脱水初沉污泥异位异相催化制取生物柴油的试验研究

为避免高成本的污泥干化,以某污水处理厂脱水初沉污泥为原料,通过异位异相催化制取生物柴油并将其与传统的干污泥原位酸催化制取生物柴油进行对比。结果表明:以脱水初沉污泥为原料,经硫酸酸化并采用正己烷为提取剂,在50℃条件下提取8 h时,脂质最大提取率为13.37%,为未加酸脱水污泥脂质提取率的3倍左右。此外,Al Cl_3·6H_2O催化污泥酸化后提取的脂质制取生物柴油的最大产率为6.66%,略高于传统干污泥原位酸催化制取生物柴油的产率,且其生物柴油中脂肪酸甲酯种类及比例与后者基本相同,但制取1 g生物柴油的能耗仅为68.73 MJ,不足后者的1/3。因此,以脱水初沉污泥为原料,通过异位异相催化制取生物柴油比干污泥原位酸催化制取生物柴油更为优越。     

高碳氮比下生物污泥增脂制取生物柴油的研究

通过对污水生物污泥在不同碳氮比(70、140和210)基质条件下的连续培养,研究生物污泥增脂的历程及其对后续制取生物柴油的影响,并考察在此过程中污泥脱水性能的变化。结果表明:在不同C/N值条件下培养的生物污泥制取生物柴油过程中,生物柴油产量均在培养5 d时达到最大,且碳氮比值越高则生物柴油产量越大,碳氮比值为70、140和210条件下培养的生物污泥原位酯化制取的生物柴油产率分别为4.65%、5.53%、6.59%,为原始污泥制取生物柴油产率的3.58、4.25和5.07倍;且此时污泥中各脂肪酸含量均发生了变化,其中油酸含量明显增加,大约占脂肪酸总量的40%。与此同时,与原始污泥相比,高碳氮比基质培养后的污泥中主导微生物倾向于酵母菌,且污泥的毛细吸水时间从第5天开始迅速升高。综上所述,C/N值为210条件下培养5 d时的生物污泥制取生物柴油的产率最大、脱水预处理最易实现。     

城市污水处理厂污泥醇化制取生物柴油的研究现状

污水污泥作为污水处理的副产物,一直以来被作为废物进行处理处置,其高处理成本成为城市污水处理厂运营的沉重负担。然而,污水厂污泥含有较高的脂质,这些脂质可以通过醇化转化为生物柴油的主要成分脂肪酸甲酯。生物柴油作为清洁燃料,对环境友好,是一种绿色能源。从生物柴油的原材料现状出发,分析了以城市污水处理厂污泥为生物柴油原材料的可行性、影响污泥制取生物柴油产率的因素以及目前污泥制取生物柴油的经济成本,最后阐述了污泥制取生物柴油目前存在的问题和前景。     

SBBR的原位生物解偶联污泥减量系统的构建

通过对SBBR反应器充氧方式的调控来构建原位生物解偶联污泥减量系统,考察了充氧方式对SBBR反应器污泥产量和处理效能的影响.结果表明,在水温为25℃、挂膜密度为45%、负荷为1 kgCOD/(m<'3>·d)、DO为5 mg/L的条件下,采用曝气30 min/停曝30 min的充氧方式能强化生物膜中的生物解偶联作用,构建出原位生物解偶联系统,污泥产率小,并且出水水质达标.当反应器分别采用曝气30 min/停曝30 min、曝气15 min/停曝15 min和连续曝气时,其平均污泥产率依次为0.03、0.07和0.08 kgMLSS/(kgCOD·d),与传统活性污泥法相比,其污泥产率分别减少了90%、77%和73%.     

浓缩消化一体化反应器对污泥脱水性能的影响

采用污泥浓缩消化一体化反应器处理污泥,考察了温度和污泥种类对出泥脱水性能的影响。结果表明:在一次进泥、分段运行的方式下,初沉污泥经高温和中温消化后比阻值都有小幅降低,二沉污泥和混合污泥在高温条件下的比阻值增加较多,而在中温条件下比阻值降低;稳定运行阶段,在间歇进泥、间歇排水和排泥的条件下进行中温消化后,初沉污泥、二沉污泥和混合污泥的比阻分别下降了(3.3%~6.9%)、(48.0%~60.9%)和(27.5%~60.0%),表明二沉污泥和混合污泥的脱水性能有明显改善。     

酶促污泥原位减量研究现状

生物处理是城市污水处理领域的主流工艺,其在运行过程中会产生大量的剩余污泥,而剩余污泥的处理已经成为环境领域的一大难题。对酶促污泥原位减量进行了综述,认为胞外酶对污泥死亡微生物残留物的水解有推动作用,继而强化了隐性增长型污泥减量;通过对胞外水解酶在污泥絮体中分布的回顾,认为胞外聚合物（EPS）是阻碍酶促污泥原位减量的一个重要原因,因此强化酶促的关键是打破污泥絮体。研究表明,超声、辐射及低温热解等都具有强化酶促功能,除此以外,还有部分强化酶促工艺如酶复合、辐射及反硫化等可以直接提高酶的活性,强化污泥原位减量。     

污泥减量化水处理技术的研究现状和进展

随着传统活性污泥工艺被广泛应用到城市污水及工业废水的处理中,剩余污泥的产生量也日益增大,因此新型污泥减量工艺的开发是一个亟待解决的问题。污泥过程减量法是指在污水的处理过程中,通过改变现有工艺的运行条件或者采用一定的技术手段,在保证不影响污水处理效果的前提下,降低污泥的产量,因此污泥过程减量工艺可以从根本上减少污泥的产量。介绍了近年来国内外实现污泥过程减量化相关工艺及其原理和研究进展,为今后开发新型有效的剩余污泥处理与处置技术提供参考。     

尼泊金甲酯对污泥减量及污水处理效果的影响

活性污泥法是目前应用最为广泛的污水处理技术,但在处理污水的同时不可避免地会产生大量剩余污泥,其处理与处置费用占污水处理厂运行成本的50%左右。为此,研究了解偶联剂尼泊金甲酯对污泥减量及污水处理效果的影响。当尼泊金甲酯浓度为1 mg/L时污泥减量效果最佳,达到了38. 0%。在此条件下,COD和PO_4~(3-)-P的平均去除率由空白组的88. 10%和48. 14%分别提高到90. 41%和53. 91%; NH_4~+-N和TN的平均去除率则略有下降,由空白组的82. 95%和55. 20%分别下降到82. 48%和53. 12%;同时,在试验过程中污泥的沉降性能良好。因此,采用尼泊金甲酯实现污泥减量具有良好的经济性和应用前景。     

水蚯蚓原位消解技术用于污泥减量的研究

采用水蚯蚓原位消解污泥技术对诸暨和浏阳市污水处理厂的三种工艺、四项工程进行改造,通过生产性试验考察了污泥减量效果以及对去除污染物的影响。结果表明,耦合后的工艺的污泥减量效果显著,其污泥产率最小为0.015 kg/m3,污泥减量可达81.7%,污泥的沉降性变好,MLVSS/MLSS值降至36.7%。系统工艺的耦合调整可使对COD的去除率增加8.9%,出水水质能稳定达到GB 18918—2002的一级B标准。同时,水蚯蚓原位消解污泥技术对于不同地区的水处理工艺均具有良好的适用性。     

剩余污泥资源化合成微生物油脂制备生物柴油技术研究进展

污水处理厂产生的剩余污泥富含产油微生物以及脂质、有机质和氮磷等营养元素,是廉价易得的合成生物柴油的优质微生物油脂原料。目前,国内外采用剩余污泥合成生物柴油主要包含三种利用路径,其一是从剩余污泥中直接提取油脂制备生物柴油,操作简单、成本较低但生物柴油产率不高;其二是将剩余污泥中的产油微生物进行强化发酵培养,提高污泥中微生物油脂含量,再进行提取和甲酯化,能够有效提高油脂产量但需额外培养成本;其三是将剩余污泥进行物理化学、生物预处理转化为小分子物质作为产油酵母和产油微藻的培养基,可有效降低微生物油脂的合成成本,但生产过程较为复杂。三种技术途径各有优缺点和适用范围,未来进行应用时可根据污水处理厂实际情况进行选择。     

污泥接种量对剩余污泥水解酸化的影响研究

研究了厌氧条件下水解酸化污泥接种量及污泥浓度对剩余污泥水解产酸、污泥减量的影响.在各反应瓶污泥浓度不同的情况下接种等体积的水解酸化污泥,当污泥停留时间为7 d时,剩余污泥具有较高的产酸量,超过7 d则反应进入厌氧消化的产甲烷阶段,表明接种污泥在反应的前7 d对剩余污泥产酸具有促进作用;水解酸化污泥接种量最多(35%)时其产酸量最高,7 d后作用逐渐减弱,污泥浓度成为影响产酸的主要因素.剩余污泥的水解过程与产酸过程具有相似的规律,MLVSS浓度随着时间的增加而逐渐下降,7 d后降幅趋缓,经过7 d的反应,污泥接种量最多(35%)的MLVSS浓度较开始时下降了27%,MLSS浓度下降了25.5%.     

高效初沉发酵池处理城市污水的中试研究

应用生物絮凝沉淀和水解发酵耦合工艺,将传统的初沉池改造为集进水悬浮固体的沉淀分离和沉淀污泥的产酸发酵为一体的高效初沉发酵池,以优化碳源结构,提高后续工艺的污泥活性和脱氮除磷能力。在水力停留时间为0.75 h、悬浮污泥絮体层界面高度不低于高效初沉发酵池有效池深的70%、SRT为4 d的条件下,考察了高效初沉发酵池对进水水质的改善效果。结果表明:高效初沉发酵池对SS的去除率为78%,是普通初沉池的近2倍;出水VSS/SS均值为71.9%,较普通初沉池提高了17.3%;出水C/N和C/P值较进水值分别提高了33%和14%,且明显高于污水厂普通初沉池出水水质。碳源结构的改善提高了后续生物处理工艺的脱氮除磷效果,对TP的去除率稳定在90%～98%。     

颤蚓反应器结构和曝气方式对剩余污泥处理的影响

通过181 d的连续运行试验,考察了一种新型颤蚓污泥生物减量反应器处理排放剩余污泥的减量效果,并探讨了两种反应器结构和曝气方式对污泥减量效果的影响.结果表明,两种颤蚓反应器均有明显的污泥减量效果(分别为44%和33%),连续曝气的污泥减量效果(46%)优于间歇曝气的污泥减量效果(31%).经过颤蚓反应器处理后,污泥粒径减小,但污泥沉降性能得到改善.试验过程中出现了营养元素N、P的释放,尤其是P释放明显.     

碱的类型对剩余污泥碱性发酵及脱水性能的影响

在温度35℃、pH=10条件下,对比研究了14 d内剩余污泥在KOH、NaOH、Ca(OH)2和Na2CO3这4种碱性条件下的水解产酸性能、脱水性能、氨氮和正磷酸释放情况以及污泥减量情况.结果表明:剩余污泥在4种碱性条件下表现出不同的水解产酸能力、脱水性能、以及污泥减量情况.污泥水解能力排序为Na2CO3＞NaOH≈KOH＞Ca(OH)2;产酸能力排序为NaOH＞KOH≈Na2CO3＞Ca(OH)2;脱水性能排序为Ca(OH)2＞Na2CO3＞NaOH≈KOH,氨氮和正磷酸盐释放量排序均为为Na2CO3＞ NaOH≈KOH＞Ca(OH)2.剩余污泥在Na2CO3条件下挥发性悬浮固体(VSS)去除率最高;但在NaOH条件下总悬浮固体(TSS)去除率最高.     

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。     

制取生物柴油产生的粗甘油对污泥厌氧消化的影响

针对污泥制取生物柴油过程中产生的粗甘油废弃化问题及剩余污泥减量化和资源化需求,探讨了添加粗甘油对剩余污泥厌氧消化的影响。在厌氧污泥最佳接种量试验基础上,进行了不同粗甘油添加量(0. 5～2. 0 g/L)对剩余污泥厌氧消化产气、污泥减量、有机物转化及系统稳定性的影响研究。结果表明,厌氧污泥接种量为30%时最佳,此时剩余污泥厌氧消化累积产气量及VS减量率分别可达171. 1 m L/gVS和24. 13%。其次,不同粗甘油添加量均可促进剩余污泥厌氧消化过程,且添加量为0. 5 g/L时,累积产气量达197. 6 m L/gVS,且其中的甲烷平均比例高达70. 2%,厌氧消化系统对TCOD、TS、SCOD和VS的去除率分别达到26. 82%、19. 49%、50. 11%和27. 44%,此时pH值波动范围为6. 96～7. 70。因此,添加粗甘油对剩余污泥厌氧消化具有促进作用,其最佳添加量为0. 5 g/L。     

城市污泥中重金属的去除与回收试验研究

以天津东郊污水处理厂的剩余污泥为例,研究了城市污泥中重金属的含量和形态,分析了污泥中重金属的去除及回收方法.结果表明:天津东郊污水厂的剩余污泥中铜和锌的含量很高,分别为4 386.2 mg/kg和2 170.6 mg/kg,具有很高的回收利用价值;污泥中的铜和锌都以稳定性较好的硫化物及有机结合物、残渣态形式存在,生物毒性较小,通过对其去除及回收处理后可安全地进行土地利用.利用易获得、易降解的乙酸溶液(H2O2含量为2%),在室温、pH值为4的条件下反应4 h,可以达到去除污泥中铜和锌的目的(去除率95%).采用改进的铁氧体共沉淀法,用石灰乳溶液作中和剂,从污泥的乙酸-H2O2浸出液中回收铜、锌的结果表明,在pH值为9、反应温度为室温、FeCl3和FeSO4初始浓度分别为0.10 mol/L和0.05 mol/L及Fe3+/Mn+(Cu、Zn离子总和)=10(物质的量之比)的最佳工艺条件下,对铜、锌的回收率分别为94.5%、98%.     

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.     

污水处理厂污泥减量的案例分析

活性污泥工艺的剩余污泥产量大,处理与处置费用高,为减少污泥运行成本,宁波市江东北区污水处理厂于2012年实施污泥减量化探索。研究发现,基于活性污泥的生物特性,延长污泥龄可以拉长微生物群体的食物链,而采用延时曝气工艺可使微生物群体生命期处于内源呼吸阶段,以上两种工艺控制可实现污泥减量。2012年产泥率较2011年减少0.09%,绝干污泥产量较2011年减少316 t,污泥处理与处置运营成本较2011年降低4.2%,减排效果明显。     

西安市第四污水处理厂A~2/O工艺的脱氮性能评价

通过对西安市第四污水处理厂A~2/O工艺中生物反应池(厌氧池、缺氧池、好氧池)以及二沉池中氮的组分及污泥硝化活性的测定,评价A~2/O工艺的脱氮性能。结果表明,二沉池作为A~2/O系统的分离单元,对总氮去除的贡献率高达13%～60%,脱氮机理主要是内源反硝化;污泥浓度对TN去除效果具有重要影响,当污泥浓度较高时,TN平均去除率为89%,当污泥浓度较低时,TN平均去除率为69%。二沉池中的内源反硝化脱氮可为我国城市污水处理厂高效生物脱氮工艺的设计、运行及提质增效提供参考。