污泥水热处理制备清洁燃料的研究进展

目前,庞大的污泥产生量是困扰工业与市政工程的一个主要问题,对其减量化与能源化利用是污泥处置的关键。其中,水热技术是一种可直接并有效利用污泥等高含水率废弃物的处理手段。本文首先介绍了污泥的特点以及处理现状,然后总结了国内外近年来关于污泥水热处理工艺的发展历程与工业应用情况。此外,着重讨论了水热处理对污泥能源化利用的各项优势,包括：降低NO_x、酸性气体与飞灰等污染物的排放,固定污泥重金属,改善污泥燃料性能,提高污泥脱水性能以及降低其处理成本等。同时,针对不同种类污泥的不同组分在水热处理过程中的反应过程与影响因素进行了详细讨论。最后,对于污泥水热处理能源化利用的发展前景作出展望,指出深入研究污泥与其他废弃物混合水热或焚烧过程中的协同作用是制备高品质燃料的重要途径。     

污泥深度脱水技术研究进展

随着经济的发展和国民生活水平的提高,污水污泥的排放量逐年增加,环境问题愈发严重,污泥的处理处置成为焦点问题,污泥脱水是制约污泥处置处理进一步发展的关键。本文针对目前污泥深度脱水技术开展,首先简述了不同来源污泥的分类及其基本特性,然后重点阐述了不同污泥预处理技术,分析了各污泥深度脱水技术作用机理,并对各自脱水效果及优缺点进行比较分析。结果表明,物理法中水热预处理对污泥的可脱水程度提升最大。较低声强、短时间的超声波处理对污泥脱水性能有着明显的改善。化学法在污泥过滤性能以及脱水速率方面有很大优势,酸碱处理后污泥zeta电位上升,污泥过滤性能及脱水速率得到改善。高级氧化法处理后污泥脱水效果高于酸碱处理,微生物细胞被溶解释放出有机物,可脱水程度改善。生物法处理污泥除改善污泥脱水性能外,还有对环境污染小等特点,但耗时较长。最后对污泥的后续脱水工艺进行综述,介绍了现存的主流脱水工艺,包括机械脱水、热干化技术、水热脱水工艺等;并针对不同的污泥后续利用方法,选取合适的预处理技术,提出相应优化的污泥处理工艺流程。     

超声波预处理城市剩余污泥脱水性能研究进展

城市剩余污泥脱水是处理污泥的重要步骤之一。以超声波频率、声能密度、超声时间、pH值等影响因素为考察对象,通过选取的表征污泥脱水性能的参数,分析了超声波处理对城市剩余污泥脱水性能的影响,介绍了超声波与其他方法耦合改善污泥脱水性能的研究现状,着重研究了超声波处理污泥脱水性能的机理,并对今后超声波处理污泥脱水性能的研究进行了展望。     

Fenton技术处理市政污泥综述

国内外学者对Fenton技术处理市政污泥的研究均表明其能显著改善污泥脱水性能。这主要是因为Fenton试剂能产生氧化能力超强的OH·,其可以快速将污泥中微生物的胞外聚合物(EPS)氧化分解,降低污泥的有机质,从而提高污泥脱水性能。文章尝试通过阐述目前Fenton技术对市政污泥的作用机理、处理效果、对后续处置影响分析、经济性能分析和工程应用情况,以评估这种技术对市政污泥的工程应用前景。     

生物质水热液化研究进展

水热液化技术可处理高含水率生物质且无需脱水等高耗能环节,具有良好的经济性与工业应用前景,已成为一种极具潜力的生物质能源利用方式。本文综述了生物质组分水热液化的机理,并对其应用生产进行了概述。回顾了生物质水热液化的研究历程,重点阐述纤维素、半纤维素、木质素、脂质和蛋白质等生物质的主要组分结构和水热液化反应机理,以及生物质水热液化反应器的工艺流程,明确了生物质水热液化存在的问题并对其发展方向进行展望。     

水热电解质法污泥脱水技术

活性污泥法广泛应用于市政和工业废水处理,处理过程中产生大量的活性污泥,污泥脱水性能差,成为制约污泥处理处置的瓶颈。水热电解质法是一种有效的强化污泥脱水技术,工艺、设备简单,效果相对明显。综述了水热电解质法污泥脱水技术的研究进展,重点就温度、电解质种类和浓度等关键因素对污泥脱水性能的影响进行了探讨,并对该技术需要解决的问题和应用前景进行了展望。     

污泥脱水预处理技术综述

随着城市化进程的不断加快,城市污水处理的规模和质量不断提高,所产生的剩余污泥作为固体废弃物的处理与处置也越来越成为制约污水处理效果的关键问题。由于污泥混合体的架构复杂且含有微生物组成的细胞和胞外聚合物(EPS)等亲水性物质,污泥脱水困难。污泥预处理作为强化污泥脱水和后续稳定化处理的关键技术能够有效改变污泥组成形态、促进污泥中细胞水和结合水向自由水的转变,是提高污泥脱水效率的主要方法。当前,主要的污泥脱水预处理主要包括:物理法、化学法和上述两种方法的组合等方式。文中主要讨论了不同预处理方法对污泥脱水性能的影响。     

污泥脱水研究现状与新认识

从理论及技术2个方面总结了污泥脱水的发展过程及发展特点,着重介绍了国内外污水处理厂的污泥脱水现状;并从多场联合作用的角度阐述了污泥脱水的本质、理论核心及技术核心。认为目前污泥脱水实践远落后于理论,现有研究多关注多技术的联合使用,缺乏对污泥脱水过程中作用场之间相互作用的认识,对污泥脱水的微观机理分析还不够透彻,实际上,污泥脱水是水在外力驱动下克服淤堵从排水通道排出的过程,通过微观模型分析可以发现,随脱水进行,污泥固体颗粒和水相互作用形成的排水通道会不断发生变化,相应的淤堵机制也会发生改变,所以污泥脱水的微观研究应该注重从排水通道的角度分析其淤堵机理。     

含煤污泥深度脱水技术研究进展

聚焦于煤化工行业中含煤污泥的脱水技术。随着技术进步,脱水方法正从传统技术转向结合多种技术的联合处理,旨在通过溶解胞外聚合物(EPS)来提高脱水效率。分析了含煤污泥的特性、处理难点,并指出未来研究需解决的关键问题：一是优化脱水技术的联合顺序和方法选择;二是明确联合深度脱水对污泥能源利用、资源回收及材料制造的影响;三是完善含煤污泥脱水工艺的多角度评价体系。建议采用生命周期评价(LCA)方法,对污泥处理的碳排放、环境影响和成本进行综合评估,以推动含煤污泥深度脱水技术的优化与推广。     

城市污泥/褐煤共水热碳化产物的热化学转化特性及规律研究

污泥和褐煤通过共水热碳化预处理以制备高品质固体燃料,为污泥和低阶煤的有效处理提供了一种可行方案。本研究主要考察了城市污泥（SS）和褐煤（LC）在不同温度下（120,180,240和300℃）进行共水热碳化制得的固相产物（水热炭）的热化学转化特性和规律,包括燃烧、热解和半焦CO₂气化过程,并分析了这些过程中的协同作用。结果表明,共水热碳化预处理对城市污泥和褐煤的热利用行为有显著影响。一方面,共水热碳化处理后的水热炭相对其计算值具有更高的产率、煤化程度、热值等,同时具有更低的灰分含量。另一方面,混合物水热炭在燃烧、热解和半焦CO₂气化过程均表现出一定的协同作用（促进燃烧和热解行为,降低气化活性）,且水热温度在240℃附近时,这种作用最为明显。鉴于热解和气化过程的协同效果均低于燃烧过程,共水热碳化产物被认为更适合用于燃烧。这些发现表明,将共水热碳化改性提质处理与后续热化学工艺相结合,对于能源的产生和有机废弃物的利用都有一定的积极意义。     

剩余污泥脱水预处理技术研究进展

剩余污泥脱水实现减量化是后续处置的关键。利用CiteSpace分析了国内外剩余污泥脱水领域的研究方向，综述了化学调理和氧化（酸/碱预处理、药剂调理、氧化预处理等）、物理预处理（微波、超声、水热、冷融、电渗透等）及生物预处理等预处理技术强化剩余污泥脱水的机理和效果。最后，基于碳中和背景下，提出剩余污泥脱水前处理技术的发展方向，以期为污泥脱水工艺选择和研发提供有效的科学支撑。     

超临界水氧化技术处理污泥的研究与应用进展

超临界水氧化技术是一种新型且高效的废物处理技术,利用水在超临界状态下的特殊性质使其在处理含有机物及难降解有机污染物的城市污泥、工业污泥等时具有独特的优势。介绍了超临界水氧化技术机理的研究进展,介绍了国内外近年来超临界水氧化技术在污泥处理领域的研究进展,从反应时间、反应温度、体系压力、催化剂、氧化剂、共氧化剂等影响因素系统总结。介绍了该技术在国内外污泥处理领域的实际应用现状、具体工艺流程及成本效益,并针对目前存在的问题对超临界水氧化处理技术处理污泥的前景方向进行了展望。     

超临界水氧化技术处理污泥的研究与应用进展

超临界水氧化技术是一种新型且高效的废物处理技术,利用水在超临界状态下的特殊性质使其在处理含有机物及难降解有机污染物的城市污泥、工业污泥等时具有独特的优势。介绍了超临界水氧化技术机理的研究进展,介绍了国内外近年来超临界水氧化技术在污泥处理领域的研究进展,从反应时间、反应温度、体系压力、催化剂、氧化剂、共氧化剂等影响因素系统总结。介绍了该技术在国内外污泥处理领域的实际应用现状、具体工艺流程及成本效益,并针对目前存在的问题对超临界水氧化处理技术处理污泥的前景方向进行了展望。     

超声-酸化对活性污泥脱水性能的影响

剩余污泥是废水生物处理中不可避免的副产物,污泥成分复杂、含水率高,其处理处置已成为污水处理厂的主要挑战之一。本试验以CST、含水率、泥饼固/水含量为指标,探究了酸化和超声的整合(A/US)工艺对污泥脱水性能的影响。研究表明,超声有利于促进EPS溶出,且酸性环境会导致污泥中EPS功能基团质子化,促进酸化水解,并有利于超声作用后的污泥再絮凝从而提高污泥过滤性能。     

胞外聚合物对好氧颗粒污泥影响的研究进展

结合国内外对胞外聚合物和好氧颗粒污泥技术的最新研究进展,本文简要介绍了胞外聚合物的提取和测定方法;着重分析了影响EPS含量的主要因素,包括有机负荷、水力剪切力、沉降时间、废水水质等;详细论述了其主要成分蛋白质和多糖以及其对好氧颗粒污泥的形成、结构稳定性作用机理,探讨了EPS对颗粒污泥传质的影响;并提出了建立EPS标准提取方法、EPS组分对污泥沉降性的影响机制以及EPS中其它组分如腐殖质和通过共价、絮凝作用等结合的无机物对好氧颗粒化过程所起的作用进行深入的研究将会是今后的研究重点,进一步的研究有望揭示EPS对好氧颗粒污泥形成和稳定影响的作用机制。     

含油污泥电化学处理技术研究进展

介绍了含油污泥的来源,组成及特点,简要分析了电化学处理含油污泥的机理及其优势,重点从破乳脱水和重金属两方面讨论了电压、处理时间、pH值、添加剂4个因素对电化学法处理效果的影响,并对未来含油污泥电化学处理技术应用前景进行了展望,以期为含油污泥电化学处理技术发展提供一定的借鉴。     

含油污泥的废油置换脱水特性

以辽河油田的含油污泥为研究对象,提出了利用车用废润滑油高温置换脱水的新方法。本文对置换脱水过程中,废油在含油污泥内部的渗透情况进行了研究,并考察了油温、含油污泥样品尺寸及初始水含量等因素对脱水过程中含油污泥油、水含量变化的影响。研究结果表明,在置换脱水过程中,吸入的车用废润滑油首先进入含油污泥试样表面,随后逐渐向内部渗透;含油污泥样品的油含量随时间延长经历减量期、增量期及基本恒定期三个阶段,其中增量期为吸油的主要阶段。油温及试样尺寸等因素对置换脱水过程中含油污泥样品的油含量有一定的影响,但对脱水含油污泥样品的最终油含量影响不大;含油污泥的最终油含量受其初始水含量的影响较大。因此,通过对含油污泥试样进行预干燥处理,可有效减少其在废油置换脱水过程中的吸油量。     

废水生物处理系统中胞外多聚物的研究进展

胞外多聚物（extracellular polymeric substances,EPS）是一类具有特殊形态和结构的高分子化合物。EPS普遍存在于生物聚集体内,是生物聚集体形成与稳定的关键性物质,对废水生物处理系统的稳定运行具有重要作用。文章归纳总结了EPS的组分、结构特性、可生物降解性及其吸附特性等方面的研究成果;重点从EPS的主要组成物质胞外蛋白（extracellular protein,PN）和胞外多糖（extracellular polysaccharide,PS）以及结构特性中紧密附着型EPS（tightly bound EPS,TB-EPS）和松散附着型EPS（loosely bound EPS,LB-EPS）的研究出发,论述了EPS对生物聚集体的影响,适当升高PN和PS的含量有助于污泥絮凝,然而过多的PS含量将可能对污泥的沉降与脱水性能起负面影响。文章还分析了其影响机理,PN和PS能够有效促进污泥絮凝可能是由于PN表面电负性和高疏水性的影响以及PS的生物凝胶特性和吸附架桥作用。     

水热耦合厌氧消化技术处理餐厨垃圾沼渣沼液及工艺能耗分析

以水热与厌氧消化耦合工艺作为餐厨垃圾沼渣沼液（digestate of food waste，DFW）的处理过程，探究了DFW处理前后的脱水性能及固、液两相产物的特性，分析了工艺过程中的物质流动、能量输入/输出，并评估了能量平衡的影响因素。结果表明，水热处理改善了DFW脱水性能，降低了脱水后的泥饼产量和含水率。温度是影响水热处理效果的主要因素，处理效果随温度的升高明显提升。当水热温度为200℃时，离心后泥饼的产量和含水率降低最为显著，分别从最初的71.83kg/t DFW和88.43%减小至22.11kg/t DFW和76.30%。此外，水热过程促进了DFW有机物质从固相向液相的转移，通过耦合厌氧消化处理工艺生产甲烷，可以有效地回收液相能量。本研究对整个处理工艺进行了全面的物质和能量衡算。水热处理温度的提高增加了加热能量的输入，但减少了后续热干化过程的能量输入，并增加了DFW液相产物的产甲烷潜力。当水热温度为160℃、保温时间为60min时，水热与厌氧消化耦合工艺净能量输入最少（30.75MJ/t DFW），相比于不采用水热技术处理节省106.48MJ/t DFW。水热过程热能的回收率、脱水后泥饼的含水率、液相产物的产甲烷潜势是影响工艺过程能量净消耗的主要因素，是工艺优化的主要方向。     

环保视角的市政污泥化工处置技术探讨

文章结合污泥热干化处理的原理及优势性,通过对比分析,选定低能耗、环保性的太阳能干化工艺,在此技术框架下,使用Fecl3与阴离子型的PAM联合的化学方法对污泥进行脱水预处理,而后,再利用自制的太阳能-热尾气联合干化装置对污水进行热干化处理,并采用焚烧实验方法,确定污泥与煤的最优掺比。最后,通过掺烧过程中污染物含量的监测分析,验证了该处理技术的环保应用性。