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。     

除磷系统剩余污泥中营养元素的快速释放及回收

除磷系统的剩余污泥在浓缩、储存及后续的处理过程中均可能引起磷的释放,释放的磷往往导致正在运行的污水处理厂的磷负荷超标,最终引起出水磷的不稳定排放。针对此问题,在分析生物除磷系统剩余污泥化学特性的基础上,探讨除磷剩余污泥中营养元素的快速释放条件及磷回收效果。采用两个平行反应器,其中一个作为控制反应器,另一个添加表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS),在中温厌氧条件下对剩余污泥进行水解,并对水解产物中的营养元素在室温、pH值为9.5、搅拌转速为400 r/min的条件下进行鸟粪石回收。结果表明:生物除磷系统的剩余污泥具有磷含量高、磷释放快速、氮释放缓慢的特点;添加SDS不仅可以促进污泥水解过程中磷和氮的释放,而且对回收鸟粪石有积极作用;综合考虑水解产物中的氮、磷浓度及其比值和水解的时间成本,建议快速水解条件为添加SDS且水解24 h。     

臭氧氧化污泥减量和碳源回收利用研究

将臭氧氧化技术和A2/O生物脱氮除磷工艺相结合,考察了同时实现污泥减量和碳源回收用于生化系统脱氮除磷的可行性。A2/O工艺运行稳定后,控制臭氧浓度为25 mg/L,对剩余污泥连续破解并投加到缺氧池。结果表明:经臭氧氧化后,混合液中的SCOD浓度增加到氧化前的3.5倍,对SS和VSS的去除率分别可达46.8%和42.3%;经过臭氧氧化的剩余污泥回流到A2/O系统后,使C/N和C/P值均提高了约一倍,但是脱氮除磷效率却没有提高。这是因为DO浓度过高,破坏了厌(缺)氧环境;同时,所释放的COD中能够被微生物快速利用的较少。     

剩余污泥生态稳定化技术研究

剩余污泥的处理与处置已经引起广泛关注,但现行技术的高投资和运行费用又限制了该问题的彻底解决。本文提出了污泥的生态稳定法,利用人工湿地技术对污泥进行稳定化、无害化处理,并兼对渗滤液进行处理。初步试验结果表明,对剩余污泥进行生态稳定化处理在技术上可行。     

剩余污泥资源化利用技术研究进展

介绍了剩余污泥处理处置的现状,梳理了国内外剩余污泥资源化方法,包括制备建筑材料、能源利用、制备吸附材料、土地利用、制备微生物絮凝剂等技术。在综合了国内外剩余污泥资源化利用技术的基础上,提出了剩余污泥的应用前景。     

pH对剩余污泥中氮、磷释放的影响

将pH分别控制在不同条件下(3.0、5.0、8.0、10.0和不调节),并测定各条件下剩余污泥溶出的NH4+-N和PO34--P浓度,考察了剩余污泥在水解酸化过程中pH对NH4+-N、PO43--P释放的影响。结果表明:对剩余污泥的pH进行调节,能够提高氨氮、正磷酸盐的释放量,且酸性环境下的NH4+-N和PO43--P释放量明显高于中性和碱性环境下的释放量。     

剩余污泥转化能源的瓶颈与突破技术

发展低碳经济演绎出污水处理碳中和运行的概念,其实质就是污水处理运行向着能源消耗自给自足的方向逼近。为此,剩余污泥厌氧消化转化能源技术重获生机。然而,污泥厌氧消化除受一般影响因素与工艺条件限制外,在很大程度上被污泥组分所控制。在简述有机物厌氧消化一般影响因素与工艺条件的基础上,总结、归纳出稳固的剩余污泥细胞体与木质纤维素结构是污泥转化能源的瓶颈所在,腐殖质的存在很大程度上也会抑制其他有机物的水解。通过适当预处理技术可实现对细胞破壁与木质纤维素破稳的双重效果,也可能会对腐殖质结构破坏产生一定影响。此外,研究在厌氧消化系统内屏蔽腐殖质抑制水解过程的方法亦十分重要。系统外部CO2或H2的介入有可能会刺激甲烷的生成,同时也存在一定程度上的碳捕捉作用。     

剩余污泥碱解上清液作为反硝化碳源的回用量实验研究

考察剩余污泥碱解上清液作为反硝化碳源的反应速率,并据此初步确定上清液的回用量。对剩余污泥进行碱解发酵,选取SRT=9 d的上清液,采用不同的VFA/N比值进行批式试验,考察其反硝化速率,选择出试验条件下的较优比值,并应用于实际生活污水中,与单纯生活污水脱氮对照,考察回用的可行性以及回用量的确定,提出利用阶段反硝化率粗略估计污泥碱解上清液回用量的思路。结果显示,所有比值的反硝化速率曲线均可分为4段,且随着VFA/N比值的增加,反硝化速率明显增加,pH值的变化趋势也与之对应;以VFA/N=2.47为分界点,比值继续增加,反硝化速率的增长并不大;将上清液以一定比例投入生活污水,反硝化速率明显提高,平行组6 h反硝化量分别达到47.0 mg/L和33.9 mg/L。     

基于机械淘洗的活性初沉池碳源转化与回收评价

针对我国污水处理厂进水碳氮比值失调、初沉池中颗粒态碳源流失严重导致生物系统脱氮除磷碳源不足的问题,开展了传统初沉池运行效果评价与活性初沉池碳源转化回收技术研究。结果表明,传统初沉池对COD的去除率达到40.49%,其中对颗粒态COD的去除率更是高达56.27%,初沉池中大量碳源的无效流失导致生物系统进水碳氮比值与碳磷比值明显降低。而在活性初沉池中试系统中,由于大量污泥在池底部长期积累,有利于水解发酵细菌的繁殖与富集。高通量测序分析结果显示,Proteobacteria(34.17%)、Bacteroidetes(22.22%)、Chloroflexi(13.29%)是活性初沉池系统中的优势种群。活性初沉池系统使初沉污泥中微生物种群结构发生了显著的变化,而这种变化有利于初沉污泥水解发酵的进行。通过微生物的水解发酵及机械搅拌单元的淘洗作用,活性初沉池出水SCOD与VFAs可分别增加51.7 mg/L和18.8 mg/L,经过活性初沉池后污水的SCOD/TN值和SCOD/TP值可分别提高40.9%和41.8%。活性初沉池系统可有效减少污水中碳源流失,实现对颗粒态碳源的原位转化与回收。     

不同预处理方式下剩余污泥中磷释放及有机物变化

为了系统掌握同种污泥在不同处理方式下磷释放过程及伴生有机物的变化情况,采用厌氧、EDTA-厌氧、超声以及厌氧-超声4种预处理方式,探究处理前后TP、PO_4~(3-) -P、SCOD、蛋白质、多糖及DNA浓度变化特性,以及溶解性有机物的组分分布。结果表明,在不同预处理方式下污泥释磷效果及各类有机物产生量存在差异,联合处理的释磷效果优于单一处理方式;经EDTA-厌氧、厌氧-超声处理后污泥释放的PO_4~(3-) -P浓度最高,分别达到6. 04、10. 72 mg/gVSS,其中经过EDTA-厌氧处理后产生的蛋白质、多糖、微生物副产物及腐殖酸类物质的量少,有利于后续磷回收。综合而言,EDTA-厌氧预处理的效果最优。     

餐厨垃圾与剩余污泥处理现状及技术展望

随着经济的快速发展,餐厨垃圾、剩余污泥等城市有机废弃物的产生量日益增大,如何处理这些废弃物成了一个亟待解决的问题.通过分析填埋、堆肥、饲料化、焚烧、厌氧发酵等几种备选技术的利弊和发展趋势,认为餐厨垃圾和剩余污泥联合发酵技术是一种较为理想的处理技术,产氢量可达2.11 molH2/mol己糖.最后,简要阐述了近年来该技术在国内外的研究进展,分析了该技术存在的问题并提出了建议.     

城镇污水处理厂剩余污泥处理与处置技术探讨

随着城镇污水处理率的提高,污水处理厂的污泥减量化和处理、处置等问题日益受到重视。介绍了近年来在无锡市芦村污水处理厂开展的多项污泥减量化和处理、处置研究,包括污泥厌氧消化、生物菌剂减量、好氧沉淀工艺减量、延时曝气减量、生物沥浸干化、剩余污泥制肥、剩余污泥合成PHAs等。通过对实际运行数据的整理和分析,对技术的处理效果和适用条件进行了比较和讨论,并探讨了适合无锡地区的污水处理厂污泥处理与处置的技术路线。     

活性污泥工艺中剩余污泥的减量化技术

阐述了剩余污泥减量化的理论基础和技术策略，指出剩余污泥的减量化可能会导致污泥沉降性能的改变和出水中氮浓度的上升。     

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。     

酸碱联合调节剩余污泥过程中磷的释放及形态转化

分别采用先酸(pH值=3.0)后碱(pH值=10.0)、先碱(pH值=10.0)后酸(pH值=3.0)的两段控制方式(每段反应8 d),同时做pH值不调节的对比试验,研究剩余污泥中磷的释放速率及其形态转化情况。结果表明,酸性调节更有利于磷的释放,而碱性调节对钙磷和弱吸附态磷的赋存有利;磷的释放速率在1~2 h内达到最大,这有利于短期内获得高浓度的PO3-4-P;铝磷是剩余污泥中磷的主要赋存形态。     

剩余污泥减量技术评价及未来潜在技术展望

剩余污泥减量技术众多,可分为在污水处理过程中靠强化分解代谢减少污泥量以及在污泥处理阶段通过脱水、消化、焚烧等手段减少污泥量两大类.首先,评价了目前应用与研究中的各种污泥减量技术;其次,介绍了欧盟国家目前以强化厌氧消化为目的的能量(甲烷)回收技术及其预处理技术;最后,展望了未来潜在的污水/污泥处理、减量技术--生物可降解塑料PHA的生产技术.     

冶金污泥回收利用技术的生产实践

冶金生产各工序产生的污泥成分、性质各不相同,其共同点是含铁量较高,具有极高的回收利用价值.目前冶金企业普遍采用分质回收利用的处理工艺,而鄂钢烧结分厂则将各分厂的生产污泥进行混合、浓缩、脱水后制成污泥膏直接用于烧结混合配料.生产实践表明,该技术不仅可以消除冶金生产污泥的污染,同时可以降低烧结生产成本,具有极高的环境效益和经济效益.     

污泥中的磷及回收技术研究进展

污泥磷回收是解决磷资源匮乏的战略需求,也是废物资源化的有效手段。因有毒物质的存在,污泥磷释放是磷回收的重要前提。根据不同的污水处理工艺及后续污泥处理处置技术,介绍了三种主要富磷污泥中磷的赋存形态及转化机制,提出了识别污泥中磷的赋存形态对磷回收技术开发的重要性。基于目前对污泥中磷赋存形态的认识,以酸溶为代表的化学法和以厌氧消化为核心的物化-生物组合技术是污泥磷释放的有效手段。针对污泥中磷回收技术研究现状及存在的问题,结合污泥综合处理处置的理念,指出开发与污泥厌氧资源化相适应的磷回收技术成为可持续的发展方向。     

厌氧条件下剩余污泥中有机物、氮、磷的释放规律

主要研究了厌氧条件下剩余污泥中有机物及氮、磷的释放规律。小试实验结果表明:剩余污泥中SCOD及氮、磷的释放基本随SRT的延长而增加,当SRT=5 d时,SCOD的释放已达到比较好的效果;此外,温度变化对物质的释放影响较大,在25℃以上时,延长SRT可使各物质得到更好的释放;在20℃以下时,进一步延长SRT各物质继续释放的效果不明显。中试实验结果表明:剩余污泥在SRT=5 d的厌氧条件下,SCOD及氮、磷均得到了较好的释放;控制污泥SS质量浓度在6 000 mg/L以上,并保持较长的运行时间,可使系统内各物质得到最佳的释放。     

剩余污泥热处理过程中磷、氮和有机碳的释放特性

采用热处理方法可以使剩余污泥中的磷快速释放出来,从而为进一步的磷回收创造有利条件。为了能更全面地了解热处理过程,通过与生物释磷过程进行比较,考察了剩余污泥热处理过程中磷、氮和有机碳的释放特性。试验结果表明,最佳的热处理参数是:热处理温度为50℃,处理时间为1 h,此时的净释磷浓度和释磷速率分别可达81.8 mg/L和9.98 mgPO43--P/(gMLSS.h),分别为生物释磷的3.7倍和2.6倍,而氮和有机碳的释放量较少,有利于磷的回收。