Characteristics of coal sludge slurry prepared by a wet-grinding process

Coal sludge slurry(CSS) is an alternative fuel and a potential competitive method for sludge reduction.Based on the researches of coal water slurry, we studied CSSs by using a wet-grinding process with different types of regional municipal sludge(sludge) in an orthogonal experiment. The sludge type,sludge mixing proportion, dosage of dispersant, and grinding time were tested in this study. The results show that water content and its occurrence characteristics in the sludge have primary hindering influences on slurry ability. The range of fixed-viscosity concentrations with raw wet sludge is from 50.78%to 44.40%(by weight), while the range is from 53.35% to 51.51%(by weight) with dry sludge. All of the CSSs exhibit shear-thinning behaviors with different variation trends, especially the CSSs with more than 15%(by weight) raw wet sludge in it. Adding the same proportion of raw wet sludge increases the thixotropic properties of CSSs and the highest area of thixotropy loop is 3065 Pa/s, while the highest value of dry sludge is 1798 Pa/s. Hydrophilic group plays an important role in adsorbing water and building three-dimension networks with other particles, which is the main reason for CSS properties.Therefore, the mechanism can be used to find the way for making high quality CSS.     

摇蚊幼虫对活性污泥沉降性能的影响及机理

为了利用摇蚊幼虫改善活性污泥的沉降性能,以摇蚊幼虫为研究对象,考查其对污泥沉降性能改善作用的影响因素并探究改善机理.结果表明:投加摇蚊幼虫可以在短时间内明显改善污泥的沉降性能.在投加幼虫密度为每克干污泥中含0.2~1.2 g湿质量摇蚊幼虫时,污泥沉降性能改善效果随虫密度增加而增加.在相同虫密度(每克干污泥中含1.0 g湿质量摇蚊幼虫)的情况下,摇蚊幼虫对污泥质量浓度为5 g/L的活性污泥改善效果最佳.而摇蚊幼虫对污泥沉降性的改善作用与投加摇蚊幼虫后活性污泥2种主要胞外聚合物(蛋白质、多糖)含量以及蛋白质与多糖比值的降低有关.另外,长期试验证实,向污水处理反应器中连续回流摇蚊幼虫培养装置上清液可以使污泥容积指数由120 mL/g降至60 mg/L.     

微波热解污泥影响因素及固体残留物成分分析

为探究不同热解条件下污泥微波热解的特性,考察了微波功率、污泥含水率以及吸波物质添加量对污泥热解过程及固体残留物的影响,利用响应曲面法优化了污泥微波热解的条件并分析了污泥热解固体残留物的成分.结果表明:当微波功率为1 880 W、污泥含水率为79.7%、吸波物质添加量为0.48 g时,响应曲面法预测最高污泥热解效率为77.4%,实际测得污泥的热解效率为77.5%.污泥热解固体残留物中灰分和固定碳比例较大,主要无机成分为Si O2、Al2O3、Fe2O3、Ca O等氧化物,适宜进一步材料化利用.     

污泥燃烧特性及动力学分析

利用热重分析方法对污水污泥、罐底油泥的燃烧进行了试验研究。结果表明:污泥的主要失重阶段为挥发分的析出燃烧阶段,升温速率的提高使得污泥燃烧由于热滞后现象向高温区域偏移,燃烧特性指数呈升高趋势。随升温速率的增加,污泥的着火温度呈升高趋势。采用C-R方法求解动力学参数,确定燃烧机理。结果表明:污水污泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为二维扩散,罐底油泥低温段的燃烧机理为随机成核和随后生长,高温段的燃烧机理为三维扩散。     

腐殖活性污泥生化特征及处理效能

为探讨腐殖活性污泥的生物化学特征及其作用机理,对腐殖生物填料进行扫描电镜和能谱(SEM-EDAX)测定,表明填料中主要组成元素为C、O、Si,同时含有少量Al、S、Fe. 腐殖活性污泥与普通活性污泥中若干特征菌群的对比分析表明,腐殖活性污泥中的一般细菌总量、硝酸菌、亚硝酸菌、脱氮菌及放线菌含量明显高于普通活性污泥;腐殖活性污泥中有机质的质量分数比普通活性污泥低,但腐殖酸及富里酸和胡敏酸质量分数明显高于普通活性污泥;腐殖活性污泥法运行的SBR反应器对CODCr、TP和TN的去除效果优于普通SBR反应器,分别高出4％、14％和10％．     

城市污泥混合青霉素菌渣堆肥实验

为分析抗生素残留对菌渣堆肥过程的影响,以青霉素菌渣、市政脱水污泥和木屑为原料,研究好氧堆肥过程温度、碳素、氮素等理化参数的变化及青霉素的降解情况. 首先通过0.4 m³的大堆体研究菌渣好氧堆肥的可行性,然后通过5个6 L的小堆体详细研究菌渣污泥混合堆肥过程. 结果表明：菌渣污泥混合堆肥升温效果优于对照的单纯污泥. 堆肥菌渣质量分数与堆肥物料总有机碳（TOC）质量分数成正比,堆体的TOC质量分数随堆肥时间不断下降且趋于稳定,菌渣残留的青霉素未影响堆肥过程TOC的变化趋势. 投加菌渣增加了堆体的水溶性有机碳（WSOC）质量分数,生物可利用碳源的增加促进了堆肥过程微生物的转化作用,有助于堆肥过程温度的升高. 添加菌渣有助于减少堆肥原料中的氮素损失,且在第5天已检测不到菌渣中的抗生素残留. 可以通过混合堆肥实现菌渣的资源化利用及药物残留的分解.     

低温SBR系统活性污泥硝化效能的pH调控

为进一步提高低温(15 ℃)SBR系统的硝化效能,通过间歇培养实验探讨pH对系统活性污泥硝化效能的调控与影响．结果表明,将初始pH控制为8.0～9.0,低温SBR系统的活性污泥(以MLSS计)具有最佳的氨氮氧化能力,在NO₂--N积累阶段对NH₄+-N的比去除速率可达25.49 g·kg-1·d-1,NO₂--N的比生成速率达22 g·kg-1·d-1;初始pH为7.5～8.0时,NO₂--N氧化效果最佳,NO₃--N的比生成速率可达35.6 g·kg-1·d-1;将反应系统的pH维持在8.0,可使亚硝酸菌和硝酸菌代谢活性均保持在较高水平,达到良好的硝化效果．     

不同曝气剪切条件下活性污泥絮体特性研究

采用轮流搅拌-曝气SBR系统模拟两种不同曝气方式(分点曝气和分段曝气),研究其形成的污泥絮体特性.结果表明:在相同的运行条件下,分点曝气形成的污泥絮体尺度大、沉降性能好,两者的SVI平均值分别为133mL/g和202mL/g,平均粒径分别为74.26μm和53.46μm,而且分点曝气中拥有更多的大颗粒絮体;分点曝气形成的污泥絮体稳定性优于分段曝气,在连续曝气条件下,两种污泥絮体均受到剪切破碎,不仅初始粒子被剥离,而且絮体也被打碎变小,但分段曝气被破碎的程度更大;分点曝气和分段曝气所形成的污泥絮体的EPS含量分别为31.21mg/gVSS和21.6mg/gVSS,且前者EPS中的多糖、蛋白质和DNA组分均比后者多,两者EPS的主要组分以蛋白质为主.两种污泥经连续曝气3h后,EPS皆增大,且多糖含量增加较多;分点曝气和分段曝气形成的污泥比阻分别为5.21×1012 m/kg和7.94×1012 m/kg,前者污泥的脱水性能较好.经连续曝气3h后,两种污泥的比阻明显增大,脱水性能变差.     

固化淤泥土压缩性试验研究

淤泥由于含水率高强度低,无法直接作为工程用土。对淤泥进行固化处理,可以实现废弃淤泥的资源化利用。选择常州市武进区废弃淤泥作为研究对象,利用42.5普通硅酸盐水泥作为固化添加剂,通过固化淤泥的单向压缩试验,探讨4种水泥参量变化条件下共24个试样的压缩变化机理,描述水泥添加量对压缩模量的影响,分析其影响规律。通过试验对比分析,可知：同一含水率下,淤泥随着水泥参量的增加,试样压缩性减小;各试样在压缩试验过程中,其压缩变形规律基本一致,荷载达到200kPa时,其压缩性趋于稳定;随着固结压力的不断增加,沉降变形量逐渐减缓,最后趋于收敛;随着水泥参量的增加,同一应力条件下,试样稳定需要的时间缩短;淤泥固化效果在水泥参量接近50%时较优,超过此数值,强度虽提高,固化工作经济效益降低。     

超声场强化污泥对流干燥热湿耦合迁移过程的数值模拟

为理论上有效预测超声作用对污泥对流干燥过程的影响,基于非平衡热力学理论,建立了超声场作用下污泥对流干燥热湿耦合迁移过程的数学模型.对不同声能密度作用下污泥内部温度及湿度场分布进行数值模拟.结果表明,超声作用可以有效加速污泥内部的湿迁移过程,但超声强化效果随污泥厚度增大而逐渐减弱.此外,超声热效应使污泥温度有所升高,但污泥内部的温度梯度却略有降低,因此,污泥内部由温度梯度引起的湿分扩散并未因超声波作用而得到强化.