生物产电加速污泥湿地中有机物降解性能

为解决污泥处理湿地(sludge treatment wetland,STW)污泥降解能力弱的问题,首次提出在STW系统中嵌入生物产电装制,以加速污泥湿地处理过程中污泥有机物的降解性能,同时回收污泥生物质能.启动以美人蕉为湿地植物的微生物燃料电池—污泥处理湿地系统(MFC-STW),通过电化学测量与有机物分析,考察不同进泥负荷下污泥湿地处理系统的有机物降解及产电性能.结果表明,MFC-STW系统的输出电压、内阻、功率密度均随进泥负荷增大而升高.系统的最大电压和最大功率密度分别为0.794 V和0.268 W/m3.在负荷期内,MFC-STW系统下层积存污泥含水率为84%,TCOD降解率为74%,较STW系统分别提高7%和11%.说明生物产电可促进污泥湿地处理过程中的污泥脱水和有机物降解性能.     

餐厨垃圾发酵产氢中比产氢率与pH值的关系

采用经热(80℃,15 min)预处理的城市生活垃圾厌氧消化污泥为接种物,考察了在600 W、4 min微波预处理条件下,餐厨垃圾中温批式发酵产氢中比产氢率与pH值的关系。结果表明:餐厨垃圾发酵产氢的延迟时间λ、最大比产氢率、产氢率、生物气中氢气的最高体积分数分别为4.03 h、18.58 mL/(gVS.h)、254.89 mL/gVS、54.6%,具有较高的产氢能力;在餐厨垃圾的发酵产氢体系中,pH值与比产氢率之间存在着非常密切的关系。随着餐厨垃圾发酵酸化的进行(pH值降低),同一时刻与之相对应的比产氢率先增大,而后逐渐变小。根据发酵过程中比产氢率与pH值的变化及pH模型,求得动力学常数Rmax、KH、KOH的值分别为21.9 mL/(gVS.h)、1.63×10-5mo1/L和1.45×10-6mol/L(回归系数为0.773 0),并求得餐厨垃圾连续发酵产氢的最佳pH值为5.31。     

剩余污泥和餐厨垃圾制取生物柴油现状及前景分析

剩余污泥和餐厨垃圾都属于固体废弃物,我国每年产剩余污泥超过3×107t(含水率为80％),餐厨垃圾将近4.3×107t,对以上固体废弃物进行资源化已经成为目前发展的趋势.本文以剩余污泥、餐厨垃圾的处理处置及资源化为基础,分析了剩余污泥和餐厨垃圾分别制取生物柴油的现状及面临的问题.通过调节pH和添加营养物质培养剩余污泥,...     

利用餐厨垃圾酒糟离心液制取糖化酶

为了缓解酒糟离心液对环境的污染,达到废物资源化的目的,以餐厨垃圾酒糟离心液和麸皮为基础培养基,经黑曲霉发酵制取糖化酶.采用Plackett-Burman试验优化产糖化酶培养基,并对比自制糖化酶和工业酶制剂应用于餐厨垃圾乙醇发酵的能力.结果表明硫酸铵、氯化铵、酵母粉、豆饼、玉米粉、硫酸镁、磷酸氢二钾、氯化钙等8个因素中氯化钙为影响发酵的显著性因素.当氯化钙添加量为0.2%时,所产糖化酶的酶活最高,达3404.44 U/ml.自制糖化酶与工业酶制剂应用于餐厨垃圾酒精发酵时的酒精产量仅差6%.表明自制糖化酶可替代工业糖化酶运用于餐厨垃圾酒精发酵工艺中,这不仅可降低糖化酶的生产成本和餐厨垃圾酒精发酵成本,同时也可减少酒糟离心液对环境的污染.     

餐厨垃圾处理设备研究

通过分析食堂餐厅等餐厨垃圾的组成成分和特点,研究了利用生物堆肥方法处理餐厨垃圾的工艺流程,并据此设计了实现餐厨垃圾处理的单元化处理设备的结构组成.实验结果表明：据此设计的单元化处理设备,餐厨垃圾的减量率可以达到91%,并可实现资源化利用.     

我国餐厨垃圾处理问题与出路研究

作为一种典型的易腐垃圾,餐厨垃圾容易带来恶臭等环境问题。餐厨垃圾同时还是一种来源相对单一、不含有毒物质的一种可资源化的物料。基于以上认识,针对日益急剧增加的餐厨垃圾以及垃圾分类大背景下的新型湿垃圾,认为需要在加强"收-运-处"三位一体基础上尽量保证餐厨垃圾的品质,高品餐厨垃圾可以通过加工销售企业的临期食品银行、大中型事业单位的分散堆肥绿化就地消纳、集中堆肥定向非农作物绿化供应以及分类分流多元就地减量方法,中品餐厨垃圾可以通过厌氧发酵产气以及低碳市政污水碳源补充实现能源和物质回收,系列处理后的残渣则利用现有的焚烧和填埋等作为托底进行最终的无害化处置。分散与集中处理的有机结合,充分利用现有垃圾处理设施,挖掘植物绿化可承纳堆肥产品空间,实现餐厨垃圾的源头减量、就近处理、多元消纳,既提高了其资源、能源回收率,又大幅度降低温室气体排放量,减轻环境影响。     

餐厨垃圾高效好氧堆肥过程参数的影响因素研究

为了考察环境温度、初始含水率、通风量和填料量等因素对餐厨垃圾堆肥进程的影响,分别选用3组卧式反应器进行了4因素3水平完全试验和正交试验,对堆料温度、水溶性COD和pH值等餐厨垃圾好氧堆肥过程参数在不同条件下的变化规律进行了研究.结果表明：环境温度、通风量、初始含水率和填料量等不同影响因素对餐厨垃圾好氧堆肥过程均具有显著影响.环境温度、通风量、含水率和填料量等4因素对堆肥减量化率的影响显著性顺序为含水率〉环境温度〉填料量〉通风量.     

微生物燃料电池处理剩余污泥与同步产电性能

针对全球能源短缺和污泥处理过程中能耗较高等问题,采用微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)技术处理剩余污泥并将污泥中的化学能直接转化成电能,从而实现污泥的稳定化与资源化利用.构建以铁氰化钾为阴极电子受体的双室型微生物燃料电池,分别考察了微生物燃料电池以城市污水处理厂剩余污泥为底物时的产电性能和对污泥的降解效果,并从缓冲溶液、阳极底物浓度和阳极区搅拌3个方面分析其对电池产电性能和污泥降解效果影响.电池输出电压可达到0.66 V,MFC运行一个周期,对污泥总化学需氧量TCOD(total chemical oxygen demand)的去除率为36.4%,阳极区缓冲溶液的投加和搅拌均可提高电能的输出及对污泥TCOD的去除能力.     

餐厨垃圾单相厌氧消化系统酸化预警指标

针对餐厨垃圾单相厌氧消化系统极易酸化、缺乏有效预警监控指标的技术瓶颈,在中温条件下利用自行设计的单相厌氧消化反应器,进行了实验室规模的启动、连续式单相厌氧消化系统运行试验,通过深入分析表征系统酸碱抵抗能力指标的变化规律,选取挥发性脂肪酸（VFA）、碳酸氢盐碱度与总碱度的比值（BA／TA）和挥发性脂肪酸总浓度与碳酸氢盐碱度的比值（VFA／BA）作为餐厨垃圾厌氧消化系统酸化抑制的指示性指标。当VFA／BA〉0．8、BA／TA〈0．4或VFA〉3000mg／L时,表明系统缓冲能力极小,应及时采取调控措施预防系统酸化;而当BA／TA≥0．8、VFA／BA〈0．4时系统碱度较高,可以在较高负荷下运行以提高系统的产气效率。     

城市垃圾厌氧堆肥产气控制的初步研究

通过对C/N比为30：1,含水率为85%的模拟垃圾进行间歇式厌氧堆肥实验,初步分析和研究了厌氧堆肥的温度、氧化还原电位、pH值等参数与系统产气量的关系。结果表明,系统的pH值是产气量的一个重要控制参数,而氧化还原电位只在实验初期对产气有一定影响,并且中温（35℃）堆肥的效果优于高温（55℃）堆肥。     

基于骨架构建体污泥脱水及其固化土工性能研究

以含水率为98．5％的污泥为研究对象,添加粉煤灰、生石灰等无机复合调理剂进行改性处理,研究其对泥饼固化体的比阻、含水率、最大干密度、渗透系数和无侧限抗压强度等性能的影响。结果表明,添加的粉煤灰和石灰起到骨架构建体作用,处理污泥的比阻从原污泥的109S2／g降至107s2／g,显著改善了污泥脱水性能。在不外掺水泥等其他固化剂的条件下,脱水后的泥饼固化体7d无侧限抗压强度大于100kPa,具有优良的固化土工性能。     

酸碱与农业生物质骨料对污泥脱水效能的影响

为改善污泥脱水性能,在不同pH条件下考察3种农业生物质即小麦秸秆粉末(WSP)、玉米秸秆粉末(CSP)及稻壳粉末(RHP)对污泥脱水的影响.采用毛细吸吮时间(CST,tCS)及污泥比阻(SRF,FSR)等表征污泥脱水性能,用粒径和Zeta电位考察污泥性质的变化,通过离心液浊度,胞外聚合物质(EPS)含量、束缚水和泥饼结构来解释协同作用机制.实验结果显示,当pH控制在3时,污泥脱水效果最好,深度脱水后泥饼含水率下降到61. 5%;分别投加WSP、CSP及RHP时,污泥FSR分别下降到7. 32×10~8,7. 41×10~8及8. 29×10~8s2/g. pH小于2或pH从8升高到11时tCS和FSR都显著升高;在投加0. 75 g/g DS WSP、CSP及RHP后,也不能改善污泥脱水效果. pH低于2或者碱性条件使污泥释放更多有机物质和浊度,污泥脱水效果恶化严重.酸及生物质改善污泥脱水性能的机理为酸(pH=3)促进污泥分解EPS释放束缚水,而生物质作为骨料提供水分孔道.     

脱水污泥好氧堆肥化处理工艺中的返料比研究

以好氧堆肥化工艺处理脱水污泥,采用干化的堆肥产品调整高水分脱水污泥时,返料比的设计和操作选择非常关键．以深圳市化粪池脱水污泥为研究对象,讨论了堆肥返料比与含水率、有机物含量、孔隙率等的控制问题,并建立了计算模式,为返料比的合理确定提供了理论依据     

城市污泥与玉米秸秆共热解制备吸附剂的研究

以资源化为目的,将城市污泥与玉米秸秆共热解,研究了热解条件和配比对固体产物吸附性能的影响.以徐州污水处理厂脱水污泥为原料,通过加入不同含量(0～70%)的玉米秸秆,在不同的温度下共热解制备出了含碳吸附剂.结果表明:在400～600℃范围内,吸附剂碘值随热解温度升高而下降,700℃时的碘值又明显升高;吸附剂的碘值随秸秆比例的增大而提高,而比表面积随热解温度和秸秆量提高而增大,最高达150 m2/g.吸附剂的孔径分布较宽,以中孔为主,微孔所占比例较小.总孔容随热解温度的升高而增大,随秸秆量增大而下降,但微孔比例上升.共热解法制备的吸附剂的碘值和比表面积与化学法制备的污泥吸附剂相当.     

污水厂过剩污泥与秸秆快速堆肥实验研究

将城市污水处理厂过剩污泥与固废物农作物秸秆结合,采用生物技术经一定工艺方法进行好氧快速堆肥处理,生产出符合城市绿化产业使用的优质有机腐殖肥。实验结果表明,单纯使用过剩污泥和秸秆发酵堆肥的效果很不理想;加入辅助菌种,严格控制适宜的反应条件,30d左右即可快速完成堆肥全过程。经检测,生产出来的有机腐殖肥除个别重金属元素超标外,其余各项指标均符合国家规定的相关标准,可以用于城市绿化产业使用。     

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...     

污水厂过剩污泥与秸秆快速堆肥实验研究

将城市污水处理厂过剩污泥与固废物农作物秸秆结合,采用生物技术经一定工艺方法进行好氧快速堆肥处理,生产出符合城市绿化产业使用的优质有机腐殖肥。实验结果表明,单纯使用过剩污泥和秸秆发酵堆肥的效果很不理想;加入辅助菌种,严格控制适宜的反应条件,30d左右即可快速完成堆肥全过程。经检测,生产出来的有机腐殖肥除个别重金属元素超标外,其余各项指标均符合国家规定的相关标准,可以用于城市绿化产业使用。     

Preparation and microstructure of green ceramsite made from sewage sludge

A pilot study was conducted to produce high performance green ceramsite by using sewage sludge, fly ash and silt. According to the theory of Riley, the proportions of raw materials were chosen to perform the sintering experiments. Thereby, the optimum proportion of sludge, fly ash and silt and sintering parameters were determined. The microstructure of the optimized mixture and the leaching of heavy metal elements were also analyzed. The lab testing results show that sintering parameters have significant impact on the performance of ceramsite. For solid waste ceramsite with high loss of ignition, inadequate pre-burning process lowers the strength and increases the water absorption. Low water absorption can be achieved by the enameled surface and closed pore structure. The high performance green ceramsite has the density grade of 700, water absorption of 6% and compressive strength of 6.6 MPa. The ceramsite is mainly composed of cristobalite and mullite. The leaching of heavy metal elements from the solid waste ceramsite are lower than the limits required by the national standard. This study shows that the utilization of solid waste ceramsite as the light weight aggregate is feasible and safe.     

改性煤气化灰渣调理污泥脱水性能研究

采用改性煤气化灰渣对污泥进行调理,通过测定污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、污泥上清液中胞外聚合物(EPS)含量、Zeta电位,同时结合污泥粒径分析,研究了不同煤气化灰渣投加量对污泥脱水性能影响。结果表明:在改性煤气化灰渣投加量为污泥干重的20%时,污泥脱水性能达到最好,SRF、CST分别为5.11×1011 m/kg、51.2 s;随投加量增加,污泥上清液中EPS含量减少,Zeta电位减小,调理后污泥粒径中d10增大,而d50、d90减小。改性煤气化灰渣调理脱水性能的机理可能是通过构建透水骨架、吸附架桥及静电中作用共同实现的。该研究可为改性煤气化灰渣的工业应用提供一定的理论依据。