超临界水氧化工艺处理城市污泥

为确定超临界水氧化工艺处理城市污泥的主要控制参数,用自建的间歇式超临界水氧化装置进行了试验。结果表明:在压力为26MPa、温度为420℃、停留时间为155s和投加过量氧化剂(325%)时,反应液中的COD<10mg/L;金属盐和泥沙等沉积于反应器中,达到了良好的分离效果;最终残余固体产物的容积仅为浓缩污泥容积的1.2%左右。     

市政污泥在超临界甲醇条件下酯化制油研究

利用自行设计的反应釜研究了市政污泥在超临界甲醇条件下的油化行为。主要考察了温度、停留时间、污泥与甲醇的配比、催化剂对污泥油化过程的影响,以期找到最佳反应条件。结果表明:当控制温度在360℃、停留时间为80 min时,制得的生物油产量最高,可达44.7%。当干污泥量为20 g时,污泥与甲醇的固液比越大,其产油率越高。加入催化剂能有效促进污泥油化过程,以碱性催化剂KOH的促进效果最明显。     

甲烷蒸汽重整制氢反应路径研究

利用CFD建立了合理的重整管模型,在进口气体614℃、2 944 kPa,水碳比为2. 97的实验条件下进行甲烷蒸汽重整制氢的模拟计算,分析得到了由CH_4生成H_2的反应路径,研究了进口气体温度对反应路径的影响。研究结果表明:在甲烷蒸汽重整制氢反应中,CH_4首先裂解为CH_3,CH_3合成C_2H_6,C_2H_6通过逐步的脱氢反应生成氢气;或者CH_3转化为CH_3OH,CH_3OH发生一系列的脱氢反应生成氢气。从净反应速率来看,反应的重要中间产物CH_3和CH_3OH沿重整管轴线方向先生成后消耗,故其摩尔分数沿轴线方向先升高后降低。进口气体温度从600℃升高到1 000℃,氢气的产率从44. 91%提高至50. 21%。温度超过900℃时,基元反应R60和R112速率的显著减小使CH_3脱氢及其转化为C_2H_6的过程受到阻碍,R100速率依旧增大使得更多的CH_3转化为CH_3OH; C_2H_6所参与的部分脱氢反应路径强度减小,更多的氢气通过CH_4直接脱氢和CH_3OH逐步脱氢生成。     

污泥预热自热高温好氧消化工艺中试

建立一套有效容积为1020 L的单级污泥预热高温好氧消化的中试工艺,在进泥含固率为6％,VSS浓度为42．1g／L,搅拌速率为150～160r／min,曝气量为2．0～2．2m^3／h的工艺参数条件下,45℃下预热24h,污泥在消化进行到第10d时已达到稳定化和无害化的标准,出泥达到A级生物固体的标准,并发现VSS和DHA的降解率与污泥停留时间和反应温度的乘积密切相关,当乘积为500（℃·d）以上时,污泥才能达到稳定化的标准。     

微囊藻生物质超临界水气化反应的产氢优化

微囊藻水华的常态化暴发致使每年产生大量难处理的高含水率废弃生物质,而超临界水气化技术可越过高能耗的脱水工艺实现其减量化、无害化处理及资源化利用。为此,以微囊藻生物质作为超临界水气化反应产氢原料,探究温度、介质密度及停留时间等反应条件对产氢特性的影响,优化微囊藻生物质超临界水气化反应工艺的能源转化效率和处理效果。试验结果表明,微囊藻生物质的产氢能力接近于微绿球藻、栅藻等常规能源化藻类生物质,且碱式添加剂的掺入能够极大程度上优化产氢效果。在500℃、NaOH掺入量为5. 0%条件下,H_2的产量可达17 mol/kg,且其含量(物质的量百分数)达到77. 39%。     

生物物理干化污泥快速热解半焦特性研究

生物物理干化技术可以低耗、高效地实现污泥破解调质,生物物理干化污泥(BDS)是一种优异的热解/气化生物质原料。为此研究了不同温度条件下(300~900℃)快速热解BDS的气、油、焦产率,以及半焦的结构、组成特性。结果表明:BDS低温热解(300~450℃)产物以焦油和半焦为主;中温热解(450~650℃)的气态产物主要由焦油的二次分解产生;高温热解(700~900℃)的气态产物主要由半焦和合成气之间的异相催化反应产生。在BDS低温热解的条件下,CxHy基团在低于500℃时基本分解,有机氮物质易被转化为稳定的含氮化合物。当温度到较高区间(600~900℃)时,半焦中的有机氮大量释放,800℃以后半焦完全脱除芳香结构。高温热解条件有助于半焦中介孔孔道的形成,800℃时半焦BET比表面积最高达30.50 m~2/g。     

污泥减量工艺OSA系统的影响因素研究

采用单因素试验和正交试验的方法分别研究了城市污水污泥减量OSA工艺中解偶联池中污泥浓度(MLSSj)、污泥在解偶联池反应时间(tj)、解偶联池温度(Tj)对污泥减量效果的影响,发现增加解偶联池污泥浓度或延长污泥在解偶联池的反应时间或增加解偶联池温度都将导致解偶联池ORP线性下降,且污泥表观产率系数Yobs与ΔORP或各因素之间分别遵循Yobs=-0.000 7ΔORP 0.452,Yobs=0.384-0.026 5 MLSSj-0.001 55tj-0.002 38Tj 0.001 32tj.Tj。通过对比试验的方式进一步验证了城市污水处理系统的污泥减量效果,结果表明在进水负荷在0.42 kg COD/Kg MLSS.d-1,解偶联池中温度为40℃、污泥浓度为11 g/L、停留时间为11 h时,OSA工艺的污泥产率比普通活性污泥法低58%。     

城市污泥-盐渍土高强陶粒制备及烧胀机理研究

以城市污泥、盐渍土和蒙脱土为原料,研究了高强陶粒最佳配合比及烧成制度。试验结果表明,当城市污泥掺量75%、盐渍土掺量20%、蒙脱土掺量5%,水料比0.4,预热温度400℃,预热时间30min,焙烧温度1150℃,焙烧时间15min时,烧制的污泥陶粒筒压强度11.1 MPa、吸水率1.06%、堆积密度0.67g/cm~3。污泥陶粒的烧胀原因是由铁碳反应引起的;污泥陶粒的增强原因是其中生成了主晶相莫来石、蓝晶石和玻璃相,莫来石在玻璃相中析晶起到增强相的作用。增加污泥掺量,将使氧化铝含量降低和莫来石相减少,并导致陶粒强度降低。     

生物沥滤去除城市污泥中重金属的温度控制研究

以桂林城市污泥作为处理介质、单质硫为能量底物、土著硫杆菌为主要的沥滤微生物,对10～40℃下生物沥滤的酸化效果、沥滤微生物活性和去除重金属的效果进行了研究.结果表明,在单质硫的投配量为3 g/L、曝气强度为1.0 L/min的条件下,当温度为10～30℃时,升高温度能明显提高污泥酸化速度和微生物活性.为缩短生物沥滤时间和提高酸化效果,沥滤体系的最佳运行温度范围为20～30℃,其中温度为28.9℃时沥滤微生物的活性最强,此时硫酸根的产率为461.66 mg/(L·d).从达标处理和低能耗运行的工程角度考虑,生物沥滤温度可控制在20℃.5 d后对Cu、Zn、Cd的去除率分别为47.45%、77.07%和80.57%,残余重金属含量均符合污泥农用的相关标准.     

缺氧区与好氧区HRT之比对污泥膨胀的影响

采用人工模拟生活污水研究了缺氧区与好氧区水力停留时间之比分别为1∶3、1∶2、2∶1时,连续流A/O脱氮系统的净化效果与污泥沉降性的变化,探讨了系统中缺氧区与好氧区的水力停留时间之比与污泥膨胀之间的联系。结果表明,当缺氧区与好氧区的水力停留时间之比由1∶3增大到1∶2时,系统的脱氮率由50%提高到80%,污泥的SVI值由250 mL/g降低至110 mL/g,这在很大程度上改善了污泥的沉降性,抑制了污泥膨胀的发生。之后又以缺氧区与好氧区水力停留时间之比为2∶1运行,脱氮率最大达到88%,污泥的SVI值却停留在180～210 mL/g之间。研究发现,在这3个阶段,缺氧区水力停留时间不同,颗粒态基质在缺氧区的降解程度也不同,残留到好氧区的剩余基质浓度影响着系统中的主导丝状菌,因此也影响着污泥的絮体结构和沉降性能。研究结果还表明,可以通过改变缺氧区、好氧区的水力停留时间来影响系统的优势菌群,从而改善污泥膨胀情况。