剩余污泥水解酸化释放有机物的效果及影响因素研究

在常压、不调节pH条件下,探讨了不同温度和水力停留时间下城市污水处理厂剩余污泥在水解酸化过程中CODCr、挥发性有机酸(volatile fatty acids,VFA)和总氮(TN)的释放量和释放速度,同时考察了剩余污泥减量效果,在此基础上探讨了剩余污泥水解酸化释放有机物用于反硝化碳源和实现减量化的最优控制条件。结果表明:MLSS为30 000 mg/L的污泥,50℃下水解酸化24 h,达到有机物的最佳释放效果,上清液CODCr浓度为8 349 mg/L,VFA(以CODCr计)浓度为2 490 mg/L;总氮释放量相对较低,CODCr/TN为10.3∶1。同时MLSS削减了22.5%,较高效率地实现了剩余污泥减量。     

碱-热法预处理改善污泥厌氧消化性能的试验研究

用传统热化学法(简称同步法)促进污泥水解,将污水厂浓缩污泥预先用NaOH处理24 h,然后再进行热处理(简称碱-热法)。以生物化学甲烷势(BMP)试验后污泥的溶解性化学需氧量(SCOD)去除率和产气量来评价碱-热法预处理对污泥厌氧消化性能的影响。BMP试验结果表明:经碱-热法处理的污泥,SCOD去除率是同步法预处理污泥SCOD去除率的1.06~1.31倍,产气量是同步法预处理污泥产气量的1.08~1.31倍。可见,碱-热法能有效提高污泥中有机物的可生化性,减少厌氧消化后污泥的剩余SCOD浓度,提高生物气产量。     

剩余污泥和餐厨垃圾协同厌氧消化处理研究

评估了不同剩余污泥和餐厨垃圾配比条件下的协同厌氧消化性能，如产水解、产酸、甲烷情况、厌氧消化系统稳定性以及消化沼液的脱水性能。确定了协同厌氧消化系统中剩余污泥和餐厨垃圾的最佳混合比例。研究结果表明，从产甲烷量的角度，剩余污泥和餐厨垃圾的最佳物料配比为1∶0.5,其中单位沼气产量为991.7 mL/gVS,甲烷产量为527.6 mL/gVS;从协同效益的角度，剩余污泥和餐厨垃圾的最佳物料配比为1∶1,其协同效益高达315.3%。协同厌氧消化组消化过程中的VFA浓度都在正常范围内。污泥和餐厨垃圾协同厌氧消化后的毛细吸水时间与污泥单独消化组相比变化不大，表明餐厨垃圾添加不会对共消化组消化沼液的脱水性能造成显著性的负面影响。     

剩余污泥温度分级-生物分相(TSBP)厌氧消化系统运行研究

在厌氧消化阶段理论指导下,开发了温度分级-生物分相(TSBP)工艺,通过控制温度和停留时间来实现温度分级和产酸菌、产甲烷菌生物相分离。结果表明TSBP系统中,停留时间为4d的产酸反应器的溶解性COD浓度、挥发酸积累量、水解率都高于停留时间为2d的反应器,分别能达到5.2g/L、4.7g/L、22.6%。与传统中温单相系统相比较,控制产酸相反应器在45℃下停留时间为4d,产甲烷相反应器35℃下停留16d时,TSBP厌氧消化系统运行较优,其甲烷产量和VS去除率分别为754mLCH4/d和51.29%,高于传统中温单相系统的408mLCH4/d和46.04%。反应器内微生物相扫描电镜的结果显示TSBP系统能提供产酸菌和产甲烷菌各自适宜的生长富集条件,成功实现了两者的基本分离,能够提高厌氧消化效率。     

污泥碱解发酵液用于生活污水脱氮 除磷的效果研究

为了减轻水体富营养化程度,提高污水的脱氮除磷效果,并解决污泥减量化和资源化问题,本研究将碱预处理的污泥进行厌氧发酵产酸,并将发酵液作为污水脱氮除磷的外加碳源。研究结果表明：投加污泥发酵液后,出水氨氮浓度为0.3~0.5 mg/L,总磷浓度为0.5 mg/L,与未投加污泥发酵液相比分别降低了1.7~2.3 mg/L和3~4 mg/L。     

城市污水处理厂不同污泥厌氧消化的产气研究

选取北京市某污水处理厂剩余污泥、初沉污泥和混合污泥作为研究对象,在中温(35℃)条件下,进行污泥产气速率和产气量的对照试验,结果表明:剩余污泥、初沉污泥和混合污泥的日平均产气量分别为218.8 mL/(d·L泥)、339.2 mL/(d·L泥)和419.4 mL/(d·L泥),总产气量分别为3.5 m3/m3泥、5.43 m3/m3泥和6.71 m3/m3泥,分别达到理论产气量的44.02%、72.79%和78.39%;剩余污泥、初沉污泥和混合污泥产气中CH4和CO2等主要组分含量的差异并不显著;从污泥的产气速率、产气量和消化性能分析,不同污泥之间的相互关系是:混合污泥＞初沉污泥＞剩余污泥,可见城市污水处理厂中初沉污泥(或混合污泥)比单独的剩余污泥更适宜于采用厌氧消化工艺.     

臭氧氧化剩余污泥的影响因素分析及应用初探

通过小试得出臭氧氧化剩余污泥的最佳作用条件,并将该作用条件应用于实际废水的剩余污泥减量化中,进行能耗分析。在臭氧氧化污泥过程中,采用单因素分析法分别考察臭氧投加量、剩余污泥浓度、碱解以及热解预处理对污泥减量的影响。在小试基础上,结合实际情况,对某污水处理厂污泥进行了不同污泥浓度下的减量试验,验证了小试结果,得出针对该种污泥MLSS=8.287kg/m3,臭氧最佳投加量在0.038gO3/gMLSS左右,所需能耗为0.589kW.h/kgMLSS。     

污泥溶胞破解效果与能耗分析

利用超声溶胞作用考察不同浓度下污泥的分解效果。研究结果表明:随着超声波作用时间的延长,污泥中释放出的SCOD和VFA也在不断增加;并且随着污泥浓度的增加,超声污泥释放出的SCOD和VFA不但总量有明显增长,而且单位质量污泥破解释放的SCOD和VFA的量也在增加,在超声作用时间为5～45 min,污泥浓度为13 000 mg/L、17 000 ml/L、37 000 mg/L的情况下,污泥SCOD/VSS的范围为0.10～0.14 mg/mg;VFA/VSS范围为0.016～0.023 mg/mg;当比能耗相同时,随污泥浓度升高,单位质量污泥破解程度显著增加,因此,提高污泥浓度可以在低比能耗的情况下达到较高的能耗效应。     

好氧颗粒污泥反应器快速启动及除碳脱氮试验

为快速启动好氧颗粒污泥反应器,在SBR反应器中同时接种硝化污泥和厌氧颗粒污泥,控制反应条件,温度23~25℃,pH值7.5~8.5,DO质量浓度1.5 mg/L左右,15 d即完成反应器快速启动。形成的好氧颗粒污泥粒径1.5~2.5 mm,SVI值54 mL/g。颗粒污泥结构紧密,沉降性能良好。反应器连续运行40多天,改变进水COD及NH4+-N浓度,COD和NH4+-N去除率均能稳定在80%以上,反应器内发生了同步硝化反硝化过程。     

污泥厌氧发酵制氢研究进展

从产氢菌富集和基质污泥预处理两方面探讨不同预处理方式对产氢效能的影响。结果表明:产氢菌富集最为常用的预处理是热处理,其所占比例为30%;其次为酸、碱处理。基质污泥预处理中常用热、酸、碱、灭菌、酶等方法,其中55%预处理方法采用物理预处理。污泥共消化产氢基质主要包括城市固体废弃物和农业固体废弃物,其中,餐厨垃圾作为有效共消化基质备受关注。最后对污泥厌氧发酵制氢的发展方向进行了展望。     

三氯化铁混凝污泥的厌氧消化处理

研究了FeCl3混凝污泥的厌氧消化情况 ,结果表明FeCl3混凝污泥 (14 88mgFe3 /L)厌氧处理的效果优于原污泥及PAC(75 4mgAl3 /L)混凝污泥 ,其甲烷回收率可达 4 8 4 % ,出水中Fe2 浓度为 99mg/L。在厌氧消化过程中 ,Fe3 被还原为Fe2 ,Fe2 溶出非常有限。     

多级污泥厌氧消化工艺的开发

传统污泥厌氧消化技术复杂、费用较高 ,而延时曝气的低负荷工艺投资高、能耗高。介绍了多级污泥厌氧消化工艺的开发过程 ,该工艺由水解酸化、固液分离及UASB三段构成 ,经过试验研究和工程验证 ,表明该工艺可使污泥在较短的总停留时间 (t=7d)达到稳定。     

剩余污泥热水解特性试验研究

在压力5 MPa、温度130~170℃条件下进行15~45min的剩余污泥高压热水解试验,考察了挥发性悬浮固体溶解率,污泥SCOD、TCOD浓度、上清液中有机酸浓度变化等污泥热水解特征,分析了污泥厌氧消化性能的改善效果。结果表明,高压热水解可有效改善污泥厌氧消化性能,与传统热水解法相比缩短了污泥的处理时间;高压热水解温度为150℃和170℃条件下,处理后污泥厌氧消化性能相差不大,从节能方面考虑,建议高压热水解控制条件为5 MPa、150℃处理30min,在此条件下,VSS去除率为57.6%,SCOD/TCOD由4.9%提升至31.9%,BMP试验污泥产气率较初始值提高了79%。     

USB反应器中颗粒污泥反硝化特性

在USB反应器中接种活性污泥,以葡萄糖为碳源在40天内培养出良好的反硝化颗粒污泥。在水力上升流速3．3 m／h时,MLSS与MLVSS分别为27．5g/L与23．1g/L;当反应器氮负荷为19．1 gN／(L·d)、有机负荷为91．3 gCODCr／(L·d)时,氨氮和CODCr去除率分别达到98．4％与91．1％;在允许负荷内,若进水C／N值合适,则出水硝酸盐氮与CODCr浓度均很低,NO3--N<1 mg／L, CODCr,<10 mg／L。     

铝污泥吸附水中磷的影响因素及响应面法优化

为提高铝污泥的利用效率,将其更好地应用于富营养化水体的修复之中,以给水厂脱水铝污泥为吸附材料对水中的磷进行吸附,考察铝污泥投加量、铝污泥颗粒粒径、体系pH、水样磷浓度对吸附效果的影响。拟合了等温吸附方程,并借助响应面分析中的BBD(Box-Behnken Design)模型确定吸附时间、pH和铝污泥投加量这3种因素对吸附反应影响的显著性及交互作用的强弱,同时利用此模型对实验条件进行优化。结果表明:①上述4种因素均对吸附过程有所影响,Langmuir等温吸附方程拟合效果较好,铝污泥对磷的理论饱和吸附量为1.487 mg/g(温度298 K)。②铝污泥投加量对吸附的影响最为显著,pH和反应时间产生的交互作用最强。③当水体中磷浓度为10 mg/L时,其最佳工艺条件为铝污泥投加量12 g/L、pH=4.5及反应时间48 h,最大去除率为92.38%。     

林可霉素高浓度有机废水处理技术

采用厌氧颗粒和好氧活性污泥分别对内循环厌氧反应器(IC)和间歇式活性污泥法(SBR)进行污泥接种培养,研究水解酸化-IC-SBR工艺在林可霉素生产废水处理方面的运行效果。结果表明:在进水COD的质量浓度为6 000~9 000 mg/L,IC和SBR反应器中有机负荷分别为0.82 kg/(kg.d)和0.26 kg/(kg.d)左右的情况下,IC和SBR反应器分别运行60 d和7 d,COD平均去除率分别达到91%和61%,出水COD的质量浓度在300 mg/L以下,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级标准。     

正交试验法优化好氧颗粒污泥培养条件的研究

利用自制的SBR反应器,在厌-好氧交替运行条件下,采用逐步提高进水负荷的调控方法培养好氧颗粒污泥。针对好氧颗粒污泥的特点,选取影响好氧颗粒污泥成粒的进水COD、进水C/N比、厌氧时长、水力停留时间和曝气量5个因素,采用正交试验方法,探索其对好氧颗粒污泥形成的影响度,找到好氧颗粒污泥形成的最优培养条件。实验证明:在现有实验条件下影响颗粒化率的显著程度依次为:进水COD—沉降时间—厌氧时长—进水C/N比—曝气量—水力停留时间。最优培养条件是进水COD为600~1 300 mg/L,沉降时间为10 m in,厌氧时长为30 m in,进水C/N为10∶1,曝气量为0.2 m3/h,水力停留时间为270 m in,此条件下培养的好氧颗粒污泥COD去除率和氨氮去除率分别达到96%和83%。     

厌氧颗粒污泥及其形成机理

厌氧颗粒污泥是由产甲烷菌、产乙酸菌和水解发酵菌等构成的自凝聚体，其良好的沉淀性能和产甲烷活性是升流式厌氧污泥床反应器成功的关键。颗粒污泥的化学组成和微生物相对其结构和维持起着重要作用。颗粒化过程是一个多阶段过程，取决于废水组成、操作条件等因素。综述了近年来厌氧颗粒污泥及其形成机理的研究进展，内容包括厌氧颗粒污泥的基本特性和微生物相、厌氧颗粒污泥结构及其颗粒化过程。     

化学污泥基吸附剂在污水处理中的应用研究

利用化学污泥为原材料制备吸附剂;以碘吸附值为评价指标,考察不同活化条件对活化效果的影响。最佳活化条件为污泥以质量比1∶1浸渍于3mol/L的ZnCl2中,在700℃下活化1h。化学污泥基吸附剂对污水的吸附试验结果表明,由于含有大量的铁、铝金属氧化物,化学污泥基吸附剂对UV254与DOC的去除效果与商品活性炭相近;化学污泥基吸附剂在投加量为2.0g/L时对UV254与DOC去除率可分别达到85.8%与59.7%。     

厌氧氨氧化工艺及其污泥颗粒化的试验研究

厌氧氨氧化工艺是目前最经济简捷的一种新型生物脱氮工艺.本文以两种普通污泥分别接种两个UASB反应器,实现了厌氧氨氧化工艺的启动和稳定运行,培养获得了厌氧氨氧化颗粒污泥,并研究了各种因素对工艺运行的影响规律,结果表明:(1)以厌氧颗粒污泥与好氧活性污泥的混合物以及河底沉积物分别接种启动运行两个小试UASB反应器,以含氨氮和亚硝酸盐氮的无机配水为进水,分别经过115 d和210 d的运行,两个反应器均成功实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率分别达50%和70%,氨氮去除负荷达0.35和0.29 kgNH3-N/(m3·d),相应的亚硝酸盐氮去除率分别为55%和67%;(2)在两个反应器随后146 d和306 d的稳定运行期间,工艺性能逐步上升,氨氮去除率分别达86%和95%,氨氮去除负荷达0.71和1.20 kgNH3-N/(m3·d),相应的亚硝酸盐氮去除率分别为83%和92%,所产气体中氮气含量高于96%;厌氧氨氧化工艺对进水负荷的突然变化有一定抵抗能力,但温度和溶解氧对工艺性能影响较大;(3)在两个反应器中均获得了厌氧氨氧化颗粒污泥,粒径约为0.6～1 mm,VSS/SS为0.6～0.8,颜色多呈棕黄色,也有少量小粒径颗粒呈红色,在扫描电镜下观察,发现颗粒中的优势菌为不规则球菌,与文献报道的厌氧氨氧化细菌类似;(4)在对颗粒污泥内部微观结构观察和研究的基础上,提出了三种厌氧氨氧化颗粒污泥的形成机理:蜕变附着生物膜机理、无机晶核附着生物膜机理和自凝聚机理;(5)对厌氧氨氧化工艺的主要影响因素进行了系统的研究,发现其最适温度在30～35℃之间,最适pH约为8.2,溶解氧对工艺的抑制作用很强,其浓度应控制在0.01 mg/L以下,由河底污泥培养获得的厌氧氨氧化污泥在上述最适条件下,最高氨氧化速率可达0.184 mgNH3-N/(mgVSS·d);(6)进水中一定浓度的有机物会对厌氧氨氧化工艺产生较大影响,有机物的引入会导致反硝化反应,产生基质竞争性抑制,进水中有机物的长期存在会导致污泥中异养细菌的生长,对厌氧氨氧化工艺产生不利影响.