水效果最好,深度脱水后泥饼含水率下降到61. 5%;分别投加WSP、CSP及RHP时,污泥FSR分别下降到7. 32×10~8,7. 41×10~8及8. 29×10~8s2/g. pH小于2或pH从8升高到11时tCS和FSR都显著升高;在投加0. 75 g/g DS WSP、CSP及RHP后,也不能改善污泥脱水效果. pH低于2或者碱性条件使污泥释放更多有机物质和浊度,污泥脱水效果恶化严重.酸及生物质改善污泥脱水性能的机理为酸(pH=3)促进污泥分解EPS释放束缚水,而生物质作为骨料提供水分孔道.     

剩余污泥自絮凝特性及关键影响因素作用分析

为解决污泥减量化处理过程中药耗或能耗过高、污泥量增加等问题,提出利用污泥自身胞外聚合物(EPS)产生的自絮凝调理来促进其脱水性能,通过正交实验和单因素实验考察污泥质量浓度、搅拌强度和搅拌时间对污泥自絮凝特性的影响,分析污泥毛细吸水时间(tCST)、污泥容积指数(SVI)、污泥粒径和Zeta电位的变化规律.结果表明,自絮凝可增大污泥粒径,提高污泥疏水性,减少絮体表面Zeta电位的影响,从而改善污泥脱水性能和沉降性能.在最佳参数(污泥质量浓度18 g·L-1、搅拌强度200 r/min、搅拌时间3.5 min)条件下,自絮凝后污泥体积平均粒径增加11.4%,Zeta电位升高19.0%,tCST降低17.1%,SVI降低8.1%,效果显著.所考察的因素对自絮凝作用的影响程度依次为:污泥质量浓度搅拌时间搅拌强度.较高的污泥质量浓度、搅拌强度和搅拌时间均有利于提高自絮凝效果,而当污泥质量浓度、搅拌强度或搅拌时间大于最佳参数时,自絮凝效果则逐渐减弱.研究成果提供了利用污泥自身特性进行调理的新思路,可为优化污泥调理方式、降低调理药耗和减少污泥产量提供技术支持.     

炼油厂“三泥”脱水工艺优化研究

对西北某炼油厂废水处理系统的"三泥"样品,采用酸化氧化及调理的污泥脱水工艺进行优化研究,获得了良好的污泥脱水效果,为污泥减量化技术改造提供依据.结果表明,当反应pH=4、H2O2投加量为2.0g/L、m(H2O2)∶m(Fe2+)=4∶1、反应温度为35℃、反应时间为60min、CaO投加量为7.0g/L、离心转速为3 000r/min,离心时间5min时,得到的泥饼含水率为70%~73%、石油类含量2%;同时,测得调理后污泥比阻(SRF)在0.3×108 s2/g左右.在一定范围内,"三泥"离心上清液中的SS、COD、石油类含量,以及浊度等,随着H2O2投加量的增加而降低.     

过氧化钙预氧化对污泥脱水特性的影响

采用过氧化钙调理污泥,改变过氧化钙投加剂量、反应时间,考察污泥上清液COD、多糖及蛋白质和泥饼含水率,研究过氧化钙预氧化对污泥絮体结构以及脱水性能的影响.结果表明,随着反应时间和过氧化钙剂量的增加,处理后污泥上清液COD增加,多糖含量先增加后减少,蛋白质含量增加,泥饼含水率有明显降低.当过氧化钙的投加量为200mg/gTS时,泥饼的含水率最低为68.3%.当过氧化钙的投加量再增大时,污泥絮体分解越破碎,不利于污泥脱水.用等量过氧化氢调理污泥进行对比,发现过氧化钙可作为一种更稳定的过氧化氢源,对污泥脱水效果更好.     

粉煤灰和硅藻土对昆明污水厂污泥的脱水研究

通过污泥比阻的测定试验,研究了添加助凝剂粉煤灰、改性硅藻土后对昆明污水厂污泥的脱水性能影响.通过数据分析得出了粉煤灰和硅藻土的最佳颗粒粒径,研究了分别投加和按1∶1联合投加3种投加方案条件下对污泥的调理效果,投加粉煤灰的效果远远好于硅藻土和按1∶1比例的联合投加,其最佳颗粒粒径为53μm筛上,最佳投药量为22 g/100 mL,调理的污泥比阻值可下降99.3%,为0.39×1011m/kg.     

紫外光-Fenton法处理剩余污泥

利用紫外光(UV)-Fenton法氧化处理城市剩余污泥,并通过测量污泥破解率、上清液的SCOD、多聚糖、蛋白质以及总氮浓度表征污泥的破解情况,测量污泥过滤比阻(SRF)表征污泥脱水性能的变化。结果表明,pH为3、反应时间为2h,H2O2投加量为4g/L和Fe2+投加量为0.06g/L是紫外光-Fenton氧化处理供试污泥的适宜条件。在适宜处理条件下,污泥破解率为20.8%,污泥破解后,微生物细胞内有机物释放到溶液中,使污泥上清液中的SCOD由126mg/L增加到848mg/L,多聚糖质量浓度由33.4mg/L增加到119 mg/L,蛋白质量浓度由41.2 mg/L增加到82.6 mg/L。总氮含量增加了1.62倍。SRF由8.58×109 s2/g下降至3.99×109 s2/g。紫外光-Fenton反应在有效破解污泥的同时,提高了污泥的脱水性能,有利于污泥的减量化。     

聚丙烯酰胺在给水厂排泥水处理中的应用研究

研究了阴离子型聚丙烯酰胺(PAM)对给水厂排泥水沉降性能和浓缩污泥脱水性能的影响,探讨了污泥颗粒粒径的变化及其与污泥比阻的关系。结果表明,PAM投加率为0.32%时可明显改善排泥水的沉降性能,降低上清液浊度。对排泥水和底层污泥都进行调质时,PAM投加率为0.32%既能有效地降低污泥比阻又能减少PAM投加量。PAM调质可使污泥颗粒平均粒径变大,粒径分布也发生变化。污泥比阻与污泥平均颗粒粒径成反比关系。     

氧化—絮凝调理对剩余污泥脱水性能的影响

针对污水处理厂污泥脱水难度大、运行成本高等问题，深入研究NaClO投加量、污泥混合液pH值以及在NaClO最佳投加量和污泥混合液最佳pH值下耦合聚合硫酸铁（PFS）和三氯化铁（FeCl₃）对污泥脱水性能的影响，以期获得氧化—絮凝调理对活性污泥脱水性能的影响机制。结果表明，在NaClO投加量为40 mg/g DS（绝干污泥）和污泥混合液pH值为3时，PFS耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻（Specific Cake Resistance，SRF）分别降至85.86%和4.74×10¹¹ m/kg；FeCl₃耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻分别降至86.36%和3.93×10¹¹ m/kg。调理后的污泥絮体粒径D₅₀的大小关系为：NaClO+PFS>NaClO+FeCl₃>pH值>原泥>NaClO。显然，经过氧化—絮凝调理后的污泥絮体粒径明显增大，滤液中的有机质含量降低。氧化—絮凝调理可使活性污泥比阻显著降低，脱水性能显著改善。NaClO耦合PFS和NaClO耦合FeCl₃有望成为高效环保、价格低廉的新型污泥脱水调理剂。     

微波对污水污泥脱水特性及形态影响

研究了微波加热温度和温升速率对污泥脱水特性的影响,并对微波处理后污泥的CST、粘度、沉降比、含水率、上清液COD含量、Zeta电位、形态学特征进行了测试与分析。实验结果表明,温升速率为10℃/min,加热到70～80℃时中水站污泥脱水特性较好。随温度上升,污水处理厂污泥的SV、粘度、含水率相应降低,COD含量逐渐增加;对比直接从污泥图像与据污泥颗粒的粒径分布得到分形维数与粒径,发现在不同的加热条件下污泥形态有明显变化,加热到60～80℃时脱水特性较好,70℃时含水率最低为83.12%。     

悬浮填料延缓DMBR膜污染的研究

采用两组平行动态膜生物反应器(DMBR)处理模拟生活污水,对比研究投加悬浮填料对DMBR中污泥混合液特性、胞外聚合物(EPS)及膜污染的影响。投加和未投加悬浮填料的反应器分别记为反应器A、B。实验结果表明:运行期间,反应器A混合液中污泥浓度、Zeta电位降低与粘度增加程度、膜通量衰减及膜阻力增大速度均小于反应器B,且Zeta电位与蛋白质含量呈强负向相关、而粘度与多糖含量呈强正向相关。由反应器A、B膜基材的扫描电镜可直观地看出,未投加悬浮填料的膜表面沉积大量的污染物,致使膜孔堵塞;而投加悬浮填料的膜表面污染物较少,抗污染性能明显有所改善。在DMBR中投加悬浮填料有利于延缓膜污染。     

基于骨架构建体污泥脱水及其固化土工性能研究

以含水率为98．5％的污泥为研究对象,添加粉煤灰、生石灰等无机复合调理剂进行改性处理,研究其对泥饼固化体的比阻、含水率、最大干密度、渗透系数和无侧限抗压强度等性能的影响。结果表明,添加的粉煤灰和石灰起到骨架构建体作用,处理污泥的比阻从原污泥的109S2／g降至107s2／g,显著改善了污泥脱水性能。在不外掺水泥等其他固化剂的条件下,脱水后的泥饼固化体7d无侧限抗压强度大于100kPa,具有优良的固化土工性能。     

污泥脱水性能指标表征体系的构建

为了解决调理污泥在测定过程中过滤速度过快导致的测定误差增加的问题,研究了比阻测定过程中过滤体积、过滤阻力以及调理之后污泥高速搅拌预处理操作与否对比阻测定的影响。研究结果表明:在过滤体积为100 mL、过滤阻力为1层滤纸时,比阻数据可靠性更高,与毛细吸水时间(CST)、粒径和滤液过滤时间(TTF)的相关性更好;同时,未经搅拌的调理污泥脱水指标数据波动很大,变化趋势与污泥调理的实际规律不相吻合,而高速搅拌后的调理污泥脱水指标数据波动较小,说明调理之后污泥的搅拌预处理操作能够提高测定结果的可靠性和精确性,泥性测定更能反映实际规律。     

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2 h、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30 mg/L和10时,污泥比阻（SRF）由9.10×10¹³ m/kg降至1.96×10¹³ 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。     

城市污水处理厂污泥调质用絮凝剂的选择

经浓缩的城市污水处理厂剩余污泥,一般是通过投加絮凝剂调质后进行机械脱水处理。絮凝剂品种选择、投加量多少都直接影响污泥的脱水效果,絮凝剂的费用也是污泥处理运行费用的重要组成部分。结合镇江污水处理厂污泥的产生、浓缩处理、脱水形式过程的生产实践,针对污泥的调质用絮凝剂的种类、用量等着手,进行絮凝剂的分析选择。提出了絮凝剂的选择应该遵循的原则以及确定污泥处理中药剂费的简易方法,同时建议城市污水处理厂在运行中应根据季节的变化调整絮凝剂用量。     

电化学处理改善污泥脱水性能的参数优化

以毛细吸水时间(CST)及泥饼含固率(DS)作为污泥脱水性能指标,以石墨板为阴、阳电极板对污泥进行电化学处理。采用L9(34)正交试验法对电压、极板间距、处理时间、插入深度等4个因素进行优化研究。结果表明,4个因素对污泥脱水性能影响大小顺序为:电压>极板间距>处理时间>插入深度。最优条件为电压20 V,极板间距2 cm,处理时间20 min,插入深度6 cm,与原污泥相比,此时污泥CST下降19.6%,DS上升5.85%。     

不同活性污泥胞外聚合物提取方法优化

活性污泥胞外聚合物( extracellular polymeric substances, EPS)是污水生物处理过程中污泥结构、脱水性能、絮凝性能以及沉降性能的重要决定因素,而提取方法不同EPS的剥离程度存在很大的差别.因此EPS提取方法的建立至关重要.采用6种方法提取不同污泥EPS,分析了不同污泥每g干污泥中分层EPS的质量及组成,并考察了污泥粒径及脱水性能与污泥EPS的关系.结果表明：不同工艺不同污泥每g干污泥中EPS质量不同;甲醛+NaOH法提取EPS效率高且对细胞破坏程度小,试验中不同污泥EPS提取量为15.88~39.30 mg;每g干污泥中黏液层EPS质量越高,蛋白质与多糖质量浓度之比越大,污泥脱水性能越差;污泥EPS的提取效率与污泥粒径存在一定的相关性,污泥粒径越大,提取效率越高.     

过氧乙酸破解和化学重絮凝改善活性污泥过滤脱水性能

活性污泥中的胞外聚合物(EPS)高度亲水,破坏EPS结构是促使结合水释放的必要过程.为此,研究利用过氧乙酸(PAA)预氧化破解污泥和化学絮凝过程以同步实现污泥减量和脱水性改善,深入解析组合调理过程中污泥絮体形态特征及EPS分布和组成的变化特征.结果表明:PAA处理污泥对其过滤特性影响不大,但有效降低滤后泥饼的含水率;PAA能够有效破解污泥,破坏EPS中蛋白质类有机物,促使结合水释放;随着p H的降低,PAA对污泥脱水性的改善效果更佳,这主要是因为酸性环境有效提高了PAA对污泥EPS的氧化效率;高剂量PAA处理污泥后未见到有完整结构的絮体.投加聚合氯化铝(PAC)和氯化铁后,污泥絮体重新形成,同时污泥更容易过滤且脱水性随之提高.由于具有更强的吸附架桥能力,PAC在改善脱水性方面的效果优于氯化铁.