SBR工艺去除城市污泥中重金属的研究

以桂林市某城市污水处理厂二沉池的生污泥为培养介质、以硫酸亚铁为底物,利用简化的SBR工艺对城市污泥中以氧化亚铁硫杆菌为主的沥滤微生物进行驯化培养,研究了沥滤微生物对城市污泥中重金属的去除效果。结果表明，在底物投配比为10g/L、污泥接种量为30%、室温为25℃的条件下连续曝气运行2 d,对Cu和Zn的去除率达78.3%和77.7%，对Cd的去除率接近99%，沥滤处理后污泥中的残余重金属含量符合污泥农用的国家标准。     

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.     

一株氧化硫硫杆菌的分离鉴定及其沥滤污泥研究

从山西某煤矿的酸性矿井水中分离得到嗜酸氧化硫硫杆菌Tt-1,对其形态、生理生化特性、16S rDNA基因序列、生长特性及对城市污泥的沥滤效果进行了研究。Tt-1的菌细胞呈短杆状,革兰氏染色为阴性,不产生芽孢,16S rDNA系统学分析证明其为嗜酸氧化硫硫杆菌。菌株Tt-1的最佳生长条件:温度为28℃,pH值为4.0,接种量为10%,S0浓度为10 g/L。菌株Tt-1在污泥浓度为10%、28℃的条件下沥滤15 d,对污泥中Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn的最大去除率分别为66.20%、41.35%、91.74%、65.73%、43.86%和93.72%,处理后污泥中的重金属含量可满足污泥农用标准。     

Cr(Ⅵ)对好氧颗粒污泥培养的影响研究

在6个SBR反应器中,分别投加0、0.3、0.5、1.0、1.5和3.0 mg/L的Cr(Ⅵ),研究其对污泥颗粒化的影响。结果表明,当Cr(Ⅵ)投量为0、0.3、0.5、1.0和1.5 mg/L时,颗粒污泥开始出现的时间分别为22、22、23、29和37 d;而在3.0 mg/L的Cr(Ⅵ)作用下,污泥大量膨胀,不能形成颗粒污泥。0.3和0.5 mg/L的Cr(Ⅵ)能提高污泥沉降性能,增加污泥浓度;1.0和1.5 mg/L的Cr(Ⅵ)则会使污泥沉降性能变差,污泥浓度降低。当Cr(Ⅵ)投量为0、0.3、0.5、1.0、1.5 mg/L时,成熟颗粒污泥对TN的去除率分别为95.11%、92.34%、88.13%、86.11%和82.15%,对TP的去除率分别为56.47%、52.12%、48.73%、42.21%和38.97%。通过X射线能谱分析(EDX),随着Cr(Ⅵ)浓度的增加,污泥中Na、Mg和P的含量有所降低,Fe和Ca的含量急剧下降,说明颗粒污泥的除污性能和稳定性受到一定程度的影响。     

污泥生物淋滤过程中Cd及Pb形态变化研究

对太原市污水处理厂的污泥进行了生物淋滤序批实验研究,采用5％接种量和底物浓度4g/L单质硫为工艺参数,采用顺序浸提法测定了生物沥滤中重金属形态之间的转化,通过淋滤前后重金属形态变化分析了其沥滤机制及浸出能力。结果表明,cd是通过间接机制沥出,Pb的沥出主要是由直接机制和间接机制的共同作用完成的。研究结果对预测污泥农用的环境风险有积极意义。     

生物沥浸细菌的培养及其对污泥脱水性能的影响

以高碑店污水处理厂的浓缩污泥作为生物沥浸对象进行脱水预处理,研究了生物沥浸细菌的培养及其对污泥脱水性能的影响。将回流污泥上清液分别接种到SM液体培养基和9K液体培养基,通过分离培养、富集获得以氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌为主的生物酸化细菌,不断转接使培养基pH值降到2以下所需时间由最初的8~10 d缩短到3~4 d,然后共同接种到浓缩污泥中,经强化培养获得生物沥浸的接种物。不同营养物质投加量的沥浸试验发现,当其他条件保持一致时,S投加量为2 g/L的试验组降低体系pH值、提高体系ORP的能力要强于投加量为1 g/L的试验组;在S投加量一定的情况下,Fe SO4·7H2O投加量2 g/L时生物沥浸效果较好。生物沥浸后污泥的脱水性能得到显著改善,经板框脱水可使泥饼含水率降到65%以下。     

城市生活垃圾焚烧厂渗滤液资源化利用技术及展望

采用混凝/沉淀/过滤/吹脱联合工艺对城市生活垃圾焚烧厂渗滤液进行预处理。结果表明:当Fe Cl3投加量控制在0.1%、Ca O投加量控制在20 g/L时,对COD、TN、NH+4-N和TP的去除率分别达到6.0%、33.3%、32.0%和71.3%,重金属含量均满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ 343—2010)的要求;之后将渗滤液在50℃下吹脱6 h,对TN和NH+4-N的去除率分别提高到83.9%和91.4%。当预处理后的渗滤液与城市生活污水按1∶200混合时,混合污水的COD/TN值和COD/TP值分别由2.4和27.7提高到3.7和46.4,表明预处理后的渗滤液具备了作为城市污水处理厂补充碳源的可能性。在此基础上,提出了垃圾焚烧厂渗滤液资源化利用的工艺路线,预计每年该厂可节约购置碳源费用为153万元左右。     

三氯化铁对活性污泥系统效能的影响

采用生化物化耦合方法,向活性污泥系统中投加三氯化铁(FeCl_3),考察出水COD、TP、TN、脱氢酶活性(DHA)、胞外聚合物(EPS)的变化。结果表明,FeCl_3对DHA和EPS均为增活作用,可激活污泥活性,提高出水质量。FeCl_3投加量为50mg/L时,DHA和EPS的活性最强,分别为55.2 mgTF/(h·L)和56.6mg/gMLSS,COD、TP和TN去除率分别为92.4%,92%和89. 4%。     

氯化铁对A/O-MBR工艺运行效能及膜污染的影响

采用A/O-MBR工艺处理模拟生活污水,考察了投加不同浓度的氯化铁对该工艺去除营养物效能及膜污染的影响。结果表明,氯化铁浓度对该工艺去除NH+4-N的影响不大,对COD及TN的去除效能则有所改善;在投加量为100 mg/L时,对TP的去除率达到最高,为91.7%,出水浓度维持在0.42 mg/L左右。此外,投加一定量的氯化铁可以有效降低污泥絮体的Zeta电位,增大污泥絮体的粒径,降低胞外聚合物(EPS)中多糖的含量,进而有效地延缓了膜污染速率。对膜表面污染物的红外光谱分析表明,氯化铁投加量的变化并没有改变其组分。     

上海城市污水厂污泥的农用处置方法研究

历时一年的调查显示，上海11家城市污水厂的污泥中含有大量的植物养分，但是在某些时期重金属含量会超过国家《农用污泥质量标准》，为此采用生物法和化学法对污泥中的重金属进行了沥滤试验。沥滤7d后的结果表明，采用生物法双用浓H2SO4酸化具更好的滤除效果；在生物法沥滤重金属的过程中还具有酸化法所没有的泥消化功能。     

生物沥浸改性后污泥基生物炭对Pb^2+和Cd^2+的吸附

为探索利用生物沥浸改性后污泥基生物炭去除废水中Pb^2+和Cd^2+的可行性,以生物沥浸改性后污泥为原料制备生物炭,并测定了该材料的性能和吸附特性。通过单因素试验研究了pH值、生物炭投加量对吸附Pb^2+、Cd^2+性能的影响,并利用吸附动力学和热力学来揭示吸附机制。试验结果表明,经生物沥浸改性后污泥基生物炭的重金属含量降低;吸附Pb^2+和Cd^2+的最佳pH值分别为5、6,最佳生物炭投加量均为2 g/L;其对Pb^2+和Cd^2+的吸附均能较好地符合准二级动力学方程和Langmuir等温线模型,在25、35、45℃三种温度下对Pb^2+、Cd^2+的饱和吸附量分别为30.68、39.95、43.93 mg/g和19.82、28.58、32.29 mg/g,吸附过程均主要以物理吸附为主,且为吸热过程。     

高铁酸钾预处理对城市剩余污泥厌氧发酵的影响

利用高铁酸钾(K_2Fe O_4)的强氧化性预处理城市剩余污泥,探讨其对污泥厌氧发酵的影响。结果表明,K_2Fe O_4可以有效破解污泥絮体结构,当K_2Fe O_4投加量在0~0.8 mg/g SS范围内时,污泥发酵液中的VFAs、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P、乙酸积累量与K_2Fe O_4的投加量呈正相关;当K_2Fe O_4投加量为0.8 mg/g SS时,污泥的破解率达到40.5%,发酵液中的VFAs、NH_4~+-N、PO_4~(3-)-P分别达到最大值378、305.4、54.8 mg/L,各酸的产生速率为乙酸丙酸正丁酸其他酸异丁酸,且SCOD收益率、VFAs转化率、底物降解率可分别达到138.7 mg SCOD/g VSS、226.1 mg VFAs/g VSS、54.9%。     

污水厂自然渗滤消化污泥的蚯蚓堆肥研究

堆肥是实现污泥资源化的有效途径.城市污水厂的剩余污泥经自然渗滤消化后,与芦苇、蚯蚓混合进行堆肥,考察了污泥中氮元素形态的变化特征.堆肥周期为60 d,包括自然腐熟(0～30 d)和好氧腐熟(31～60 d,投加蚯蚓)两个阶段.结果表明,在自然状态下堆肥,堆体高温期持续时间短,氮素损失较少,三个堆体TN含量的降低幅度分别为17.4%、16.0%和16.8%;当堆体温度<32℃后,NH4+-N开始转化为硝态氮,转化率分别为44.4%、41.9%和35.9%.至堆肥结束时,种子发芽指数为(90±3)%,达到了相关堆肥标准的要求.     

硫杆菌淋滤对剩余污泥中重金属及养分的影响

采用序批式试验研究了利用不同基质的硫杆菌(氧化硫硫杆菌和氧化亚铁硫杆菌)以不同体积浓度淋滤剩余污泥时对其中重金属的浸出及养分流失的影响。结果表明,两种硫杆菌对四种重金属浸出率的大小次序均为ZnCuCrPb,且浸出率随菌液体积的增加而增大,同时,两种硫杆菌淋滤均引起污泥中TOC、TN和TP的流失。然而,氧化硫硫杆菌淋滤对污泥中四种重金属的浸出效果优于氧化亚铁硫杆菌,且10%和15%的菌液对同一金属的浸出率相差小于4%。因此,从技术及经济角度考虑,10%的氧化硫硫杆菌淋滤对金属的浸出最佳。另一方面,等体积的氧化硫硫杆菌淋滤对污泥中TOC、TN和TP造成的损失小于氧化亚铁硫杆菌,15%的氧化亚铁硫杆菌淋滤甚至造成污泥中TP的66.4%流失,故从养分角度考虑,采用硫杆菌淋滤后的剩余污泥不再适宜土地利用。     

污泥中金属的生物沥滤处理

活性污泥法处理污水后产生大量污泥 ,如何对其加以处理利用引起国内外学者关注。众多研究表明 :污泥农用是实现污泥资源化、解决污泥出路的上策 ,但污泥中常含有较多的重金属 ,若在农田加以施用会导致土壤中重金属积累 ,使农作物遭受污染 ,最后通过食物链进入人体 ,因此污泥在农用前必须去除或降低其重金属含量。 1975年以来 ,国外学者尝试用酸、离子交换、氯化、添加化学试剂等方法均存在成本过高、操作复杂、效果不稳定等系列问题。近年来用生物法沥滤污泥中重金属 ,效果较为明显。1　 生物法沥滤重金属的机理及优点活性污泥中存在Ｔｈｉ…     

MBBR工艺在污水处理厂提量增效中的应用

采用MBBR对某污水厂扩容2×10~4m~3/d,改造后污水处理规模达到12×10~4m~3/d;改造时,保持厌缺氧区不变,好氧区采用两级MBBR、微动力混合池型,强化系统抗冲击能力;好氧区投加SPR-3型填料;同时将二沉池改建为高效沉淀池,新增转鼓过滤。改造后水量提升20%,出水水质稳定达到一级A标准,优化运行后可达到地表水准Ⅳ类水质;生化池出水TN均值为10. 40 mg/L,TN去除率为83. 50%,好氧段可去除TN 6～10 mg/L;生化池出水TP为0. 43 mg/L,TP去除率为93%,缺氧段发生显著的TP去除现象,在高效沉淀池投加铁盐絮凝剂后,出水TP可降到0. 30 mg/L以下;系统内同步硝化反硝化(SND)及反硝化除磷菌(DPB)的出现,实现了碳源限制下的同步强化脱氮除磷,未投加碳源情况下TN和TP稳定达标,通过SND途径去除TN贡献率为13. 20%,通过DPB途径去除TP贡献率为88%,实现了节能降耗。     

以厨余发酵液为A/O-DMBR碳源处理生活污水

利用厨余发酵液作为A/O-DMBR系统的外增碳源处理生活污水,分析投加碳源后A/O-DMBR系统的脱氮除磷性能及膜污染特性。结果表明,投加厨余发酵液作为碳源能明显提高反应器脱氮除磷效率,强化厌氧池反硝化及释磷过程,厌氧池中NO_3~--N由12.26 mg/L降低至0.27 mg/L,PO_4~(3-)-P由2.5 mg/L增加至3.5 mg/L,NH_4~+-N、TN、TP的去除率分别达到了98%、75.9%、86%。投加发酵液后,污泥相对疏水性(RH)由76.5%降低至58%,比耗氧速率(SOUR)及EPS含量变化不大,虽然增加了动态膜的形成时间,但对动态膜的膜污染过程影响不大。     

钙镁复配药剂对污水的除磷脱氮作用

针对高氮磷含量污水处理,以钙镁合剂利用化学沉淀法对滤液进行除磷脱氮实验。分析钙镁合剂除磷脱氮的机制,考察NaOH投加量和钙镁药剂复配投加量的影响,得到最佳工艺条件。结果表明:实验中NaOH、MgCl_2和CaCl_2的质量浓度分别为150、60和40 mg/L时,污水中总磷(TP)去除率达到90%,总氮(TN)和NH_3-N去除率达到25%;动态小试试验中选取NaOH、MgCl_2和CaCl_2的质量浓度分别为105、48和24 mg/L时,TP去除率达到90%,TN和NH_3-N去除率达到30%;Ca~(2+)和Mg~(2+)在一定条件下与PO~-_4、NH~+_4等基团发生反应,生成磷酸铵镁以及羟基磷酸钙沉淀,从而达到除磷脱氮效果。     

污水处理厂二级出水深床滤池超深度脱氮研究

采用深床滤池处理污水厂二级出水,以使出水TN提升至地表Ⅳ类水水质。在中试系统进水TN和NH_4~+-N的平均值分别为13. 88和0. 68 mg/L、碳源(99%的乙酸)投加量为60mg/L条件下,当空床水力停留时间分别为15和30 min时,出水TN平均值分别为0. 81、0. 74 mg/L,TN平均去除率分别为94. 16%、94. 67%,反硝化滤池的平均容积负荷为0. 64～1. 28 kg/(m~3·d)(以硝态氮计)。当进水TN和NH_4~+-N的平均值分别升高至18. 05和1. 40 mg/L、碳源投加量为40 mg/L时,同样运行条件下出水TN平均值分别为5. 04和2. 36 mg/L,去除率分别为72. 08%和86. 93%。中试结果表明,控制二级出水TN和NH_4~+-N分别在15和0. 5 mg/L以内、空床水力停留时间为30 min、碳源投加量(C/N值=4. 5)足够时,深床滤池反硝化脱氮系统能稳定保证出水TN达到地表Ⅳ类水水质标准。     

仿生态复合酶制剂用于剩余污泥减量的试验研究

采用仿生态复合酶制剂在某污水处理厂进行剩余污泥减量试验。设A、B、C三组相同装置,A不投加酶制剂,而B、C组分别投加约为处理水量0.01%和0.02%的酶制剂,均采用常规活性污泥法且运行操作相同,比较三组试验装置的污泥减量效果。结果表明:相比于A组,B、C组的剩余污泥减量效果分别达到了38.4%、56.7%,并且对出水水质没有消极影响,反而提高了对TN、TP的去除效果。A、B、C组出水COD均值分别为37、42、46 mg/L,氨氮均值分别为1.76、1.36、1.52 mg/L,TN均值分别为17.9、13.5、14.3 mg/L,TP均值分别为0.54、0.45、0.37 mg/L。通过估算,投加0.01%~0.02%酶制剂进行污泥减量,其处置成本仍然高于传统的填埋,但污泥焚烧处置的推广,将为酶制剂污泥减量技术提供广阔的市场应用前景。