高温热水解预处理对污泥脱水性能影响的中试试验

在小试基础上,以江苏某污水处理厂混合污泥为研究对象,研究中试规模高温热水解对污泥脱水性能、离心脱水进泥温度及不同脱水方式对热水解污泥脱水性能的影响。结果表明:热水解预处理能显著提高污泥的脱水性能,并随热水解温度和时间升高、延长而增强;含水率为90.9%的污泥,在180℃、30 min热水解条件下,无需加药,离心脱水和板框压滤脱水产物含水率小于60%,分别达到56.8%和45.2%。就出料含水率来说,在120℃和150℃、30 min热水解预处理条件下,离心脱水具有一定优势,但在180℃条件下的板框脱水更具优势。     

辐射法原油降粘与脱水

采用辐射技术对模拟样品进行原油降粘与脱水实验,考察水浴、微波与超声波作用温度和时间对原油粘度和含水率的影响. 在优化条件下,超声与微波破乳效果好于水浴,当超声温度为70℃、处理9 min时,最大降粘率为72%;微波温度60℃保持11 min,最大降粘率为64.7%. 辐射技术可有效促进油水分离,微波温度50~60℃下作用4~5 min时,脱水率最大达60%;超声温度55℃下作用11 min时脱水率达65%,超声脱水效果明显.     

微波能作用下城市脱水污泥干燥效能研究

将微波辐射用于干燥城市脱水污泥,考察了污泥含水率和温度变化,并作了经济可行性分析。结果表明,微波干燥比常规加热干燥具有更快的速度,微波干燥过程后期温度过高,伴随着污泥热解。微波干燥脱水污泥时,污泥吸收的能量有约70.7%被有效利用,损失的能量基本上可通过干化污泥的燃烧放热得以补偿。     

微波能对化学污泥脱水性能的影响

研究大豆蛋白污水化学污泥的脱水性能，考察微波辐射的功率及时间对污泥脱水性能的影响，确定功率和时间的最佳条件。研究120s内污泥沉降、过滤脱水及比阻的变化，并探讨污泥胞外聚合物含量和污泥颗粒粒径的变化相关机理。结果表明：适宜的微波辐射可明显改善污泥的脱水性，800W、100W和60W微波改善污泥脱水性能的最适宜时间分别为60s、120s和120s，上清液中多糖的含量介于460～470mg／L时污泥脱水性能最佳。适宜的微波辐射能够改善污泥的脱水性能，过量的微波辐射则使污泥脱水性恶化。     

Fenton试剂对剩余污泥脱水性能的改善

研究了利用Fenton试剂调理城市污水处理厂剩余污泥,通过测定污泥毛细吸水时间(CST)、污泥比阻(SRF)和泥饼含水率来表征污泥脱水性能的变化,分别考察了污泥初始pH、H2O2投加量、H2O2/Fe2+、反应温度和反应时间对污泥调理效果的影响。综合考虑,确定Fenton调理污泥的最佳条件为:pH=3、抽滤脱水和离心脱水H2O2最佳投加量分别为3 g/L和9 g/L、H2O2/Fe2(+质量比)最佳范围为8～12、反应温度50℃、反应时间60 min。对污泥离心上清液中胞外聚合物(EPS)含量的研究表明,Fenton调理后污泥上清液中蛋白质和多糖含量有大幅升高,说明Fenton试剂能有效氧化破解EPS,从而提高污泥的絮凝性,改善污泥的脱水性能。Fenton氧化后污泥颗粒粒径变小,比表面积增大。     

冻融处理对预脱水净水污泥脱水性能的影响

针对净水污泥含水率高、脱水性能差的问题,采用具有良好脱水效果的冻融法调理,并进一步调理经过预脱水的低含水率污泥,以期提高脱水效能。考察冷冻温度、时间和初始含水率对冻融调理的影响,并分析污泥各方面的变化,探究冻融作用机理。结果表明,净水污泥经冻融调理后脱水性能有明显提升,在-12 ℃下冷冻 12 h 后,其污泥比阻（SRF）、泥饼含水率和污泥沉降比(SV₃₀)分别可降至 1.57×10¹²m/kg、59.9% 和 20.2%。而预脱水污泥的冻融调理效果相较于原泥直接冻融有进一步提升,且初始含水率越低（80% 以上）,脱水效果越好,最佳冻融条件下（含水率82%,-12 ℃,6 h）,其泥饼含水率、SRF 分别为 46.5% 和 1.51×10¹¹m/kg,相较于原泥降低了 50.8% 和 99.5%。而冻融改善污泥脱水性能的可能机理为在生长冰晶的不断作用下破坏了污泥原有的絮体结构,并相互团聚成大颗粒污泥,同时增强了污泥增溶性和疏水性,使自由水以不可逆的方式显著增加。     

微波化学法原油破乳脱水工艺的优化

对原油乳状液分别采用热化学法及微波热化学法进行了破乳脱水实验。对于本实验所用含水量为78%的1#原油乳状液,采用热化学方法时,破乳剂的用量为100 mg/L,加热温度为65℃,加热9 min后,可脱水约为96.2%;而采用微波化学法时,破乳剂的用量为50 mg/L,辐射时间为10 s,沉降时间为2 min,可脱水约为94.9%。提出了原油乳状液脱水的工艺为对原油乳状液采用二次脱水处理,首先采用微波化学法,再对一次脱水后的上层原油乳状液采用加热法。对1#原油乳状液,一次微波辐射脱水后,上层油的含水量在18%左右;对上层油进行加热二次脱水后,原油的含水率小于0.3%,可得到合格原油。     

微波-超声波对铝加工污泥的脱水性能研究

采用微波调理、超声波调理以及微波-超声联用调理技术对铝加工污泥进行了实验,通过改变微波功率、微波时间、超声时间等因素,研究污泥含水率和损耗比的变化情况。结果表明,微波单独调理,微波功率为400 W,微波辐射时间为40 s时,污泥含水率从90%降至最低为74.87%;超声波单独调理,超声时间为8 min时,污泥含水率从90%降至最低为77.57%;微波-超声联用调理时,微波功率为400 W,微波辐射时间为40 s,超声时间为4 min时,污泥含水率从90%降至74.09%。     

阳离子絮凝剂在生化污泥脱水中的应用

针对某厂生化污泥离心脱水系统出现的污泥含水率高于90%和絮凝剂单耗高达4.94 kg/t污泥的生产异常问题,采用单因子法,分析阳离子聚丙烯酰胺的分子量、投加浓度及配比对絮凝效果的影响,寻找最佳工艺参数。实验结果表明,当阳离子聚丙烯酰胺分子量为800万、投加浓度为0.26%和污泥进样量与絮凝剂进样量为5∶1时,离心脱水达到最佳处理状态,污泥含水率控制在80%以内,絮凝剂单耗降低了0.61 kg/t污泥。     

碱热联合处理用于污泥强化脱水

研究了城市污水厂脱水泥饼采用碱热联合预处理时,不同处理时间、温度、投碱量条件下的强化脱水效果,探讨了脱出液的资源利用方式。结果表明:碱的加入可以降低污泥热处理温度,达到相同含水率67%时投加NaOH可以降低40℃,投加Ca(OH)2可以降低80℃。在相同的热处理温度和处理时间下,加碱后脱水污泥最终的含水率可以降低6%～11%。在140℃、60min、Ca(OH)2投加量与污泥固体(TS)比为0.35的碱热处理条件下,含水率可达到60%,质量减少率为63.8%,每吨脱水污泥需要增加药剂费用10元,经济性较好。该条件下污泥脱出液的腐殖酸含量为6.79g·L-1,浓缩5倍后可以用于制取含腐殖酸叶面肥料。     

Influence of microwave irradiation on sludge dewaterability

The study focuses on the effect of microwave irradiation on sludge dewaterability. Capillary suction time and specific resistance of filtration were used to evaluate sludge dewaterability. Soluble chemical oxygen demand, extracellular polymeric substance (EPS) content and sludge particle size were determined in an attempt to explain the observed changes in sludge dewaterability. The results indicated that microwave application slightly enhanced sludge dewaterability with short contact time, while it significantly deteriorated sludge dewaterability with long contact time. The results show that 900 W and 60 s is an ideal microwave condition, yielding maximum sludge dewaterability characteristics by generating sludge with optimal disintegration (1.5–2%), EPS concentration (1500–2000 mg/l), and particle size distribution (120–140 μm).     

净水厂污泥冰冻-解冻调质影响因素研究

对净水厂污泥的冰冻-解冻调质的影响因素,包括冰冻温度、冰冻时间、污泥量以及初始含固率对污泥脱水性能的影响进行了研究。污泥过滤后的含固率随冰冻温度的降低、冰冻时间的延长、污泥量的减小而升高。各因素的作用大小依次为:冰冻时间、冰冻温度、污泥量。试验最佳组合条件为:冰冻时间为25h,冰冻温度为-20℃,污泥量为300mL。     

无机调理剂与表面活性剂联合调理对污泥脱水性能的影响

研究了CaO、PAFC联合表面活性剂预处理对污泥脱水性能的影响。以污泥滤饼含水率和比阻（SRF）作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥调理过程中胞外聚合物（EPS）含量、Zeta电位的变化来阐明污泥脱水性能的变化。实验结果表明,十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）的加入导致上清液中EPS含量发生变化,有效降低了SRF和滤饼含水率,提高污泥脱水性能。CaO、PAFC和表面活性剂的联合调理污泥比单独使用表面活性剂的效果更好,CaO、PAFC的投加不仅改善污泥脱水性能,并有助于减少表面活性剂的用量。污泥上清液中EPS及其各组分含量与污泥滤饼含水率、SRF均有较高的相关性,对污泥的脱水性能有重要贡献。实验中确定的最佳污泥调理条件是CaO投加量为66.67 mg·（g DS）^-1、PAFC投加量为33.33 mg·（g DS）^-1和表面活性剂投加量为56.25 mg·（g DS）^-1,污泥滤饼含水率和SRF分别降至69.41%、0.294×10¹³ m·kg^-1。     

温度对推流式微氧污泥床脱氮效能的影响

研究了温度变化对推流式微氧污泥床(PMSB)运行过程中同步脱氮除碳处理低碳氮比污水效能的影响。结果表明,反应器在33℃运行,NH4+-N和TN去除率分别稳定在90%和80%以上,COD去除率达到91.5%。温度的阶段性下降(33~15℃)导致功能菌群活性受到抑制,污泥氮负荷(NRR)由75.5 mg/(g·d)降至15℃时51.3 mg/(g·d)。15~33℃污泥活化能为14.8 k J/mol,胞外聚合物(EPS)含量随着温度的降低显著升高。温度回升至30℃时脱氮效能迅速恢复,表明反应器对温度变化的适应性较强。     

蛋白酶/热压力处理对污泥脱水性的影响

比较不同处理方式对污泥脱水性能及蛋白质提取效率的影响。通过热压力、蛋白酶、热压力-蛋白酶3种方式对机械脱水污泥进行处理。结果表明,在65℃、75℃热压力（3MPa、6MPa、9MPa）下,与原污泥相比蛋白质提取量平均增加41.74%、65.64%;热压力处理后污泥脱水性改善不明显。胃蛋白酶添加量为0.04g/g TSS时,蛋白质提取量最高为108.52mg/g TSS,污泥毛细吸水时间（CST）为最小值154s。65℃热压力（3MPa、6MPa、9MPa）-胃蛋白酶、中性蛋白酶处理后,蛋白质提取量与热压力污泥相比分别提高了38.5%和35.8%;75℃、85℃热压力（3MPa、6MPa、9MPa）-木瓜蛋白质酶处理后,蛋白质提取量均达到220mg/g TSS以上;热压力-胃蛋白酶在75℃,6MPa脱水效果最好,毛细吸水时间为170s。     

基于移动床的印染污泥微波热解及固相产物的表征与分析

采用微波热解技术,通过改变微波功率、热解温度、气体和固体停留时间、添加催化剂,探究印染污泥热解的特性。采用元素分析、扫描电镜（SEM）、BET比表面积仪、X射线荧光光谱仪（XRF）、X射线衍射仪（XRD）和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）对印染污泥和泥炭进行了分析。实验结果表明,随着温度的升高,泥炭产率逐渐降低,750℃时降到63.87%（质量）;气体产率随温度逐渐增加。添加CaO和Fe,泥炭产率增加,不可凝气体中CO₂含量减少,H₂、CO和CH₄含量增加,最大H₂含量达64.17%。随着热解温度的升高,泥炭中C、H、N元素含量逐渐降低,S含量有所升高。热解温度在550℃时,泥炭的比表面积达到最大值91.9 m²·g^-1。经微波热解后,污泥中的重金属符合农业排放标准的要求。     

Enhancement of biological fermented sludge dewaterability by inoculation of filamentous fungi Mucor circinelloides XY-Z and Penicillium oxalicum LY-1

Abstract

The two filamentous fungi of Mucor circinelloides XY-Z and Penicillium oxalicum LY-1 isolated from citric acid wastewater sludge collectively enhanced sludge dewaterability by 85.83% to achieve the lowest value of normalized sludge specific resistance (SRF) to 6.8?×?10¹¹ m·L/kg·g-TSS. The results showed that 75.77% of slime extracellular polymeric substances (EPS), 42.99% of protein in slime EPS and 60.27% of polysaccharide in LB-EPS were degraded during activated sludge treatment by the two mixed fungi of Mucor circinelloides XY-Z and Penicillium oxalicum LY-1, contributing to the conversion of 64.61% of bound water wrapped in EPS into free water, thereby improving activated sludge dewaterability.     

碱性发酵污泥脱水性能的变化及其原因分析

通过控制温度在25℃和35℃,利用Ca(OH)₂和NaOH调节碱性发酵过程中pH至10,研究了碱性产酸发酵过程中碱性发酵液脱水性能的变化,并且分析了影响碱性发酵液脱水性能的因素。研究发现NaOH条件下得到的发酵污泥的脱水性能比Ca(OH)₂条件下得到的发酵污泥的脱水性能差,同种碱试剂条件下,35℃条件下的发酵污泥脱水性能比25℃条件下差。通过对溶解的蛋白和多糖含量的分析,得出在一定范围内,两者的含量与标准化CST(毛细吸水时间)存在较好的线性关系,并且单位多糖比单位蛋白更能引起发酵污泥脱水性能的恶化。通过对溶解的蛋白多糖结合Zeta电位、平均粒径分析,得出温度和Ca²⁺可能是引起碱性发酵污泥脱水性能差异的根本原因,Ca²⁺能中和胶体表面较多的负电荷,在污泥絮体之间起到良好的吸附架桥作用,从而不利于污泥的水解,抑制有机物的溶出,而有利于污泥的脱水。从脱水成本和产酸量综合分析,Ca(OH)₂比NaOH更适合作为碱试剂调节pH,25℃条件下更适合作为碱性发酵的温度。     

污泥深度脱水调理剂对污泥干化过程中含硫气体释放的影响

采用5种复合调理剂改善污泥脱水性能,制得深度脱水泥饼。通过检测N₂气氛下,不同干化温度（100℃、200℃）,停留时间（30 min、60 min）时,不同调理脱水污泥含水率的变化情况,以及含硫气体的种类和释放量,探讨不同调理剂对干化过程中含硫气体释放特性的影响。结果表明,提高温度、延长时间都可以有效降低污泥的含水率;原污泥干化过程释放的主要含硫气体为H₂S和SO₂,其总量占含硫气体的82.4%;FeCl₃+CaO和H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO复合调理剂调理脱水泥饼在干化过程中SO₂释放量占原污泥释放量的40.3%和40.6%,H₂S则基本没有释放;H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO调理脱水污泥在100℃和200℃干化过程中的总硫释放量分别占原污泥总释放量的75.0%和45.6%,该复合调理剂在有效提高污泥脱水性能的基础上,能最大限度地抑制含硫气体的释放。