强碱预处理和碱性强度对剩余污泥发酵的影响

为改善污泥发酵性能,提高发酵的产酸量,在25℃条件下,研究了不同碱度(碱性(pH=10)、强碱性(pH=12)和强碱预处理(pH=12)-碱性(pH=10)对剩余污泥水解酸化的影响.结果表明:在25℃条件下,相比于碱性发酵,强碱性发酵和强碱预处理-碱性发酵均提高了SCOD、DNA、蛋白质和多糖的产量,从而为产酸菌提供了更多的产酸基质.同时发现,强碱性发酵抑制了产酸菌的活性,导致其产酸量远远低于碱性发酵,但是在强碱预处理-碱性发酵过程中,短链脂肪酸(SCFAs)和乙酸的产量均得到大幅度提高,较碱性发酵分别提高了20.00%和23.00%.显然,强碱预处理-碱性发酵更有利于剩余污泥厌氧发酵产酸.     

高锰酸钾-亚硫酸钠对剩余污泥产酸效果的影响及机理

通过添加不同比例的高锰酸钾/亚硫酸钠对剩余污泥进行预处理,研究其对剩余污泥发酵产酸过程的影响。结果表明,高锰酸钾-亚硫酸钠可有效促进剩余污泥产酸,最大产酸量达到3 299mg COD/L,是未加氧化剂对照组的2.2倍。与对照组和高锰酸钾组相比,高锰酸钾-亚硫酸钠实验组在预处理阶段污泥有机质溶出和VFAs浓度增加更为显著,而发酵阶段差别不大。这些结果说明,高锰酸钾-亚硫酸钠促进产酸的机理主要是生成的高活性物质一方面增加了污泥中有机质的释放,另一方面直接将部分有机质氧化成了VFAs。该氧化体系对VFAs的组成影响较小,产生的VFAs中乙酸占比最高,达44%以上。     

发酵种泥的投加对新鲜剩余污泥发酵产酸的影响

为进一步提高剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸(SCFAs)的效率,将p H=10下长期(90 d)厌氧发酵的种泥接入至新鲜剩余污泥考察其对新鲜剩余污泥厌氧发酵产酸的影响.实验在2种p H条件下进行:不控制p H(p H=7.4±0.2),一组反应器中投加新鲜剩余污泥,并接种厌氧发酵种泥,另一组反应器只投加新鲜剩余污泥;控制p H为碱性(p H=10±0.2),一组反应器中投加新鲜剩余污泥,并接种厌氧发酵种泥,另一组反应器只投加新鲜剩余污泥.结果表明:相同p H条件下,接种厌氧发酵种泥反应器中的最大产酸量较不接种分别提高4.9(p H=7.4±0.2)和16.4 mg/g VSS(以COD计)(p H=10±0.2);同时接种发酵污泥、剩余污泥在p H=10±0.2下的最大产酸量较p H=7.4±0.2下的最大产酸量高146.2 mg/g VSS;碱性条件、不接种发酵种泥的产酸量较不控制p H、接种发酵种泥的高129.8 mg/g VSS.投加发酵种泥可提高新鲜剩余污泥厌氧发酵过程中SCFAs的产生效率;碱性条件与厌氧发酵种泥对新鲜剩余污泥发酵产酸具有协同促进作用;与接种发酵种泥相比,碱性条件对新鲜剩余污泥厌氧发酵产酸促进能力高.     

热水解对剩余污泥预处理效果的影响

为解决剩余污泥可生物降解性差的问题,本研究采用传统热处理对污泥进行预处理,考查了溶解性COD(SCOD)、多糖、蛋白质、氨氮、挥发性脂肪酸（VFAs）等指标,并通过恒压脱水和离心脱水来检测污泥的脱水性能.结果表明,考虑多糖、蛋白质、VFAs的释放量,140℃、30 min可以作为热水解预处理最佳的处理条件.然而从离心和恒压脱水情况来看,140℃时污泥的脱水性能仍然低于未处理前.当温度升到170℃、190℃时脱水性能才明显提高,且170℃与190℃相差不大;考虑能量的消耗,以改善污泥脱水性能为主要目的时,采用热处理较适宜的条件为170℃、30 min.     

剩余污泥资源化提取蛋白质方法的优选

剩余污泥中蛋白质的资源化利用是目前研究的热点,污泥预处理则是实现污泥中蛋白质释放的重要途径。为了进一步提高剩余污泥中蛋白质的溶出效果,选取热碱预处理、超声碱联合预处理、溶菌酶预处理对污泥进行溶胞,以蛋白质提取浓度为主要指标进行参数优化,并利用等电点法对粗提取蛋白进行纯化回收。结果表明：溶胞效果热碱预处理（pH值13、温度140℃、时间1.5 h,2 062.98 mg/L）>超声碱联合预处理（497.76 mg/L）>溶菌酶预处理（269.95 mg/L）,且在pH值为3时热碱预处理蛋白质纯化回收率可达62.42%。试验结果表明：热碱预处理在提取效果方面较另外两种方法优势明显,具有良好的利用前景。     

不同预处理方法对剩余污泥厌氧发酵产氢的影响

对种泥进行预处理,能去除不产芽孢的耗氢菌,可以达到加快有机废水发酵生物制氢系统启动进程,提高污泥产氢效能的目的.为寻求适宜的种泥预处理方法,利用摇瓶发酵实验,考察城市污水处理厂好氧活性污泥分别经酸、碱、热、曝气、CHCl3和二溴乙烷磺酸钠（BES）预处理后,其利用葡萄糖发酵产氢的特性.结果表明,在初始pH 7.0、葡萄...     

产蛋白酶混合菌系对碱性剩余污泥水解酸化的影响

为提高剩余污泥水解酸化过程中挥发性脂肪酸（VFAs）的累积,从剩余污泥中分离产蛋白酶活力较高的耐碱细菌,并构建产蛋白酶混合菌系．将其接种于碱性（ pH 10．0）发酵剩余污泥的不同发酵时期,评价其对溶解性有机化合物和VFAs累积的影响,探讨利用剩余污泥生产VFAs的最佳条件．从剩余污泥中分离到2株产蛋白酶活力较高的耐碱细菌,并构建产蛋白酶混合菌系．在发酵初期接种混合菌系效果最显著,且可缩短发酵启动时间2 d．发酵初期接种混合菌系后,溶解性蛋白质和VFAs质量浓度在第8天均达到最高值,分别为未接种混合菌系样品中相应值的1．25和1．41倍,分别占溶解性化学需氧量（ SCOD）总量的29．87％和44．54％．乙酸和丙酸为剩余污泥水解酸化过程中VFAs的主要组分,分别占VFAs总量的50．69％和18．19％．     

盐度对熟化发酵污泥再发酵产酸及脱水性的影响

为了了解熟化发酵污泥的性能及挖掘其剩余有机碳源和能源,向熟化发酵污泥中投加NaCl与NaOH对熟化发酵污泥再发酵。通过投加0g/L、5g/L、15g/L、20g/LNaCl,分别考察不同盐度对熟化发酵污泥再发酵性、内碳源再提取情况及脱水性的影响。结果表明：在发酵初期,5g/L、15g/L及20g/LNaCl试验组与0g/LNaCl试验组相比均可以促进熟化发酵污泥EPS释放且生成挥发性脂肪酸,其中熟化发酵污泥再发酵与原熟化发酵污泥相比水解率可提高36%,酸化率可提高34%,氨化率可提高40%。发酵后期5g/L试验组与0g/L、15g/L及20g/LNaCl试验组相比加速EPS和可挥发性脂肪酸分解,同时发现,NH4-N含量随着盐度提高而增加,PO43--P含量随着盐度浓度的增大而降低。熟化发酵污泥再发酵后5g/LNaCl条件下可改善发酵污泥脱水性,15g/L及20g/L条件下恶化了发酵污泥脱水性。     

种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响

采用自制的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器研究种泥热预处理对培养产氢颗粒污泥的影响.2组反应器分别以原始污泥和经热预处理污泥作为种泥,在进水COD浓度为4 000 mg/L,温度为37℃,出水pH为4.6～5.0的条件下,逐渐将HRT由24h降低到7h,2组反应器都在HRT为8～7h时成功培养出成熟的颗粒污泥.此时,有机负荷为45 kg(COD)/(m3·d),接种原始污泥组产气量为41 L/d,氢气含量为52％,COD去除率为23％,总挥发酸为1380 mg/L;而接种经热预处理污泥组的有机负荷为57kg(COD)/(m3·d),产气量为44.5 L/d,氢气含量为47.5％,COD去除率为12％,总挥发酸为1086 mg/L.研究结果表明,种泥热预处理对产氢颗粒污泥的形成和稳定性有显著影响,虽然在形成颗粒污泥的过程中反应器稳定性较差,污泥易上浮,但颗粒形成后运行稳定,能适应更短的HRT,同时氢气产量也更高.     

微波-碱热水解剩余污泥的破解研究

研究了在密闭体系下,采用微波辐照与碱联合处理剩余污泥过程中污泥性质的变化.实验表明,密闭条件下微波辐照与碱联合处理可以加剧污泥的破解,使污泥中的物质释放到液相中.在微波辐照功率为800 W、辐照时间为110 s、每克悬浮固体(SS) NaOH投加量为0.14g时,SS去除率达到46％;处理后污泥中溶解性有机物浓度明显增...     

镁粉投加对剩余污泥碱性发酵的影响

为了提高剩余污泥厌氧消化过程中的水解速率,采用批次试验对处理实际生活污水的剩余污泥进行低温热处理,研究了在处理时间为10~80min,处理温度50~90℃条件下,低温热处理对有机物溶出、溶解性碳水化合物(SC)和溶解性蛋白质(SP)相对分子质量变化及脱水性能改变的影响. 结果表明:随着热处理时间的延长,溶解性化学需氧量(SCOD)、SC和SP分别在90℃、80min,90℃、70min和70℃、40min条件下达到最高值,较原污泥中各项指标分别增长了15.5、19.2和5.2倍. 升高温度可以促进大分子物质向小分子物质的转化,在50~90℃,SC最小相对分子质量从163u降低到2.5u,SP从1.41u降低到0.26u. 通过污泥毛细吸水时间(CST)来表征污泥的脱水性能,CST在80℃后增长速率加快,70℃、80min条件下较原污泥增长了108.8s,而在90℃、80min条件下增长了375.7s. 根据以上研究结果得出结论,最合适的热水解条件为70℃、30min.

     

剩余污泥超声强化预处理及其厌氧消化效果

采用超声预处理方法破解剩余污泥,考查污泥理化性质的变化以及后续厌氧消化的性能。在3种不同超声波电功率密度下破解污泥,并对超声波电功率密度1.5 W/mL、超声30 min处理后的污泥进行厌氧消化实验,结果表明：污泥溶解性COD随着超声时间和超声波电功率密度的增加而线性上升.当超声波电功率密度分别为0.8和1.5 W/mL、作用30 min后,污泥溶解性COD是原泥的4.7倍和6.0倍.超声后污泥的pH值和碱度均有下降,同时污泥溶液的颗粒尺寸减小.超声污泥经厌氧消化后总COD去除率较对照组上升了13.5%.在5%污泥投配率下,超声组反应器在10 d内即达到稳定产气状态,超声污泥的平均日产气量提高了57.9%.     

Real-time control of aerobic/anoxic digestion for waste activated sludge

Experiments were conducted to study the performance characters of aerobic/anoxic(A/A)digestion of sludge at 30±1℃,while the sludge retention time(SRT)was kept 16d.The variations of oxidation reduction potential(Eh)and pH were continuously monitored during the A/A digestion and the conversions of ammonium and nitrate were investigated.Important features on both Eh and pH profiles were identified to develop process control strategy.Since the feature point on Eh profile where d2 Eh /dt2=0 is very stable during anoxic cycle,it can be used to determine the end of denitrification.The end of nitrification can be identified according to dpH/dt=0.A real-time control strategy of A/A digestion of sludge was developed and tested with pH and Eh as control parameters.It is shown that the performance of the real-time control strategy is better than that of a fixed-time control strategy.While the real-time controlled A/A digestion system can achieve a similar volatile suspended solids(VSS)destruction efficiency of 35.2% as a continuously aerated system,it improves the supernatant quality in a shorter aeration time(7.75d for a 20d period).     

活性泥渣对城市污水回用石灰混凝处理的影响研究

在城市污水回用处理石灰混凝法中，悬浮活性泥渣具有吸附有机物的功能，因此，在污水处理工艺设计时，要选择带泥渣悬浮型或泥渣循环型的澄清池型．当悬浮活性泥渣含量为５％时，石灰加入量为理论加入量的１４０％时，处理效果最佳．     

间歇式活性污泥法--混凝沉淀工艺处理乳制品废水

采用间歇式活性污泥法--混凝沉淀工艺处理乳制品废水,通过治理工程实际运行,当废水中CODCr平均浓度为1 126 mg/L时,去除率为89%以上;平均浓度为700mg/L,去除率为94%以上,出水水质稳定,达到了设计要求.     

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...     

泥水混合水解酸化预处理下同步硝化反硝化除磷颗粒污泥运行

为实现生活污水下同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)系统的稳定运行,选用SBR接种人工配水培养的SNEDPR颗粒污泥,以实际生活污水和污泥经混合水解酸化预处理为进水基质,通过优化预处理单元水力停留时间(HRT)联合SBR排泥方式实现该系统稳定运行。结果表明,预处理单元HRT从12 h降至4 h时,水解酸化液提供的乙酸、丙酸质量浓度和挥发性脂肪酸(VFA)占比提高,好氧颗粒污泥(AGS)内厌氧聚羟基烷酸(PHA)储存量增加,同步硝化反硝化(SND)效率提升至58.1%,出水TN降至7.8 mg/L左右。同时,底部排泥的SBR内小颗粒占比上升、LB-EPS增加,系统沉降性能变差;顶部排泥下成熟老化的大颗粒占比上升,颗粒含水率和强度下降;而选择性排泥的SBR内颗粒粒径集中在0.5～0.9 mm,颗粒结构密实、强度高,颗粒内细菌分层分布增强SND效果,批次实验表明,NOB和GAOs活性降低,系统内以NO^-₂为电子受体的DPAOs占比提升至40.5%,同步硝化内源反硝化除磷效率得到提升。预处理单元较短的HRT联合选择性排泥处理生活污水颗粒性能稳定,系...     

预处理低有机质剩余污泥两相厌氧消化

为提高低有机质剩余污泥的厌氧消化效率,采用超声波(40kHz,50W)与生石灰(投量为560mg/L)联合预处理剩余污泥,然后将预处理的剩余污泥进行中温两相厌氧消化.试验污泥取自长春市某污水处理厂,试验中主要考察剩余污泥的消化性能、产气情况及脱水性能变化.结果表明,当剩余污泥的VS/TS比值为0.56、水力停留时间(HRT)为20d时,预处理污泥厌氧消化后VS去除率达到40.8%.在消化过程中系统稳定,产酸相内挥发酸成分以乙酸和丁酸为主,而产甲烷相内以少量乙酸为主.产甲烷相的甲烷产率为0.33L/gVS去除,产气中甲烷平均含量可达到59.2%,但消化后污泥的脱水性能变差.污泥的联合预处理增加了液相中溶解性有机物的含量,提高了进料污泥的pH与碱度,有助于低有机质剩余污泥的后续厌氧消化处理.     

活性污泥生物吸附性能的研究

探讨了活性污泥生物吸附作用的影响因素。吸附性能随温度升高而降低,在20~30min之间,可达到吸附平衡,且温度越高,达到吸附平衡的时间越长;活性污泥对悬浮性有机物的吸附性能高于对溶解性和胶体性有机物的吸附;对高浓度污水吸附性能高于低浓度污水的吸附性能;抑制剂对污泥的吸附作用有影响。     

活性污泥对污水中有机物、铵和磷酸盐的生物吸附试验研究

采用不同污泥考察了它们在不同负荷和预处理条件下对污水中有机物、铵和磷酸盐的厌氧吸附效果.试验结果表明,负荷和污泥对污染物的吸附量有显著关系,当负荷为0.1 kgCOD/kgMLSS时,污水厂A2/O系统中的活性污泥对原水中COD的吸附去除率可达83.2%.硝化污泥好氧活化1 h后对NH4Cl溶液中氨氮的吸附去除率达61.5%;A2/O系统的活性污泥经过反复淘洗后,对KH2PO4溶液中磷的吸附去除率达86.3%.通过改变污泥吸附条件,可大大提高污泥对有机物、铵和磷酸盐的吸附能力.