超声对净水污泥破解效果及其回流对沉后水质影响

采用探头式超声波发生器处理某净水厂沉淀污泥,研究不同声能密度及超声时间作用下污泥的SCOD、蛋白质、多糖含量和污泥粒径的变化。结果表明,经超声处理后,污泥平均粒径明显降低,污泥的絮体结构遭到破坏;上清液中的溶出物(SCOD、蛋白质和多糖)含量随超声声能密度或作用时间的增加而增大。作用时间为10 min、声能密度为3 W/m L的超声处理对净水污泥的破解效果较理想。与无污泥回流工艺相比,回流2%~8%的超声污泥能够显著提高有机物去除率,对UV254和DOC的最高去除率分别可提高11%和17%。     

超声预处理污泥发酵液作为反硝化聚磷补充碳源研究

剩余污泥含有丰富的有机物和氮、磷等营养物质,对其进行超声预处理及水解酸化可回收溶解性的有机物及水解产物作为生物脱氮除磷工艺的补充碳源。以增加水解酸化后污泥上清液中的挥发性脂肪酸(VFA)为目的,研究了超声声能密度及超声时间对污泥水解酸化释放SCOD和VFA的影响以及污泥水解酸化产物作为反硝化聚磷工艺补充碳源的可行性。结果表明,超声预处理可以有效促进污泥的水解酸化,在一定的范围内增加超声时间和声能密度可以提高水解酸化过程中产生的SCOD和VFA浓度;有利于水解产酸的超声预处理条件是声能密度为1. 5 W/mL、超声时间为10 min。在实际污水中投加污泥发酵液作为补充碳源可以提高反硝化聚磷系统对PO_4~(3-)-P的去除率,且发酵液/实际污水体积比为1/35时去除率最高;长期以污泥发酵液作为补充碳源,随着运行时间的增加,系统对PO_4~(3-)-P的去除率不断提高,运行20 d以后去除率达到了100%。     

剩余污泥的超声处理及资源化利用研究

研究了超声作用对西安市第三污水处理厂剩余污泥的影响。在20 kHz的超声频率下,测试了声能密度和超声作用时间对剩余污泥破解的影响,以获得最佳的超声破解条件。在此基础上对污泥进行超声处理,并将超声处理后的污泥进一步厌氧水解,考察将水解产物用作反硝化碳源的可行性。结果表明,最佳超声处理条件是:作用时间为10 m in,声能密度为1.2 W/mL。在此条件下超声预处理剩余污泥后厌氧水解48 h,MLVSS的减量率为控制样的2倍,SCOD浓度为控制样的1.96倍,总挥发性有机酸浓度为控制样的1.69倍。当将水解产物用作有机碳源时,其反硝化速率为14.7 mgNO3--N/(gVSS.h),是乙酸钠的87.5%,为实际市政污水的2.3倍。因此,剩余污泥经超声预处理并水解后用作反硝化碳源,这种资源化途径是可行的。     

超声处理膨胀污泥的试验研究

采用20 kHz的超声频率,在4个不同的声能密度(1.28、2.56、3.85、5.13 W/mL)、5个不同的超声处理时间(30、60、90、120、150 s)下处理膨胀污泥.结果表明,在4个不同的声能密度下超声处理30 s均使污泥的SVI30值增大,即短时间的超声作用非但不能改善污泥的沉降性能,反而会降低污泥的沉降性能;当超声处理时间延长至120 s、声能密度为5.13 W/mL时,污泥的SVI30值降幅最大,达26%;在不同的声能密度下,随处理时间的延长,超声对污泥硝化活性的影响逐渐由促进变为抑制,声能密度为3.85 W/mL、超声处理时间为60 s时的污泥硝化活性最佳(较原污泥提高了约36%).由此可知,提高膨胀污泥的硝化活性与改善其沉降性能的超声作用条件并不一致,需在以后的研究中进一步协调.     

超声/厌氧消化处理剩余污泥参数优化及机理研究

针对污水厂剩余污泥量大和低C/N污水脱氮碳源不足问题,将剩余污泥破壁作为碳源回用,具有较强的可行性和现实意义。为此,研究了超声联合厌氧消化工艺破解剩余污泥的适宜运行参数和溶出物质的效果,并探究了污泥破解机理。通过对SCOD、蛋白质、多糖、VFAs的浓度变化趋势进行分析,确定了超声联合厌氧消化工艺的最佳组合参数：声能密度为1.5 W/mL,处理时间为30 min,厌氧消化处理时间为7 d。对剩余污泥进行超声预处理发现,随着声能密度的增强,污泥液相中各物质浓度增大,但30 min以后各物质浓度的增长趋势逐渐变缓。厌氧消化能够帮助污泥溶胞,并且可以提升VFAs浓度。通过污泥粒径的变化可知,超声可以破坏污泥的絮体结构,进而加快水解过程,缩短厌氧消化时间。     

超声处理对系统剩余污泥减量效果的研究

在运行稳定的连续流活性污泥系统中采用超声处理剩余污泥并将其返回系统,考察声能密度、超声作用时间和超声污泥回流比对系统剩余污泥减量效果的影响.结果表明,当超声污泥回流比为1∶24、声能密度为0.4 W/mL、超声时间为5 min时,系统污泥日平均产量为13.6 mg/(L·d),减量效果达到95.81%,此时出水COD为73 mg/L、NH4+-N为7.99 mg/L、TN为18.67mg/L,达到<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB 18918-2002)的二级排放标准.此外,系统中污泥的沉降性能及其有机质含量并没有受到显著影响.     

超声破解促进污泥两相厌氧消化性能研究

以频率为40kHz,声能密度为0．1、0．3和0．6W／mL的超声波对城市污水处理厂的剩余污泥进行超声破解,研究破解效应对污泥两相厌氧消化工艺去除有机物的效果、生物气产量和产气率的影响。结果表明,超声破解能显著提高污泥的溶解性COD（SCOD）浓度、对有机物的去除率、生物气产量和产气率,缩短两相厌氧消化工艺的污泥停留时间。污泥在声能密度为0．6w／mL的条件下破解60min后,SCOD从440mg／L提高到8844mg／L,COD的溶出率达到32．0％。对原污泥和经超声波破解60min的污泥进行两相厌氧消化试验,结果显示：经超声波破解后,对COD和总挥发性固体（VS）的去除率较原污泥分别提高了一半左右,产气量和产气率分别增长了125．3％和72．5％。     

超声破解污泥对硝酸盐还原酶活力的影响

硝酸盐还原酶是生物脱氮过程中最为重要的一种酶,而超声波预处理活性污泥可改变酶促反应速率。采用超声破解污泥,研究了探头式超声反应器在控温与未控温条件下硝酸盐还原酶活力的变化。研究发现,未控温条件下,采用低声能密度(0.48 k W/L)破解污泥,硝酸盐还原酶活力随破解时间的延长而上升,此时絮体尺寸减小为其主要作用;在0.96和1.44 k W/L声能密度下破解污泥,随超声破解时间的延长,硝酸盐还原酶活力先上升后下降,此时絮体尺寸减小、温度上升与细胞膜破裂作用同时存在;在高声能密度条件下破解污泥,由于温度上升过大会使硝酸盐还原酶彻底失活,温度成为影响硝酸盐还原酶活力的关键因素。另外,采用槽式超声反应器考察了超声频率对硝酸盐还原酶活力的影响。研究发现,在相同比能下,硝酸盐还原酶活力受频率的影响较大,超声频率为20 k Hz有利于增加硝酸盐还原酶活力。     

超声强化污泥释磷及MAP法磷回收优化研究

为提高剩余污泥的磷释放与回收效果,采用超声强化EDTA-厌氧处理后的剩余污泥释磷,并以鸟粪石(MAP)结晶法回收上清液中的磷,探究超声对磷释放的影响,同时确定了最佳超声工作参数,采用响应曲面法构建MAP法磷回收的二次多项式模型并验证了模型的适用性。结果表明,超声可以强化污泥中磷的释放,最佳超声工作参数如下:声能密度为1.0 W/m L、超声时间为40 min,在最佳工作参数下可向液相释放60%的TP,TP、PO34--P浓度分别达到未超声处理的1.6倍和1.4倍;经超声后污泥上清液中TP增加量与MLSS、MLVSS减少量呈正相关关系,每溶解1 mg的MLSS向上清液中释放0.010 1 mg的TP;磷回收的最优工艺条件:nMg/nP=2、pH值=9、搅拌时间为21 min,此时磷回收率为89.29%,回收的晶体产物主要成分是磷酸铵镁,其纯度为77.56%,且相比未超声,该条件下的回收量提高了30%。     

低强度超声辐照对厌氧污泥性能的影响

为进一步揭示超声强化厌氧微生物活性的作用机制,在超声频率为20 k Hz、声能密度为0.1 W/m L、辐照时间为10 min的条件下进行污泥辐照试验。采用超声与对照污泥沉降试验、超声过程测定污泥表面Zeta电位、激光粒度仪测定超声辐照前后的污泥粒径以及扫描电镜观察超声前后污泥絮体结构变化,探讨超声辐照对污泥相关性能的影响。结果表明,厌氧污泥经过超声作用后表面性质发生了较大的变化,低强度超声辐照导致絮体分散,增大了固液接触面积,起到了强化传质和提高污水生物处理效率的作用。