活化过一硫酸盐强化调理污泥脱水研究

为强化过硫酸盐氧化技术改善污泥调理的效果,提高污泥的脱水性能,采用Fe(Ⅱ)活化过一硫酸盐(PMS)对市政污泥进行调理。在单因素试验的基础上,利用Box-Behnken设计的响应曲面法,以毛细吸水时间(CST)降低率为响应值,对PMS搅拌转速、PMS搅拌时间、FeSO₄搅拌转速、FeSO₄搅拌时间4个影响因素进行优化,结果表明,在PMS搅拌转速为100r/min,PMS搅拌时间为19min,FeSO₄搅拌转速为230r/min,FeSO₄搅拌时间为60min的条件下,CST降低率可达到59.94%,表明过硫酸盐体系的搅拌优化对于污泥调理环节有着强化作用。     

Fe0/过硫酸盐协同木屑提高污泥脱水性能

城镇有机污泥中含有大量亲水性胞外聚合物(EPS),导致污泥脱水困难,其高效处理处置是一项世界性难题。以木屑为添加物,探究木屑投加量、过硫酸盐、Fe0、p H对剩余污泥脱水性能的影响。借助响应曲面法确定最优工艺条件,并对强化脱水机理进行分析。结果发现,Fe0投加量为44.4mg/g溶解性固体,Na2S2O8投加量为136.6mg/gDS,p H值为6.98时,毛细吸水时间值降低率为93.2%,达到最佳脱水效果。对调理前后的污泥进行表征发现,过硫酸盐被Fe0/F e2+/F e3+循环的复合体系激发产生的硫酸根自由基攻击污泥颗粒上的EPS,污泥絮体发生了明显的碎片化,分解为体积较小的碎片和颗粒,木屑作为骨架构建体有助于水分的进一步分离和释放,提高了污泥的脱水性能。     

过硫酸盐氧化-骨架构建体协同污泥脱水研究

以市政污水处理厂的浓缩污泥为研究对象,研究了活化过硫酸盐高级氧化-骨架构建体复配对污泥比阻和脱水污泥含水率的影响。结果表明,在过硫酸盐投加量120 mg/g,硫酸亚铁量30 mg/g,石灰量400 mg/g,粉煤灰量300 mg/g时,脱水泥饼含水率可以降至54.3%。     

过硫酸盐氧化-骨架构建体协同污泥脱水研究

以市政污水处理厂的浓缩污泥为研究对象,研究了活化过硫酸盐高级氧化-骨架构建体复配对污泥比阻和脱水污泥含水率的影响。结果表明,在过硫酸盐投加量120 mg/g,硫酸亚铁量30 mg/g,石灰量400 mg/g,粉煤灰量300 mg/g时,脱水泥饼含水率可以降至54.3%。     

低温水热耦合亚铁离子活化过硫酸盐提高剩余污泥的脱水性能

含水率高的剩余污泥给污泥的无害化处理和资源化利用带来了挑战。本文采用低温水热耦合Fe²⁺活化过硫酸盐提高剩余污泥的脱水性能。结果表明,在80℃、Fe²⁺/S₂O₈^2-的摩尔比为1.25的条件下,加入0.75mmol/g DS的Fe²⁺和0.6mmol/g DS的S₂O₈^2-,污泥的毛细吸水时间(CST)由397.4s±7.9s下降到18.9s±0.4s。研究发现在低温水热耦合Fe²⁺活化过硫酸盐提高污泥脱水性能的过程中,污泥的粒径先减小后增大,胞外聚合物(EPS)被降解和絮体结构遭到破坏。在热和Fe²⁺的共同作用下加速了过硫酸盐的分解,生成的硫酸根自由基(SO₄^·-)和羟基自由基(^·OH)降解了EPS,促进结合水转化为自由水,有利于污泥的固液分离。这些研究可为低温水热耦合Fe     

脱硫灰调理对污泥脱水性能的影响

利用脱硫灰调理生活污水剩余污泥并探讨了其作用机理,结果显示,脱硫灰可明显改善污泥脱水性能,单独用脱硫灰调理污泥,投加量为3 g·L^-1时,污泥沉降体积最大为519.5 ml,比阻有效降幅达47.56%;脱硫灰使污泥中胞外聚合物(EPS)脱离并释放出结合水,脱硫灰与聚丙烯酰胺(PAM)联用处理污泥可得到比单独投加PAM更好的脱水效果;通过对比脱硫灰处理前后污泥的粒径分布和扫描电镜照片(SEM)发现,经过脱硫灰处理后,污泥絮体粒径较原泥明显减小,污泥絮体细孔的骨架结构被改变,形成更结实致密而具有较大孔径的絮体,使污泥中的水分更容易脱除,PAM有较好的吸附桥连作用,使已脱稳的污泥絮体迅速形成更大的絮体,更易固液分离,从而提高污泥脱水性能。     

氮掺杂多孔污泥炭活化过二硫酸盐降解橙黄Ⅱ

以市政污泥为碳源、碳酸氢钾为活化剂、尿素为氮源,制备了氮掺杂多孔污泥生物炭(NKBC),并采用N₂吸附-脱附实验、SEM、XRD、XPS对其比表面积、表面特征进行了系列表征与分析,结果表明,NKBC具有较大的比表面积,由于N负载于NKBC孔道内,其表面褶皱、缺陷较多,活化位点较多。将NKBC用于活化过二硫酸盐(PDS)降解橙黄Ⅱ,考察NKBC/PDS体系降解橙黄Ⅱ的性能,结果表明,在加入PDS 20 min后,NKBC/PDS体系对橙黄Ⅱ的降解率高达99.7%;该体系可在较宽pH范围(3～11)及常见阴离子存在条件下发挥作用。自由基猝灭实验和EPR光谱结果表明,NKBC/PDS体系降解橙黄Ⅱ的主要活性物种有·OH、SO₄^·-和¹O₂,且以¹O₂为主。该研究所构建的NKBC/PDS体系可应用于染料废水的处理,实现“以废治废”的目标。     

升温速率对污泥-赤泥炭活化过一硫酸盐的影响

将污泥-赤泥复配热解制备催化剂可实现大宗固废的资源化利用。活性位点对活性物种的生成具有重要作用。升温速率可调控污泥-赤泥炭基催化剂(RSDBC)表面活性位点的组成,影响过一硫酸盐(PMS)体系中活性物种的生成。使用10℃/min的热解升温速率制备的RSDBC活化PMS,在120 min内磺胺甲唑(SMX)的降解率可达99.6%。通过N₂吸附脱附、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对RSDBC进行表征。结果表明,当升温速率在5～10℃/min范围内增大时,比表面积、Fe(Ⅱ)、C=O、吡啶氮和吡咯氮含量均增大。此外,机理探究表明Fe(Ⅱ)、C=O、吡啶氮和吡咯氮可同时促进羟基自由基(·OH)、硫酸根自由基(SO₄^·-)和单线态氧(¹O₂)这3种活性物种的生成,有利于SMX的降解。RSDBC-10/PMS体系中¹O₂为主要的活性物种。     

不同方式活化过硫酸盐处理含油污泥及机理探究

为了有效降解含油污泥中的原油,在热活化的基础上考察不同活化方式对原油去除率的影响,并探究其活化机理。结果表明,与单一热活化相比,复合活化方式均可以提高过硫酸盐的氧化效果,其中Fe3O4的活化效果最佳,其原油的去除率为45. 87%。通过进一步分析可知,活化过硫酸盐可产生硫酸根自由基(SO4-·)和羟基自由基(·OH),这些强氧化性基团可以降解大部分石油类污染物。在此基础上测定了pH在实验过程中的变化,探究pH变化与降解机理的关系。目前,活化过硫酸盐氧化技术主要用于水和土壤方面的处理,对含油污泥的研究相对薄弱,因此活化过硫酸盐氧化法修复含油污泥具有良好的发展前景。     

微波辐射对脱水城市污泥穿透性和脱水性的影响

研究了频率2450 MHz、功率500 W的微波在脱水城市污泥中的穿透性及辐射过程中污泥脱水性的变化. 结果表明,微波的穿透深度为8.7 mm,适宜的辐射可显著提高污泥的脱水性. 微波辐射5 min,上层容器中污泥离心后含水率由80.61%降至75.09%. 当温度高于约60℃时,污泥中微生物细胞开始大量破碎,胞内水释出,离心后含水率随温度升高而降低;高于88℃时,胞外聚合物含量无明显增加而亲水性下降,污泥脱水性迅速改善.     

热解时间对污泥生物炭活化过硫酸盐的影响研究

污泥热解制备生物炭是一种污泥有效处理处置与资源化利用方法。通过控制热解时间,调控污泥生物炭表面的活性位点,改变过一硫酸盐（PMS）体系中的活性物种组成,可实现环丙沙星（CIP）的高效降解。研究发现,热解温度为700℃、热解时间为120 min时,污泥生物炭具有较高的PMS活化性能,对CIP的去除率近90%。机理探究表明,¹O₂在体系中发挥主要作用。C==O、吡咯氮和—OH位点有利于¹O₂产生,C—O、吡啶氮、晶格氧和Fe位点促进·OH和SO₄^·-释放,石墨氮可促进PMS活化产生SO₄^·-。     

聚季铵盐调理污泥深度脱水过程与中试效能

采用聚季铵盐[P(DM-AM)]取代传统化学调理剂聚丙烯酰胺（polyacrylamide,PAM）,通过分析污泥脱水性能、胞外聚合物含量以及抽滤液水质指标,验证P(DM-AM)作为污泥调理剂的效果。结果表明,P(DM-AM)作为阳离子型高分子絮凝剂能够提高污泥的脱水性能,在最适投加量为0.4%～0.5%（按污泥干固量计算）时,毛细吸水时间（capillary absorption time,CST）和污泥比阻（specific resistance of sludge,SRF）分别下降48%和40%,污泥热值可达2686cal/g（1cal=4.18J）。当P(DM-AM)协同生石灰（CaO）和氯化铁（FeCl₃）作为调理剂调理污泥时,处理后的污泥水分去除率可升高55%左右,与污泥紧密结合型胞外聚合物（tightly bound-EPS,TB-EPS）中的多糖含量降低了74%,且污泥中Cl^-浓度约为92.3mg/gDS,较采用PAM调理的污泥下降约6%,可缓解污泥焚烧对焚烧炉腐蚀的影响。同时,P(DM-AM)调理污泥后,其抽滤液化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）由2120mg/L降低至1941.8mg/L,可有效减轻污水处理厂运行负担。     

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%和2.94×1012m·kg-1。     

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。     

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。     

城市污水处理厂污泥的化学调理特性研究

向5种不同来源污泥投加聚合氯化铝(PAC),通过比阻(SRF)的变化确定PAC最优投加量。探讨了污泥中束缚水含量、Zeta电位(ZP)对SRF的影响,并考察污泥胞外聚合物(EPS)中蛋白质、多糖含量与束缚水、ZP电位的关系。结果表明:污泥束缚水含量升高、ZP降低均不利于SRF减小。而EPS的多糖、蛋白质含量增加,导致原污泥的束缚水含量升高、ZP降低,PAC最优投加量增加。相对于蛋白质,多糖含量的变化对PAC最优投加量的影响更为明显。     

磁性污泥生物炭活化过硫酸盐降解罗丹明B

采用微波热解法制备磁性污泥生物炭(MBC),并通过XRD、FT-IR和SEM对其晶体结构、表面官能团及形貌进行表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究MBC活化过硫酸盐(PDS)的性能。结果表明MBC活化PDS能够有效去除水体中RhB,效果优于磁性Fe₃O₄,归功于MBC具有丰富的官能团和发达的孔隙结构。此外,探究催化剂投加量、PDS添加量、温度和pH值对MBC活化PDS降解RhB的影响。MBC活化PDS降解RhB主要通过非自由基过程,其中单线态氧(¹O₂)是主要的反应活性物种。     

高温拜耳法赤泥制备高效活化剂及骨架构建体调理市政污泥的研究

以河南某氧化铝厂的高温拜耳法赤泥为基础材料,研究制备新型污泥高效活化剂和赤泥基骨架构建体,替代常规调理剂联合用于污泥深度调理脱水.经对赤泥基高效活化剂的红外光谱和SEM分析可知,大部分铝、铁已经嵌入活化剂的网状互联结构,且在红外光谱中呈现明显的峰值,但从XRD及盐基度测试看,仍有部分铝、铁以AlCl3·6H2O和FeCl3的形式存在于活化剂中.使用赤泥基高效活化剂及骨架构建体的混合液调理市政剩余污泥,脱水滤饼含水率可较原污泥同条件下降低约16.1％,且滤饼及滤液的重金属含量均低于相关标准值.故采用高温拜耳法赤泥制取赤泥基高效活化剂及骨架构建体调理市政剩余污泥是可行的,达到了以废治废的效果.     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐氧化破解剩余污泥

采用 Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐,产生强氧化性硫酸根自由基(SO₄^-·),以污泥释放的溶解性COD(SCOD)、相对疏水性(RH)和污泥比阻(SRF)为表征,考察了SO₄^-·氧化破解剩余污泥强化脱水的影响因素,并解析了机理。结果表明:当初始pH为4.5,n(S₂O₈^2-)=2.2 mmol·(g VSS)^-1,n(Fe²⁺)=1.32 mmol·(g VSS)^-1,常温下反应3 h后,SCOD由66.5 mg·L^-1增加到472.3 mg·L^-1,RH由26.9%升高到41.1%,SRF由24.9×10⁸ S²·g^-1降低至4.5×10⁸ S²·g^-1;在此基础上利用响应面法,根据Box-Benhnken中心组合试验设计,以SRF为响应指标,优化条件为pH 4.27,n(S₂O₈^2-)=2.6 mmol·(g VSS)^-1,n(Fe²⁺)=1.59 mmol·(g VSS)^-1时,SRF为3.8×10⁸ S²·g^-1,泥饼含水率为72.7%。镜检发现,破解后污泥变为颗粒碎片状;傅里叶红外光谱显示污泥表面官能团对应的特征吸收峰强度有一定程度的减弱;热重分析表明无明显物理吸附水失重区。证实了在SO₄^-·作用下,污泥菌胶团结构破坏,溶胞释放了有机物,使表观疏水性更强,与水结合力明显减弱,脱水性得到了较大提高,有利于污泥减量化应用。     

铁基材料活化过硫酸盐降解污染物的研究进展

随着高级氧化技术方法的不断创新,越来越多的新型高级氧化技术被应用于处理难降解有机污染物。目前,利用铁基材料活化过硫酸盐的高级氧化技术受到广泛关注。本文重点综述了近几年各种常见铁基材料活化过硫酸盐在不同实验条件下的应用实例与进展,对铁基材料活化过硫酸盐在实际应用中可能面临的挑战和问题进行总结,并对该领域的发展趋势进行了展望,期望为拓展铁基材料在环保领域的应用提供参考。