剩余污泥碱性发酵产酸及脱水性能研究

针对污水厂进水碳源不足的问题,采用南方某污水厂剩余污泥进行碱性发酵实验,系统考察了产酸量、氨氮和总磷释放量,研究微生物对发酵液的利用以及污泥脱水情况。结果表明：在pH值=10、25℃条件下,发酵第7天,挥发性有机酸含量达到峰值3 262 mg/L,其中乙酸积累量占比76.52%。采用发酵液作为原料,微生物反硝化过程、硝化过程、厌氧释磷过程均不受影响。在pH值为4的条件下,聚合硫酸铁投加量（以干基计）为70 kg/t时,发酵污泥含水率可降至64.02%。污泥碱性发酵后可产生大量脂肪酸,且发酵液中的有机物组分能作为微生物需要的反硝化碳源,对硝化过程、磷的释放均未产生明显不利影响,发酵产生的污泥经过聚合硫酸铁调理后脱水性能良好。     

溶菌酶预处理对剩余污泥脱水性能的影响

将溶菌酶应用于剩余污泥的预处理,考察了不同酶投加量对污泥脱水性能的影响,通过测定滤饼含水率、污泥比阻、污泥毛细吸水时间（CST）、Zeta电位及污泥上清液中的蛋白质和多糖含量,并采用显微镜和扫描电镜观测污泥絮体和颗粒结构的变化,同时结合三维荧光光谱分析,研究原污泥和酶处理后污泥的脱水性能差异。结果表明,适宜的溶菌酶投加量可显著改善剩余污泥的脱水性能,与原污泥相比,当酶投加量为15%时,真空抽滤后的含水率由91.4%降到63.6%,比阻降低了82%,CST降低了65%,Zeta电位从-14.8 mV上升到2.7 mV。溶菌酶对污泥结构的破坏是其改善污泥脱水性能的重要原因。     

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%.     

生物淋滤法改善碱性厌氧发酵产酸污泥脱水性能

污泥碱性厌氧发酵可生产挥发性脂肪酸(VFAs),然而碱性发酵后的污泥脱水性能差,影响了发酵液的后续利用。采用生物淋滤法处理发酵污泥,研究了生物淋滤过程中发酵污泥脱水性能的变化,并分析了脱水性能得到改善的原因。结果表明,经过72 h调理后污泥比阻降低至5.39×1011m/kg,泥饼含水率达到75.17%,污泥从难脱水变为易脱水。经生物淋滤调理24 h后,蛋白质、多糖含量分别下降到0.49和5.54 mg/g VSS,降低了90.3%和28.0%,说明污泥胞外聚合物的减少有利于提高污泥的脱水性能。调理过程中VFAs无明显损失,VFAs回收率可从调理前的7.62%提高到调理后的95.95%。     

超声及碱处理促进剩余污泥水解的试验研究

剩余污泥水解是解决污水处理厂生物脱氮除磷的碳源不足和实现污泥资源化的重要途径。采用3个平行反应器,在35℃、厌氧条件下研究了剩余污泥以及经过超声预处理和碱处理(pH=10±0.1)的剩余污泥的水解过程。结果表明:超声预处理以及碱处理均能促进剩余污泥的水解,它们对污泥的平均比降解速率较原污泥可分别提高39.4%和93.9%,SCOD的平均溶出速率可分别提高92.9%和150.4%。另外,碱处理后水解对剩余污泥的降解比超声预处理的更快、更彻底。根据污泥比降解速率、SCOD溶出速率以及营养物释放速率大小,可认为水解过程分多阶段进行,其中污泥比降解和SCOD溶出速率在第Ⅰ阶段(0～2d)最大,磷释放速率在第Ⅱ阶段(4～6d)最大。透射电镜扫描结果表明:剩余污泥水解的次序为EPS、胞内物质、细胞壁。     

常温下剩余污泥水解酸化强化方法研究进展

剩余污泥的处理与处置是污水处理的重要环节,常温下对剩余污泥直接破解以促进水解酸化是污泥处理的有效方法,这种方法无需污泥脱水,而且能提高污泥絮体的降解率,并实现资源化利用.但这种方法存在投资大、运行费用高和难以稳定控制等问题,尚未实现大规模的工程应用.对目前研究较多的污泥机械处理、酸碱处理、超声破解和臭氧氧化等技术的作用原理、处理效果和应用前景进行了综述和分析,并提出了多种技术的组合是提高污泥处理效率的最有效方法.     

影响污水污泥脱水性能因素的探讨

不同的污水处理工艺、不同的污泥稳定化过程、不同的污泥调理过程,所产生的污泥脱水性往往大相径庭。因此在选择污水及污泥处理工艺时,应当考虑对后续工艺及最终处置的影响。这也是要探讨污泥脱水性能影响因素的目的。     

超声/碱预处理剩余污泥的中温厌氧消化效果

考察了超声/碱联合预处理对剩余污泥中温厌氧消化的影响,并与原污泥直接进行厌氧消化的效果进行了比较.试验结果表明,在高投配率(10%)下原污泥直接进行厌氧消化对有机物的去除率不高,经过超声/碱预处理后,消化过程中对TCOD的去除率提高了29.6%,单位污泥的日均产气量提高了67.9%,对VS和VSS的去除率分别提高了58.9%和28.6%.     

高温好氧消化对不同类型污泥的脱水性能影响

采用自热式高温好氧消化（ATAD）对不同来源的污泥（初沉泥、二沉泥及其混合污泥）进行批式消化试验，考察在不同的反应温度（45℃和58℃）下污泥的脱水性能随消化时间的变化。结果表明：①与45℃的反应温度相比，58℃的高温能显著破坏二沉泥的脱水性能，但对初沉泥影响较小；②在45℃和58℃的高温下，各粪污泥均有不同程度的溶胞作用，胞内物质的释放导致污泥溶液中可溶性磷和蛋白质含量提高，使得脱水性下降；③污泥溶液中氨氯浓度越高，单价离子M与二价离子D的比值越高，其脱水性能越差；④投加PAM聚合物对污泥进行调理，虽然对ATAD消化后污泥的投加量略高于未消化的污泥，但脱水性能明显改善。     

阳离子表面活性剂改善污泥脱水性能的机理研究

研究了两种含有不同长度疏水链的阳离子表面活性剂CSG—1和CSG-2对活性污泥脱水性能的影响，探讨了两种活性剂在活性污泥体系中的作用机理。结果表明，投加约为干污泥质量10％的CSG-1可使滤饼的含水率降至78％左右，此时污泥的沉降效果较好，污泥毛细吸水时间（CST）也较短（约为62s）；与CSG-1相比，CSG-2虽可使滤饼含水率降至约74％，但其对污泥过滤性能和沉降效果的改善均较差。对CSG—1和CSG-2改善污泥脱水性能的机理研究表明，阳离子表面活性剂通过静电引力和范德华力而被吸附于污泥表面，改变了活性污泥絮体的特性，并引起胞外聚合物（EPS）的分布发生变化，从而改善了污泥的脱水性能，同时也导致了絮体颗粒粒径发生了显著变化。     

投加调理剂与表面活性剂对污泥脱水性能的影响

研究了无机调理剂(FeCl3和CaO)与表面活性剂的联合作用对污泥絮体特征、沉降性能和脱水性能的影响。结果表明,当FeCl3、CaO、表面活性剂的投加量分别为0.067、0.134、0.054 g/g时,泥饼的含水率最低,为62.97%,且沉降性能得到了明显的改善。通过观察处理前后污泥絮体的粒径分布和扫描电镜(SEM)照片,发现污泥的絮团被破坏,粒径明显变小。由于无机调理剂和表面活性剂的联合作用能够使污泥絮体表面的EPS脱落,减少结合水的含量,从而改善了污泥的脱水性能。     

电解/水解酸化/活性污泥法处理医药废水研究

采用电解/水解酸化/好氧活性污泥工艺处理高浓度、难降解的医药生产废水,着重考察了HRT、温度、pH、溶解氧及污泥负荷对好氧段处理效果的影响.结果表明,电解/水解酸化提高了废水的可生化性,在HRT为18 h、温度为24℃、pH值为6.5～7.0、溶解氧为2.5 mg/L以及污泥负荷为0.42～0.50 kgCOD/(kgMLSS·d)的条件下,好氧段对COD的去除效果较好,去除率基本稳定在90%左右,出水水质满足<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)的二级标准.     

污泥中温厌氧消化最佳温度及改善机理分析

我国市政污泥的中温厌氧消化普遍存在有机物降解率低、消化速率慢及沼气产量少等不足。为改善这种现状,基于天津某污泥处理设施的泥质和运行工况,通过小试、中试和生产性试验,考察了反应温度对污泥消化过程中产气量的影响,并对提高温度促进厌氧消化的机理进行了分析。结果表明,在40℃和45℃下生物产甲烷势(BMP)较35℃分别提高了28.4%和37.5%;在200 L中试水平上,稳定期40℃日均产气量比35℃增加25.5%,两种温度下沼气中的甲烷含量基本相当;生产罐反应温度升至40℃后,绝干有机物产甲烷量较往年同期提升近40%。40℃下污泥厌氧消化的溶解速率、水解速率和酸化速率分别较35℃提高73.3%、50.0%和34.7%,为后续的甲烷化提供了充足的底物。没有接受过温度驯化的污泥,40℃和35℃的甲烷生成速率几乎相当,而对于经过40℃驯化半年的污泥而言,不仅甲烷生成速率比35℃快20.5%,而且甲烷产量高12.2%。与其他厌氧消化改良工艺相比,该方法低廉、绿色与高效,具有推广应用价值。     

碱解预处理对污泥固体的破解及减量化效果

采用向污泥中加碱的预处理方式，考察了碱解预处理对污泥固体的破解及减量化效果。结果表明，污泥SCOD浓度随投碱量的增加而增加，在投碱量为1gNaOH／gTS的情况下，挥发性悬浮固体的分解率可达62．05％。碱解作用下，污泥的水解分为快速水解和慢速水解两个阶段，对两阶段水解过程的动力学分析结果表明，碱解预处理仅对第一阶段（快速水解过程）有显著促进作用，而对第二阶段（慢速水解过程）的作用则不明显。     

海水盐度对二沉池污泥沉降性能的影响

采用传统活性污泥法工艺研究了冲厕海水进入城市污水系统后,其盐度对污泥沉降性能的影响。结果表明,盐度对污泥沉降性能的影响比较明显,盐度有利于污泥沉降。随着盐度的提高,污泥的沉降性能越来越好,污泥容积指数逐渐降低,污泥出现膨胀的ＳＶＩ临界点显著降低。     

运行温度对活性污泥特性的影响

对比研究了低温[(5±2)℃]和常温[(20±1)℃]运行的活性污泥系统处理生活污水的污泥特性,低温和常温时的污泥沉降指数(SVI)分别为250mL g和65mL g,污泥比阻分别为2.19×1012cm g和1.42×1012cm g,体积粒度分别为161μm和112μm。低温运行时颗粒密度是影响污泥比阻的主要因素,而常温运行时颗粒大小是影响污泥比阻的主要因素;与常温运行时相比,低温运行时活性污泥所携带的负电荷少而具有更高的亲水性,胞外分泌物含有更多的粘性物质,污泥难于压缩、沉降。     

臭氧破解活性污泥的试验研究

采用鼓泡型臭氧接触反应柱,探讨了臭氧氧化对活性污泥性状的影响。结果表明,反应初期MLSS降幅不大,在臭氧投量为0.04～0.10 gO3/gMLSS阶段,臭氧直接作用于污泥,MLSS下降明显;MLVSS呈现与MLSS类似的下降趋势;随着臭氧投量的增加,MLVSS/MLSS值从初期的0.75降至试验末期的0.60。臭氧溶胞引起上清液中SCOD浓度的上升,但同时由于臭氧的矿化作用导致其增加量低于经验值,为0.628 4 gSCOD/gMLVSS。另外,上清液中硝态氮和总氮浓度呈上升趋势,氨氮浓度先上升后下降,在臭氧投量为0.08 gO3/gMLSS时达到最大。     

分点进水脱氮除磷新工艺的理论基础和实践

根据非线性生物反应动力学理论,提出了促进聚磷菌、硝化菌等弱势菌群繁殖的生态优势硝化反硝化（Ecological Superior Nitrification Denitrification,ECOSUNIDE）活性污泥新工艺,并在4座污水处理厂应用。结果表明,在未增加任何池体、动力负荷仍按二级污水处理厂设置的情况下,出水COD〈50mg/L、BOD5〈10mg/L、氨氮〈3mg/L,均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级A标准,其他指标也均达到了一级B标准。