DO对硫杆菌污泥调理系统脱水效能的影响

针对现有污泥调理技术对污泥脱水性能改善效能低,难以达到现行污泥处置标准对含水率要求的问题,提出了剩余污泥氧化硫硫杆菌生物调理技术,考察了DO对剩余污泥硫杆菌生物调理系统深度脱水效能的影响.在DO为6 mg/L条件下,氧化硫硫杆菌生物调理系统调理污泥脱水后的含水率由75.5％降至63.6％;EPS中蛋白质、腐殖质、多糖分别减少为3.67、3.15、16.17mg/gVSS,污泥结合水含量从2.63 g/gDS降低至1.48 g/gDS;污泥Zeta电位从-14.9 mV降低至0.27 mV,污泥絮体颗粒平均粒径由20.19 μm增大到34.51 μm,硫杆菌生物调理系统对污泥脱水性能改善显著.     

溶菌酶预处理对剩余污泥脱水性能的影响

将溶菌酶应用于剩余污泥的预处理,考察了不同酶投加量对污泥脱水性能的影响,通过测定滤饼含水率、污泥比阻、污泥毛细吸水时间（CST）、Zeta电位及污泥上清液中的蛋白质和多糖含量,并采用显微镜和扫描电镜观测污泥絮体和颗粒结构的变化,同时结合三维荧光光谱分析,研究原污泥和酶处理后污泥的脱水性能差异。结果表明,适宜的溶菌酶投加量可显著改善剩余污泥的脱水性能,与原污泥相比,当酶投加量为15%时,真空抽滤后的含水率由91.4%降到63.6%,比阻降低了82%,CST降低了65%,Zeta电位从-14.8 mV上升到2.7 mV。溶菌酶对污泥结构的破坏是其改善污泥脱水性能的重要原因。     

污水厂污泥产量计算和常规处理设计

合理确定污水厂污泥产量是设计污泥处理系统的基础,从设计角度对预处理污泥、剩余污泥和化学污泥产量现有计算公式进行讨论,对重要参数如预处理污泥产量公式中系数α、出水SS,剩余污泥产量公式中污泥产率系数Y、污泥转换率f,化学污泥产量公式中药剂转化泥量系数K、进出水溶解性总磷的取值进行了分析。针对剩余污泥计算公式中污泥龄θc取值较宽泛的问题,提出了以磷平衡法进行校核。此外,还提出了当θc>20 d时,Y应以可生物降解COD(BCOD)为计算基础;同时建议《室外排水设计标准》在修订剩余污泥计算公式时,应考虑活性污泥内源呼吸过程中的惰性残余物。建议重力浓缩进泥含水率取99.2%,水力停留时间取12～16 h以免厌氧释磷;进泥管路上投加聚合氯化铝（PAC）或池底曝气以降低上清液TP浓度。常规污泥浓缩、调理及超高压板框压滤脱水工艺能将污泥含水率降至55%左右,进一步降低含水率需在脱水后增加干化环节。     

污泥浓缩池中磷的释放及其强化去除措施

城市污水处理厂污泥浓缩池上清液和脱水机滤液重新回流入污水处理系统会增加系统的磷负荷。针对污水处理厂剩余污泥浓缩过程中浓缩时间、投加聚合氯化铝(PAC)以及曝气对磷释放的影响进行了研究。结果表明,污泥浓缩池中的剩余污泥静置4 h后,释磷速率显著加快。在污泥浓缩池投加0.1 g/g干泥的PAC不仅将快速释磷时间延迟至8 h,还可以显著降低上清液中的磷酸盐浓度。对污泥浓缩池曝气30 min且溶解氧达到3 mg/L以上时,上清液中磷酸盐浓度降低了77.7%。通过合理控制剩余污泥在浓缩池中的停留时间、投加PAC以及曝气等,可以降低浓缩池上清液磷浓度,有效提高系统的除磷效果。     

细微泥沙粒径对SBR系统污泥性质的影响

针对我国部分城镇污水处理厂在取消初沉池后,生化池出现泥沙淤积、污泥活性降低、污泥性质改变等问题,以粒径≤200μm的细微泥沙为研究对象,基于SBR反应器小试,考察了不同粒径的细微泥沙对活性污泥性质的影响。当进水中分别掺混平均粒径为19.8、72、118.6μm的细微泥沙且保持其浓度均为300 mg/L时,系统运行36 d后,污泥浓度从初期的3 450 mg/L分别提升为7 898、5 389、3 742 mg/L,MLVSS/MLSS值则从0.67分别降至0.33、0.48、0.59;掺混19.8μm泥沙的污泥絮体粒径缓慢下降,掺混72μm泥沙的污泥絮体粒径缓慢增加,而掺混118.6μm泥沙的污泥絮体粒径与空白对照相当;随着MLVSS/MLSS值的降低,混合液污泥体积指数(SVI)和毛细吸水时间(CST)值也明显降低,掺混泥沙粒径为19.8μm时,其SVI与CST值较对照组分别降低了70.1%和57.1%,说明小粒径的细微泥沙能显著改善污泥沉降和脱水性能;同时,活性污泥混合液中细微泥沙浓度低于4 300 mg/L时,对系统的氧传质系数无显著影响。     

剩余污泥机械破碎碳源快速释放与回收技术

基于我国城市污水处理厂进水碳氮比低影响生物系统脱氮除磷效果的现状,针对传统污泥厌氧发酵产酸工艺周期长、效率低的问题,开展了剩余污泥机械破碎碳源快速释放与回收技术研究,考察了机械破碎强度与作用时间对污泥絮体结构与碳源释放的影响。结果表明,随着机械破碎强度的增加,溶解性COD的产量逐渐升高;而随着机械破碎作用时间的延长,溶解性COD的产量呈现先升高再缓慢降低的趋势,作用时间为8 min时,溶解性COD的产量达到最大,约910mg/L。激光粒度仪与环境扫描电镜分析结果显示,随着破碎强度与作用时间的增加,污泥絮体粒径逐渐变小,结构松散直至破碎,达到污泥破碎碳源释放的效果。当以产生的溶解性COD为碳源时活性污泥反硝化速率为2. 553 mgNO_3~--N/(gMLSS·h),略高于以葡萄糖为碳源时的脱氮速率。而经过机械作用后剩余污泥絮体破碎,脱氮性能基本丧失,其反硝化速率仅为0. 680 mgNO_3~--N/(gMLSS·h)。机械破碎作用可实现剩余污泥碳源的快速释放,为解决污水处理厂碳源不足与剩余污泥处置困难的问题提供了新的思路与途径。     

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％.     

投加粉末活性炭对MBR中膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭(PAC)对MBR中污泥混合液特性和膜污染的影响,并探讨了影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径从53.25μm增至85.24 μm;混合液中的溶解性微生物代谢产物(SMP)含量与污泥比阻之间具有很好的正相关性,投加PAC可降低混合液中的SMP含量(平均值从87.17 mg/L降至65.54 mg/L),进而降低了污泥比阻值,减轻了膜孔堵塞程度,增加了膜的透过性,减缓了凝胶层污染速度,从而可有效减轻膜污染,延长膜组件的运行周期.     

剩余污泥与厌氧消化污泥的脱水性能对比

为了实现污水厂剩余污泥的资源化,污泥厌氧消化工艺的应用愈加普遍,厌氧消化过程是否会对剩余污泥的脱水性能产生影响是值得研究的问题。为此,利用加药污泥真空抽滤试验考察了污泥的脱水性能,结果表明,中温厌氧消化污泥(MADS)的比阻和过滤时间(TTF50)均大于剩余污泥(EAS)以及含水率接近厌氧消化污泥的浓缩后剩余污泥(TEAS),剩余污泥经浓缩后脱水速率有一定的降低,而厌氧消化过程会使剩余污泥的脱水速率大幅度降低。激光衍射粒度分析仪的测定结果显示,EAS及MADS的平均粒径分别为70.44、42.00μm,比表面积分别为2 122、3 743 cm2/m L;由紫外光谱和傅里叶变换红外光谱对胞外聚合物(EPS)的分析表明,厌氧消化后污泥液相中的核酸量大幅增加,细胞壁被破坏,蛋白质和多聚糖等大分子物质被降解为小分子物质。由污泥理化特性的检测结果可以推断,厌氧消化污泥的脱水速率低于剩余污泥,但若加大脱水压差或延长脱水时间,厌氧消化污泥的泥饼含水率会更低。     

冷冻预处理对剩余污泥性质的影响研究

为了提高污泥的有机物溶出率,以利于后续生物处理,采用冻/融技术对城市污水厂的剩余污泥进行预处理,考查了冷冻时间对污泥理化特性的影响。结果表明,冻/融处理可以破解污泥,将固体物质转化为液相成分。随着冷冻时间的增加,污泥pH值下降,SCOD和碱度上升;冷冻污泥的SS和VSS值与冷冻时间相关。粒径分布和微观结构观察也证实了污泥絮体已被破坏。与混合污泥(初沉污泥+剩余污泥)相比,剩余污泥粒径分布的变化更加显著。剩余污泥和混合污泥经过冻/融(72h/3h)处理后,有机物溶出效果较好,污泥的物理特性也得到了改变。     

低速搅拌球磨破解剩余污泥高效释放碳源

针对传统污泥厌氧消化技术停留时间较长、能耗较高的缺点,采用低速搅拌带动玻璃珠相互挤压、碰撞的方法对剩余污泥进行物理破解,考察了玻璃珠粒径、破解时间、转速、泥珠体积比等对碳源释放的影响。结果表明,SCOD的溶出率随破解时间与转速的增加而增加,但破解时间或转速增加到一定值后,SCOD溶出率增加非常缓慢。当玻璃珠粒径为1～1.5 mm、泥珠体积比为1∶2时剩余污泥的破解效果最佳,在搅拌器边缘线速度仅为1.44 m/s的低速条件下破解3 h,上清液SCOD浓度可达3 770mg/L,氨氮与硝酸盐氮浓度则分别达到25.2、43.7mg/L;相同条件下,延长破解时间至7 h或增加线速度至2.02 m/s后,SCOD浓度仅分别上升10.3%和2.5%,可知污泥碳源释放已接近极限。经粒径分析,污泥破解前、后中值粒径分别为28.114、2.233μm,扫描电镜结果显示,污泥絮体与污泥细胞均被破坏。低速旋流搅拌球磨破解可在较低能耗下实现剩余污泥的碳源充分释放,可为解决剩余污泥处置及低碳氮比污水处理问题提供新思路。     

蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的脱水性能研究

蚯蚓生物滤池基于蚯蚓与微生物的协同作用,可有效实现剩余污泥的减量化和稳定化,其中由于蚯蚓的摄食、咀嚼和消化等作用及蚓粪的团聚作用可有效改善污泥的脱水性能。在有机负荷为2.43 kg VSS/(m~3·d)的条件下,结合持泥量变化情况,比较了木珠、鲍尔环、瓷球三种不同填料的蚯蚓生物滤池处理剩余污泥的减量化和稳定化效果,并选取运行最稳定高效的木珠填料生物滤池进行脱水性能试验。以污泥比阻、毛细吸水时间、Zeta电位、污泥颗粒粒径、絮体结构、EPS为指标,考察了处理前后污泥脱水性能的变化。结果表明,经蚯蚓生物滤池处理后的污泥比阻和毛细吸水时间减少,Zeta电位升高,污泥颗粒粒径增大,絮体结构更为紧密,脱水性能大大改善。最后结合蚯蚓与微生物的相互作用关系,分析了蚯蚓生物滤池改善污泥脱水性能的机制。     

壳聚糖和溶菌酶联用对污泥脱水性能的影响

通过对污泥比阻、泥饼含水率、沉降性能和絮体形态等指标的观测,考察了壳聚糖和溶菌酶联用对活性污泥脱水性能的影响。结果表明,壳聚糖和溶菌酶联用时,以先投加壳聚糖后投加溶菌酶的联用效果最好;壳聚糖和溶菌酶的最佳投加量分别为0.01和0.10 g/g TS,在此条件下,与壳聚糖单独调理相比,联用调理可将泥饼含水率进一步降低约7%,比阻降低约20%。通过对比调理前后的污泥显微照片和二维分形维数发现,联用调理后的污泥絮体变得大而密实,表面和内部结合水被释放,从而有效提高了污泥的脱水性能。     

吸附架桥机理主导下APAM的多级絮凝效能

对吸附架桥机理主导下阴离子聚丙烯酰胺(APAM)的絮凝过程进行了研究,通过改变絮凝剂投加工况,对比分析常规絮凝与多级絮凝在污染物去除效果、絮体性能、絮体生长动力学与污泥调理能耗等方面的差异。结果表明,相同投药量下,两级絮凝的出水浊度低于三级絮凝和常规絮凝,两级絮凝在最少的APAM投加量(2 mg/L)下达到最低的出水浊度(19.53 NTU);与常规絮凝相比,两级絮凝的絮体成长速率、平均粒径和沉降速率分别增加12.67%、30μm、36.74%。两级絮凝在投加间隔为240 s、投配比为1∶1条件下絮凝效能最优,出水浊度为15.34 NTU,絮体沉降速率为1.1 NTU/s,絮体密度达到1.123 4 g/cm³。絮体破碎再絮凝过程中,两级絮凝与常规絮凝破碎后均能恢复至破碎前水平,但破碎后均出现不可逆的絮体结构破损,粒径在0~100μm的絮体颗粒增多,粒径>400μm的絮体减少,破碎后两级絮凝的絮体强度因子(68.15%)高于常规絮凝(41.63%),两级絮凝的絮体强度和抗破碎剪切能力更高。在剩余污泥调理方面,两级絮凝产生的污泥只需要投加40mg/L的APAM就可以达到最低的滤饼含水率(75.5%)。因此,两级絮凝可以显著提升除浊效能与絮体性能,是强化絮凝的发展方向。     

生物沥浸对城市污泥脱水及其重金属去除的影响

利用沥浸微生物对浓缩污泥与添加聚丙烯酰胺(PAM)的脱水污泥进行生物沥浸处理,同时采用厢式压滤机在0.35 MPa的压力条件下,对生物沥浸前后的污泥进行脱水。结果表明,经过生物沥浸处理,浓缩污泥与稀释后的脱水污泥的CST值可分别降至11.8、14.6 s;沥浸结束后静置24 h,上清液所占比例分别从原来的12.5%、24%升至31%、42%,两种污泥中Zn的溶出率分别为66.65%、59.13%,Cu的溶出率分别为13.31%、23.55%。对浓缩污泥直接进行压滤脱水,泥饼含水率高达75%;加PAM调理后再脱水,泥饼含水率达68%;而经生物沥浸后再脱水,泥饼含水率可降至58%。可见,在相同脱水条件下,生物沥浸法对污泥的调理作用要优于PAM。     

污泥浓缩深脱一体机在供水污泥脱水中的应用

针对不同泥质的供水污泥,开发了污泥浓缩脱水一体化工艺及其成套中试设备(浓缩深脱一体机),并优化了设计和运行参数。对于脱水性较好的供水污泥,仅需投加聚丙烯酰胺(PAM),该设备在进泥量较小的条件下即可使出泥含水率低于70%;对于脱水性较差的污泥,分别考察了联合投加PAM和污泥改性剂,以及联合投加PAM和石灰乳两种调理方案对污泥脱水效能的影响,并对不同调理方案进行了技术和经济指标分析。结果表明,在达到目标含水率前提下,当单独投加PAM、联合投加PAM和改性剂、联合投加PAM和石灰乳调理污泥时,设备处理量分别为130、200和330 kgDS/h,处理成本分别为171.24、262.44和150.60元/tDS。因此,联合投加PAM和石灰乳进行供水污泥调理可提高产能、降低处理成本,推荐在实际生产中使用。     

厌氧消化污泥脱水性能变化的试验与分析

研究了剩余污泥在中温厌氧消化条件下脱水性能的变化及其作用机制。剩余污泥厌氧消化过程中,消化污泥的比阻(SRF)相比于剩余污泥有一定的减小,消化污泥的过滤速度有一定的改善,但改善不明显。聚丙烯酰胺(PAM)、FeCl3和聚合氯化铝(PAC)3种絮凝剂调理试验显示,消化污泥的最佳投药量相对于剩余污泥均有所增加,说明消化污泥脱水性能变差。分析了2种污泥中胞外聚合物(EPS)含量及污泥颗粒特性的变化,表明消化过程导致EPS的降解并向液体中释放。随着EPS含量的减少,由EPS架桥形成的较大絮体解体成为较小的污泥颗粒,污泥中小颗粒的比例增加,污泥的脱水性能变差。     

生物沥浸法对常规脱水污泥再深度脱水的效果

为了考察生物沥浸法对常规脱水污泥(指在浓缩污泥中加PAM等高分子絮凝剂并经带式或离心脱水后获得的含水率在80%左右的脱水污泥)进一步深度脱水的效果,将常规脱水污泥用中水稀释成含水率为97%左右的液态污泥后,采用批式运行模式进行生产性生物沥浸法调理(每批次处理污泥为60 m3),然后在不加任何化学絮凝剂的情况下直接用隔膜厢式压滤机进行压滤脱水。结果表明,以浓缩池含水率为97%的浓缩污泥作为对照,在上批次沥浸污泥(接种物)与待处理的液态污泥体积比为1∶1时,生物沥浸过程可在24 h内完成,污泥比阻由沥浸初期的3.56×1012m/kg降低至0.43×1012m/kg。生物沥浸后的污泥通过150 m2的隔膜厢式压滤机,在1.2~1.5 MPa压力下压滤1.5 h,泥饼含水率可稳定地降低到60%以下,外观呈土黄色块状,无臭味。经检测,泥饼有机质和高位热值在生物沥浸处理前后没有降低,且压滤液清澈,无色无味,COD为120~170 mg/L,总氮为40~60 mg/L,总磷在0.5 mg/L以下。可见,常规脱水污泥经稀释后进行生物沥浸法深度脱水处理是完全可行的。     

污水厂改性污泥脱水性能研究

本研究选取两种常用的无机调理剂聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)对污水厂污泥脱水性能进行改善实验研究。结果显示,污泥脱水性能改善最明显时,PAC和PFS的投加量都为2.0 g/L。而且,污泥的比阻值和污泥的含水率之间有着密切的相关性。从经济成本角度考虑,使用PFS进行污泥调理更为经济合适。     

污水厂污泥微波处理试验研究

在城市污水处理过程中,产生的污泥约占总污水量的０３％～０５％（体积）,如果进行深度处理,污泥量还可能增加０５～１０倍。城市污水处理厂的剩余污泥经浓缩处理后含水率约为９５％～９７％,大、中型污水处理厂采用机械脱水可以将污泥含水率降低到７５％～８...