微气泡曝气中活性污泥混合液性质变化

采用SPG膜微气泡发生系统,考察微气泡曝气过程中,污泥混合液性质的变化及相关关系,包括污泥粒径、污泥EPS质量浓度、上清液浊度和有机碳质量浓度、混合液黏度和表面张力等.结果表明,在微气泡发生系统中液体循环泵的水力剪切作用造成污泥絮体破碎及污泥粒径减小.在该过程中,污泥EPS释放,上清液浊度和有机碳（特别是胶体有机碳）质量浓度升高,同时污泥絮体的再絮凝能力严重丧失.污泥EPS物质的释放导致混合液黏度增加,但混合液表面张力保持不变.相关性分析表明,污泥粒径减小及污泥EPS释放是造成混合液其他性质变化的主要原因.与离心型循环泵相比,蠕动泵水力剪切作用较弱,对混合液性质的影响较小.微气泡曝气中污泥混合液性质的变化会加速膜过滤过程的膜污染.     

不同曝气剪切条件下活性污泥絮体特性研究

采用轮流搅拌-曝气SBR系统模拟两种不同曝气方式(分点曝气和分段曝气),研究其形成的污泥絮体特性.结果表明:在相同的运行条件下,分点曝气形成的污泥絮体尺度大、沉降性能好,两者的SVI平均值分别为133mL/g和202mL/g,平均粒径分别为74.26μm和53.46μm,而且分点曝气中拥有更多的大颗粒絮体;分点曝气形成的污泥絮体稳定性优于分段曝气,在连续曝气条件下,两种污泥絮体均受到剪切破碎,不仅初始粒子被剥离,而且絮体也被打碎变小,但分段曝气被破碎的程度更大;分点曝气和分段曝气所形成的污泥絮体的EPS含量分别为31.21mg/gVSS和21.6mg/gVSS,且前者EPS中的多糖、蛋白质和DNA组分均比后者多,两者EPS的主要组分以蛋白质为主.两种污泥经连续曝气3h后,EPS皆增大,且多糖含量增加较多;分点曝气和分段曝气形成的污泥比阻分别为5.21×1012 m/kg和7.94×1012 m/kg,前者污泥的脱水性能较好.经连续曝气3h后,两种污泥的比阻明显增大,脱水性能变差.     

氧化—絮凝调理对剩余污泥脱水性能的影响

针对污水处理厂污泥脱水难度大、运行成本高等问题,深入研究NaClO投加量、污泥混合液pH值以及在NaClO最佳投加量和污泥混合液最佳pH值下耦合聚合硫酸铁(PFS)和三氯化铁(FeCl₃)对污泥脱水性能的影响,以期获得氧化—絮凝调理对活性污泥脱水性能的影响机制。结果表明,在NaClO投加量为40 mg/g DS(绝干污泥)和污泥混合液pH值为3时,PFS耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻(Specific Cake Resistance,SRF)分别降至85.86%和4.74×10¹¹ m/kg;FeCl₃耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻分别降至86.36%和3.93×10¹¹ m/kg。调理后的污泥絮体粒径D50的大小关系为：NaClO+PFS>NaClO+FeCl₃>pH值>原泥>NaClO。显然,经过氧化—絮凝调理后的污泥絮体粒径明显增大,滤液中的有机质含量降低。氧化—絮凝调理可使活性污泥比阻显著降低,脱水性能显著改善。NaClO...     

铝盐在污泥颗粒化进程中的强化作用及其空间分布

为考察铝盐在好氧颗粒污泥形成过程中的强化作用,通过在不同SBR反应器运行的第10~16天分别投加聚合氯化铝(PAC)和硫酸铝的方式来促进颗粒污泥的形成.探讨不同铝盐混凝剂的投加对颗粒污泥特性的影响,解析铝元素在污泥成长过程中的质量分数变化和空间分布规律.结果表明:铝盐的投加加速了污泥的颗粒化过程,对成熟颗粒污泥中EPS的化学结构有影响;停止加药后,投加PAC的污泥中铝质量分数在16~29 d期间由30.46%降至0.43%,投加硫酸铝的污泥中铝质量分数由45.69%降至13.29%.且在投加PAC之后,其水解产物主要分布在污泥絮体的外围,随着颗粒的成熟,污泥中铝元素的分布低于检测限;而硫酸铝经水解聚合后与污泥充分接触,在整个颗粒均有铝元素分布,颗粒成熟后主要集中在颗粒的中心位置.这说明两种铝盐在颗粒污泥形成过程中的作用可能有所差别,PAC的投加主要是促进污泥EPS的分泌,使微生物聚集;硫酸铝的投加主要是形成晶核并强化EPS的产生,从而加速颗粒污泥的形成.     

水热处理对污泥水分分布的影响

采用低场核磁共振(LF-NMR)技术研究水热处理对污泥水分分布的影响.通过研究水热温度、反应时间、CaCl2与非离子型聚丙烯酰胺(PAM)添加量对污泥离心水的质量分数的影响,确定最佳处理工况.结合泥饼水的质量分数、氨氮(NH3-N)及溶解性化学需氧量(SCOD)分析,评价经水热处理后污泥样品的脱水性能.研究水热单一变量对污泥水分分布变化的影响.结果表明:反应温度的提高使得污泥中结合水和机械结合水均显著降低;反应时间的延长降低了污泥中的结合水比例;投放氯化钙主要降低机械结合水的比例;PAM的添加量对水分分布影响较小.水热正交实验结果表明:在水热温度为230℃、处理时间为45min时,同时添加140mg/g干污泥(DS)CaCl2,在水热处理后添加10-6 g/g DS PAM试剂的工况下,泥饼经离心脱水后水的质量分数由88.67%降至70.68%.与污泥原样相比,悬浮液中的SCOD、NH3-N值大幅上升,说明污泥絮体中不溶的有机组分发生了水解,并改变了污泥的水分分布.     

紫外光-Fenton法处理剩余污泥

利用紫外光(UV)-Fenton法氧化处理城市剩余污泥,并通过测量污泥破解率、上清液的SCOD、多聚糖、蛋白质以及总氮浓度表征污泥的破解情况,测量污泥过滤比阻(SRF)表征污泥脱水性能的变化。结果表明,pH为3、反应时间为2h,H2O2投加量为4g/L和Fe2+投加量为0.06g/L是紫外光-Fenton氧化处理供试污泥的适宜条件。在适宜处理条件下,污泥破解率为20.8%,污泥破解后,微生物细胞内有机物释放到溶液中,使污泥上清液中的SCOD由126mg/L增加到848mg/L,多聚糖质量浓度由33.4mg/L增加到119 mg/L,蛋白质量浓度由41.2 mg/L增加到82.6 mg/L。总氮含量增加了1.62倍。SRF由8.58×109 s2/g下降至3.99×109 s2/g。紫外光-Fenton反应在有效破解污泥的同时,提高了污泥的脱水性能,有利于污泥的减量化。     

过氧化钙预氧化对污泥脱水特性的影响

采用过氧化钙调理污泥,改变过氧化钙投加剂量、反应时间,考察污泥上清液COD、多糖及蛋白质和泥饼含水率,研究过氧化钙预氧化对污泥絮体结构以及脱水性能的影响.结果表明,随着反应时间和过氧化钙剂量的增加,处理后污泥上清液COD增加,多糖含量先增加后减少,蛋白质含量增加,泥饼含水率有明显降低.当过氧化钙的投加量为200mg/gTS时,泥饼的含水率最低为68.3%.当过氧化钙的投加量再增大时,污泥絮体分解越破碎,不利于污泥脱水.用等量过氧化氢调理污泥进行对比,发现过氧化钙可作为一种更稳定的过氧化氢源,对污泥脱水效果更好.     

污泥结合水测量方法和水分分布特性

为了实现污泥高效脱水,对污泥水分分布特征与脱水性能变化的关系进行研究.分别利用热干燥法、抽滤法、压滤法、水活度法和膨胀计法测定同一市政污泥的结合水相对质量分数,通过分析比较测量数据和应用原理,总结出各种方法的优缺点和适用条件.基于膨胀计法对污泥水分能量状态进行了分析,构建了污泥水分分布特征曲线,并阐明污泥在不同水分质量分数时的机械脱水效果.研究表明：5种方法的结合水质量分数（结合水/干基）测量结果差异明显,其中抽滤法测量值最大为628%,水活度法测量值最小,只有34%;膨胀计法操作快捷、原始数据容易处理,优于其余4种测量方法.当污泥水分相对质量分数(全水分/干基)大于183%时,适当提高设备的脱水强度能够较好地改善脱水效果.     

低热-NaOH联合处理剩余污泥释放碳源的效果

为了研究低热-NaOH联合处理剩余污泥,获得胞内碳源释放的最佳方案,测定破解后污泥上清液中的SCOD、蛋白质和多糖浓度,分析其随NaOH投加量、水浴温度、以及反应时间的变化。结果表明,低热-NaOH联合处理剩余污泥的最佳条件是NaOH投加量3.0 g/L、水浴温度60℃、反应时间24 h。在此条件下,上清液中SCOD、蛋白质和多糖浓度分别达18 341.4 mg/L、1 434.53 mg/L、324.8 mg/L。经污泥破解前后粒度对比分析,污泥破解前后中值粒度分别为30.2μm和8.71μm,相差荧光显微镜观显示污泥絮体被破坏。研究显示,低热-NaOH联合处理可在较低能耗下充分释放剩余污泥碳源,研究结果可为优化热碱法预处理剩余污泥提供依据。     

不同活性污泥胞外聚合物提取方法优化

活性污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)是污水生物处理过程中污泥结构、脱水性能、絮凝性能以及沉降性能的重要决定因素,而提取方法不同EPS的剥离程度存在很大的差别.因此EPS提取方法的建立至关重要.采用6种方法提取不同污泥EPS,分析了不同污泥每g干污泥中分层EPS的质量及组成,并考察了污泥粒径及脱水性能与污泥EPS的关系.结果表明:不同工艺不同污泥每g干污泥中EPS质量不同;甲醛+Na OH法提取EPS效率高且对细胞破坏程度小,试验中不同污泥EPS提取量为15.88~39.30 mg;每g干污泥中黏液层EPS质量越高,蛋白质与多糖质量浓度之比越大,污泥脱水性能越差;污泥EPS的提取效率与污泥粒径存在一定的相关性,污泥粒径越大,提取效率越高.     

酸碱与农业生物质骨料对污泥脱水效能的影响

为改善污泥脱水性能,在不同pH条件下考察3种农业生物质即小麦秸秆粉末(WSP)、玉米秸秆粉末(CSP)及稻壳粉末(RHP)对污泥脱水的影响.采用毛细吸吮时间(CST,tCS)及污泥比阻(SRF,FSR)等表征污泥脱水性能,用粒径和Zeta电位考察污泥性质的变化,通过离心液浊度,胞外聚合物质(EPS)含量、束缚水和泥饼结构来解释协同作用机制.实验结果显示,当pH控制在3时,污泥脱水效果最好,深度脱水后泥饼含水率下降到61. 5%;分别投加WSP、CSP及RHP时,污泥FSR分别下降到7. 32×10~8,7. 41×10~8及8. 29×10~8s2/g. pH小于2或pH从8升高到11时tCS和FSR都显著升高;在投加0. 75 g/g DS WSP、CSP及RHP后,也不能改善污泥脱水效果. pH低于2或者碱性条件使污泥释放更多有机物质和浊度,污泥脱水效果恶化严重.酸及生物质改善污泥脱水性能的机理为酸(pH=3)促进污泥分解EPS释放束缚水,而生物质作为骨料提供水分孔道.     

改性煤气化灰渣调理污泥脱水性能研究

采用改性煤气化灰渣对污泥进行调理,通过测定污泥比阻(SRF)、毛细吸水时间(CST)、污泥上清液中胞外聚合物(EPS)含量、Zeta电位,同时结合污泥粒径分析,研究了不同煤气化灰渣投加量对污泥脱水性能影响。结果表明:在改性煤气化灰渣投加量为污泥干重的20%时,污泥脱水性能达到最好,SRF、CST分别为5.11×1011 m/kg、51.2 s;随投加量增加,污泥上清液中EPS含量减少,Zeta电位减小,调理后污泥粒径中d10增大,而d50、d90减小。改性煤气化灰渣调理脱水性能的机理可能是通过构建透水骨架、吸附架桥及静电中作用共同实现的。该研究可为改性煤气化灰渣的工业应用提供一定的理论依据。     

微波联合PAM对污泥脱水性能的影响

为提高剩余污泥脱水性能,降低絮凝剂投加量,采用某城市污水厂剩余污泥为研究对象,研究微波预处理技术联合聚丙烯酰胺（PAM）对污泥脱水性能的影响,分析不同微波加载时间和PAM投加量对污泥毛细吸水时间（tcs）、污泥比阻以及离心后污泥含水率的影响及相关机理．结果表明,适宜的联用条件对污泥脱水效果优于仅PAM调理,污泥tcs、离心后含水率及污泥比阻分别由仅PAM调理的37.3 s、83.68％、1.72×10⁹ s²·g-1降至16.7 s、78.16％、0.35×10⁹ s²·g-1,且PAM投加量节省33％左右．适宜的微波与PAM联用对污泥的脱水性能有明显改善．     

传统PAC混凝除藻方法的改进

采用粘土矿复合聚合氯化铝(PAC)对传统PAC混凝除藻方法进行了改进研究,结果表明,与单加PAC相比,粘土矿的加入可显著增加絮体的密实度,使得沉淀后的活藻絮体在微扰动下不再漂浮上升,且能大大减少沉淀后底泥的体积,还可降低剩余浊度及出水中藻和铝的浓度。     

胞外聚合物EPS对MBR膜污染的影响

EPS普遍存在于活性污泥絮体内部及表面,在细胞之间构成一种架桥作用,细胞通过这些胞外物质进行物质和能量的传递,具有重要的生理功能.MBR膜通量下降主要来自污泥而非上清液中的胶体和溶解性有机物;EPS浓度和组成影响污泥混合液疏水性、Zeta电位、黏度、粒径等物理、化学特性和菌胶团的生物活性,且与膜污染程度相关关系良好;通过操作条件的调整可以改变EPS的组成和含量,在保证污泥系统正常运行的同时维持良好的膜通量.     

水厂生产废水污泥比阻测定的影响因素分析及方法改进

污泥比阻作为反映污泥脱水性能的主要参数，是水厂生产废水调质及脱水工艺的重要控制指标．指出了常规污泥比阻抽滤测定方法中存在的测定指标多、操作复杂、测定历时长等问题．针对自来水厂生产废水的水质特点，根据污泥比阻的测定理论，对其测定方法进行了深入的分析和讨论，通过定量分析和实验测定，确定出影响水厂生产废水污泥比阻测定的主要因素是t/V～V图中的b值；提出了一种操作简单、测定时间短、结果准确的污泥比阻测定的改进方法，采用该方法可使水厂生产废水污泥比阻测定历时可由10h缩短至30min左右，在生产实际中具有重要的实用价值．     

剩余污泥自絮凝特性及关键影响因素作用分析

为解决污泥减量化处理过程中药耗或能耗过高、污泥量增加等问题,提出利用污泥自身胞外聚合物(EPS)产生的自絮凝调理来促进其脱水性能,通过正交实验和单因素实验考察污泥质量浓度、搅拌强度和搅拌时间对污泥自絮凝特性的影响,分析污泥毛细吸水时间(tCST)、污泥容积指数(SVI)、污泥粒径和Zeta电位的变化规律.结果表明,自絮凝可增大污泥粒径,提高污泥疏水性,减少絮体表面Zeta电位的影响,从而改善污泥脱水性能和沉降性能.在最佳参数(污泥质量浓度18 g·L-1、搅拌强度200 r/min、搅拌时间3.5 min)条件下,自絮凝后污泥体积平均粒径增加11.4%,Zeta电位升高19.0%,tCST降低17.1%,SVI降低8.1%,效果显著.所考察的因素对自絮凝作用的影响程度依次为:污泥质量浓度搅拌时间搅拌强度.较高的污泥质量浓度、搅拌强度和搅拌时间均有利于提高自絮凝效果,而当污泥质量浓度、搅拌强度或搅拌时间大于最佳参数时,自絮凝效果则逐渐减弱.研究成果提供了利用污泥自身特性进行调理的新思路,可为优化污泥调理方式、降低调理药耗和减少污泥产量提供技术支持.