不同pH值下初沉污泥与二沉污泥厌氧发酵对比

p H值和发酵时间是影响污泥发酵的重要因素。采用序批法分别对初沉污泥和二沉污泥在p H值为5~12时进行发酵,分析了14 d内两种污泥的发酵过程。从发酵产物如SCOD、VFAs、蛋白质、碳水化合物的溶出及氮、磷的释放等方面系统地对比了两种不同性质污泥的产物溶出过程及溶出率。结果表明:碱性条件明显有利于SCOD和VFAs的溶出,且SCOD在发酵前期迅速溶出,初沉污泥最佳发酵条件为p H值=9、发酵时间=9.5 d,二沉污泥最佳发酵条件为p H值=10、发酵时间=7.5 d;初沉污泥能在较短时间内溶出大量VFAs,因此在初沉污泥足量的条件下单独利用初沉污泥发酵是最有效快捷的获取污泥内碳源的方式;稳定后p H值=10时二沉污泥发酵溶出SCOD的量为671.9 mg SCOD/g VSS,高于初沉污泥的501.6 mg SCOD/g VSS,且氮、磷的释放率也远高于初沉污泥(二沉污泥为52.8 mg NH+4-N/g VSS、13.2 mg PO3-4-P/g VSS,初沉污泥为21.8mg NH+4-N/g VSS、3.6 mg PO3-4-P/g VSS)。二沉污泥发酵溶出的大量氮、磷会严重加大后续生物处理系统的负荷,因此为减小影响并结合两种污泥各自的发酵特点,建议利用混合污泥发酵来获取内碳源,且较优条件为p H值=10、发酵时间=8 d。     

污泥减量化工艺:HA-A/A-MCO的除磷性能及磷回收

针对污泥减量技术中对氮、磷去除能力低的问题,开发了一种具有强化脱氮除磷功能、污泥减量化的HA-A/A-MCO工艺,其通过回流释磷污泥的水解酸化来刺激磷的厌氧释放并辅以外排富磷污水进行化学固定的方式除磷.研究发现:当进入水解酸化池的厌氧释磷污泥量为进水量的2%时,水解产生的VFA导致释磷量达57 mg/L,聚磷菌的生长得到促进而聚糖菌则受到抑制;当控制侧流除磷液量为进水量的13%、化学除磷池出水磷为5 mg/L时,系统处理出水TP<0.5 mg/L;提高厌氧释磷浓度并控制化学除磷池的出水磷浓度为5 mg/L,可以提高化学药剂利用率、减少药剂用量并提高化学污泥的含磷量,HA-A/A-MCO系统产生的化学污泥含磷率高达18%,接近纯含磷化合物的含磷率,可直接用作生产磷肥的原料.     

污泥热水解过程中磷的释放规律与影响因素

剩余污泥中富含磷物质,具有较大的回收利用价值。从污泥中高效回收磷最重要的步骤是将磷尽可能地释放到溶液中。以含固率为5%的剩余污泥(干污泥中磷占比为1. 1%)为研究对象,进行了热水解磷释放规律研究。结果显示:当采用低温水解与投加酸联合处理剩余污泥时,污泥絮体被破坏,磷的释放量显著增加。当温度为75℃、加热时间为1 h、pH值为3时,TP和IP的释放量可达到最大,分别为311. 9 mg/L和293. 8 mg/L,是原污泥液相中TP和IP含量的7. 9倍和8. 4倍。将经上述条件处理的污泥混合液在35℃下静置24 h,污泥液相中NH+4-N浓度由96. 0 mg/L提高到318. 7 mg/L,同时伴随着SCOD浓度的明显减小。因此,通过低温短时热水解联合酸处理可显著提高污泥中磷和氨氮的释放量,可为后续以鸟粪石沉淀法回收磷创造有利条件。     

物理强化复合试剂对污泥中重金属的浸提效果

重金属极大地限制了污泥无害化利用,处置不当将对人类健康及生态环境造成危害。为强化复合试剂对污泥中重金属的浸提率,分别采用超声波和微波两种物理方法进行预处理,并从处理时间、功率和功密度三个角度评价超声波和微波对复合试剂浸提率的影响。结果表明,超声波和微波处理均能提升复合试剂对污泥中Cu、Zn、Mn、Cr和Ni的浸提率。微波预处理的最佳功密度为675 k J/g,此时复合试剂对Cu、Zn、Mn、Cr、Ni的浸提率分别为79%、97%、90%、58%、86%。超声波预处理的最佳功密度为135 k J/g,此时复合试剂对Cu、Zn、Mn、Cr、Ni的浸提率分别为69%、96%、89%、40%、65%。两种物理方法均存在最佳处理时间和功率,实际应用中可根据功密度曲线确定。     

热碱预处理改善低有机质污泥厌氧消化性能的效果

以高含固率(10%)、低有机质含量(VS/TS值<0.5)的污泥为对象,研究在控制pH值为11时不同加热温度的热碱预处理对其溶胞效果的影响,并通过厌氧消化产甲烷潜力(BMP)试验评价其对厌氧消化性能的促进作用。结果表明:SS的减量化程度以及COD、TOC、蛋白质和碳水化合物的溶出效果随着热碱处理时加热温度的上升而不断提高,且在100℃以上变化更趋明显。在经pH值为11、120℃加热处理30 min后,COD溶出率和对SS的去除率达到最大分别为54.1%和11.6%。在热碱联合预处理过程中,伴随着有机物的溶出,各种元素也不断由固相释放至液相。C、N和P三种元素的溶出率在加热温度为120℃时达到最大,分别为69.1%、76.2%和86.1%。BMP试验显示,经pH值为11、加热温度分别为100℃和120℃的热碱预处理后,低有机质污泥厌氧消化25 d的沼气产率比空白分别提高了37.7%和41.5%,其对应的VS去除率分别为34.8%和37.9%。     

山西省污水厂污泥重金属处理技术

针对当前国内污泥处理现状及重金属污染防治难题进行了探讨,介绍了山西省污水厂污泥的特点,着重阐述了化学法、物理法、生物法处理污泥重金属的原理及特点,指出化学淋滤技术与生物淋滤技术可作为山西污水厂污泥重金属处理的主要技术路线。     

复合硫杆菌对污泥重金属生物淋滤机制的影响

对污泥生物淋滤过程中各种重金属元素的形态变化情况进行了测定,借助重金属化学形态转化规律,间接判断污泥重金属生物淋滤的转化机制。试验结果显示,Cu、Ni、Cd的生物淋滤是以直接机制为主的,Zn的生物淋滤过程是以间接机制为主的,Cr、Pb的生物淋滤过程属于混合机制,但其混合机理是有差别的。     

生物淋滤对污泥表面特征及重金属形态的影响

剩余污泥中较高的重金属含量制约了其后续资源化利用。为此,以去除不同形态的重金属为目的,考察了生物淋滤前后各形态重金属含量的变化,以及生物淋滤对污泥EPS含量、比表面积、Zeta电位等的影响。结果表明,生物淋滤可有效降低重金属的迁移性和生物有效性;p H值降至1.98引起了碳酸盐结合态重金属含量的降低;EPS中蛋白质、腐殖质、多糖含量分别减少至3.92、3.43、18.54 mg/g VSS,这是残渣态重金属含量降低的主要原因;Zeta电位升高至-1.92μV,平均粒径增大至33.17μm、比表面积减小至0.217 m2/cm3也均有利于重金属的去除。     

腐殖土改善活性污泥沉降与脱水性能的研究

考察了腐殖土对活性污泥沉降和脱水性能的改善效果.结果表明,投加腐殖土可显著改善污泥的沉降和脱水性能,随着腐殖土投量的增加,活性污泥的初沉速度、压缩比、泥饼含固率均明显提高,污泥容积指数(SVI)、污泥比阻(SRF)及毛细吸水时间(CST)均明显降低;当活性污泥浓度为2 300 mg/L、腐殖土的投加量为5.0 g/L时,污泥的初沉速度由原来的1.72 m/h增至3.01m/h,压缩比由原来的2.86增至7.14,SVI由原来的152 mL/g降至61 mL/g;当污泥浓度为7 300mg/L、腐殖土的投加量为5.0 g/L时,污泥比阻由原来的1.33×1012m/kg降至5.7×1011m/kg,CST由原来的20.3 s降至15.7 s,泥饼含固率由原来的13.4%增至33.0%.     

污泥浓度对剩余污泥水解酸化过程的影响

为了较全面地了解污泥水解酸化过程中溶出物(碳水化合物、蛋白质、氮、磷)的释放特性,研究了不同浓度的二沉污泥在60 h的水解酸化过程中有机物、氮、磷的释放效果。试验结果表明,污泥浓度越高,污泥溶出物质的绝对量越大,而单位VSS的贡献量则较小。综合比较,污泥浓度为15 000 mg/L时,水解释放的氨氮和正磷酸盐量相对较少,碳水化合物和蛋白质的单位释放量相对较高,即在提供较多产酸基质的同时,带来的氮、磷负荷较小。     

Comparison of dried sludge and sludge ash for phosphorus recovery with acidic and alkaline leaching

Nowadays, the recovery of phosphorus has been in the spotlight due to its importance for food security and depleting sources. In this study, phosphorus recovery from dried sewage sludge and sludge ash by acid and alkaline leaching was evaluated. Optimum extraction time and temperature were determined as two hours and ambient temperature. Results showed the superiority of strong acidic conditions for leaching; 75 ml/g with 0.4N HCl and 25 ml/g with 0.6N HCl were determined as optimum conditions to achieve efficient phosphorus dissolution from sludge ash (94.6%) and dried sludge (91.1%), respectively, with the lower heavy metal concentrations. Lower L/S ratio put forward the dried sludge as a more advantageous resource for phosphorus extraction. Besides, by alkaline leaching of sludge ash and dried sludge, 60.3 and 70.3% phosphorus dissolutions were achieved with 75 ml/g and 1N NaOH; and the leachate was a suitable product for phosphorus precipitation due to its high pH.     

化学除磷条件下蚯蚓生态滤池污泥性质的试验研究

概述了蚯蚓生态滤池的研究进展,介绍了蚯蚓生态滤池化学除磷的工艺流程和设备参数;由试验得出氯化铁（FeCl3·6H2O）是蚯蚓生态滤池化学除磷的合适药剂,并确定最经济投加量为50mg／L;在此条件下,研究了化学除磷小试滤池产生的污泥性质,包括污泥产率的变化、重金属含量、污泥的脱水性能、污泥的稳定化程度以及污泥的最终处置方法。     

生物除磷颗粒污泥与絮状污泥特性的对比研究

以絮状生物除磷污泥为参照,对生物除磷颗粒污泥的物理、化学、生物特性和除磷特性进行系统研究。结果表明:生物除磷颗粒污泥呈淡黄色,外观呈球形或椭球形,边界光滑清晰,沉降速度在15～20 m/h左右,含水率为95.94%,相对密度为1.193,粒径在0.3～0.5 mm之间,SVI值在50 mL/g以下,颗粒污泥最大比释磷速率和最大比吸磷速率分别为104.43、44.72 mgP/(gVSS.h),污泥中总磷含量(TP/SS值)为7.4%;絮状生物除磷污泥呈淡黄色,结构紧密,污泥含水率为97.65%,相对密度为1.040,最大比释磷速率和最大比吸磷速率分别为104.82、42.43 mgP/(gVSS.h),TP/SS值达到9.5%。生物除磷颗粒污泥具有较强的除磷能力和优良的物理、化学、生物性能。     

城市水质净化厂污泥的好氧发酵处理和利用

城市水质净化厂的污泥含有丰富的有机物和氮、磷、钾等营养素,但也含有重金属、致病菌和寄生虫卵等有害物质,在利用前必须无害化、稳定化。以上海市中心城区水质净化厂80%含水率的脱水污泥为研究对象,进行好氧发酵试验研究,经过1级、2级发酵,所得到的成品能达到无害化、稳定化的目标,可资源化利用。     

Kinetic competition between phosphorus release and denitrification on sludge under anoxic condition

The kinetic behaviors of simultaneous phosphorus release and denitrification on sludge were investigated under anoxic condition. A phosphorus enriched sludge produced from Anaerobic-Anoxic-Oxic (AnAO) process under various SRT (5, 10 and 15 days) operation conditions was carried out in a series of batch tests. Experimental results indicated that the available organic substrate determined the kinetic behaviors of phosphorus release/uptake and denitrification. The simultaneous phosphorus release and denitrification demonstrated a kinetic competition under anoxic conditions in the presence of an available organic substrate. When the substrate was abundant, sludge was under “releasable-phosphorus-limited” condition; phosphorus release rate decreased slightly by nitrate inhibition. However, nitrate significantly inhibited phosphorus release when sludge was under “initial-substrate-limited” condition. Moreover, the sludge's phosphorus contents (as created by different SRT processes) dominated the kinetics of competition between phosphorus release and denitrification. The sludge with a high phosphorus content had a higher phosphorus release rate in accordance with a lower denitrification rate. Additionally, the substrate sequestrated rate markedly increased under the condition of simultaneous phosphorus release and denitrification. Finally, a preliminary metabolism model of denitrifying phosphorus removal bacteria was proposed, and found to be capable of adequately accounting for simultaneous phosphorus release and denitrification under anoxic conditions.     

HA-A/A-MCO工艺水解酸化单元运行性能研究

针对现有污泥减量技术中存在的氮、磷去除率低的问题,开发了一个新型的具有同步除磷脱氮和污泥减量功能的HA-A/A-MCO工艺,对回流污泥种类及比例对水解酸化池产酸、污泥减量及系统释磷效果进行研究,结果发现：回流污泥种类及比例影响水解酸化出水VFA总量进而影响释磷效果,回流2%厌氧释磷污泥水解产生的VFA总量最大（275 mg/L）,系统释磷量也最大（57 mg/L）。     

有机负荷对污泥减量HA-A/A-MCO工艺吸放磷的影响

开发了一种具有同步除磷脱氮和污泥减量功能的HA-A/A-MCO工艺,分析了该工艺的方法及流程,并对其进行了试验研究,通过静态试验发现,当负荷增加至一定程度,有机物不再是磷释放的限制性因子,HA-A/A-MCO系统厌氧释磷的临界有机负荷为0.141 g COD/（g MLSS.d）,单位污泥最大可释放贮磷量为5.7 mg P/g MLSS。     

电渗析法去除未脱水污泥中重金属的试验研究

为了降低城镇生活污泥中重金属含量,采用三槽型电解槽研究了反应时间和NaClO预处理对未脱水污泥中重金属Zn、Cu、Cr和Ni去除率的影响。试验结果表明,延长反应时间可以提高未脱水污泥中重金属去除率。电渗析反应时间为14 h时,污泥中Zn、Cu、Cr和Ni的去除效果较好,去除率分别为52. 08%、27. 24%、31. 66%和46. 42%。污泥中重金属的初始非稳定态比例越大,电渗析反应后的去除率越高。NaClO/HNO₃组合预处理的污泥中重金属去除率最高,对Zn、Cu、Cr和Ni的去除率分别达到70. 32%、35. 39%、36. 80%和56. 78%。     

Heavy metal stabilization in contaminated road-derived sediments

There is increasing interest in the stabilization of heavy metals in road-derived sediments (RDS), to enable environmentally responsible reuse applications and circumvent the need for costly landfill disposal. To reduce the mobility of heavy metals (i.e. Cu, Pb and Zn) the effectiveness of amendments using phosphate, compost and fly ash addition were investigated using batch leaching experiments. In general, phosphate amendments of RDS were found to be ineffective at stabilizing heavy metals, despite being used successfully in soils. Phosphate amendment resulted in enhanced concentrations of dissolved organic carbon (DOC), which increased the solubilisation of heavy metals via complexation. Amendment with humified organic matter (compost) successfully stabilized Cu and Pb in high DOC leaching RDS with an optimum loading of 15-20% (w/w). Compost, however, was ineffective at stabilizing Zn. Increasing the pH by amending RDS/compost blends with 2.5-15% (w/w) coal fly ash resulted in the stabilization of Zn, Cu and Pb. However, above a pH of ∼ 7.5 and 8 enhanced leaching of organic matter resulted in an increase in leached Cu and Pb, respectively. Accordingly, the optimum level of fly ash amendment for the RDS/compost blends was estimated to be ca. 10%. Boosted regression trees analysis (BRT) of the data revealed that DOC accounted for 56% and 65% of the Cu and Pb leaching, respectively, whereas pH only accounted for ca. 18% of Cu and Pb leaching. RDS sample characteristics (i.e. metal concentrations, size fractionation and organic matter content) were more important at reconciling the leaching concentrations of copper Cu (27%) than Pb (16%). The most important parameter explaining Zn leaching was pH. Overall, the choice of a suitable stabilization agent/s depends on the composition of RDS with respect to the amount of organic matter present, and the sorption chemistry of the heavy metal of interest.     

两种碳基材料对二级出水中有机物的去除特性

针对活性炭与活性焦两种碳基吸附材料,分别开展静态吸附与动态过滤实验,考察了两者对城镇再生水厂二级出水中有机物的去除效果。结果表明:活性焦介孔及大孔丰富,对应孔体积为0.436 cm³/g,为活性炭的1.6倍;准二级动力学模型更适用于两种材料对COD的吸附动力学拟合,活性焦动力学吸附速率常数k₂为活性炭的2倍;水温为22℃时,活性焦与活性炭对COD的Langmuir饱和吸附量分别为230.38、94.14 mg/g。在近4个月的连续运行中,活性焦滤柱对有机物的去除效果全程优于活性炭滤柱,尽管两滤柱在由单纯吸附向生物吸附降解转化的过程中对有机物的去除率有所降低,但对COD的去除率仍可分别稳定在28.43%和22.26%。活性焦颗粒与活性炭颗粒表面ATP含量最高分别为7032.94、5753.52 ng/g。此外,活性焦滤柱对1~10 ku有机物组分,以及腐殖酸类物质、溶解性微生物代谢产物等不同荧光特性有机物均有较好的去除效果。与活性炭相比,活性焦对再生水厂二级出水中有机物的去除效果更优。