光Fenton氧化破解剩余污泥和改善污泥脫水性能

目前傳統(tǒng)的污泥預(yù)處理技術(shù)有機械法、化學法、生物法及熱力學法等,而冷融處理是一種新型的、有效的污泥調(diào)理手段,不僅能夠改善污泥的脫水性能,使污泥顆粒結(jié)構(gòu)更加緊密,還可以減少結(jié)合水含量,同時實現(xiàn)污泥破解,加速后續(xù)的厭氧消化進程等。本文分析了剩余污泥在-20℃左右的冰箱中冷凍不同時間(0h,6h,12h,18h,24h),記錄完全凍結(jié)的時間。冷凍結(jié)束后,在室溫(約22℃)條件下進行解凍,記錄解凍時間,然后分析其理化性質(zhì)、脫水性能和沉降性能。結(jié)果表明,在-24℃時,完全冷凍時間為3.5h,完全冷凍后在室溫22℃時,完全解凍時間為1.83h。結(jié)果還表明,隨冷凍時間的增加,剩余污泥的cod濃度、氨氮濃度不斷增加,ph不斷下降。

在城市污水處理廠運行中,剩余污泥脫水性能的高低,將直接關(guān)系到污水處理性能的高低。因此,為提高污水處理廠剩余污泥脫水性能,需要我們切實加強污水處理工作的開展,既要采取技術(shù)強化對其的處理,提升剩余污泥的脫水性能,而且還要在管理方面強化對其的處理,從而從多個方面強化剩余污泥的脫水性能,最終促進污水處理廠的污水處理能力,在降低成本的同時實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

提高污泥脫水性能是污泥減量化的關(guān)鍵,污泥脫水前進行調(diào)理可提高其脫水性能。近年來,fenton試劑被認為是有效的污泥調(diào)理劑。綜述了近十年通過fenton反應(yīng)調(diào)理污泥以提高污泥脫水性能的研究進展。從污泥自身性質(zhì)出發(fā),分析影響污泥脫水性能因素,闡述fenton反應(yīng)調(diào)理污泥的機理；探討fenton反應(yīng)調(diào)理污泥的影響因素和最佳條件；總結(jié)近年來針對fenton反應(yīng)調(diào)理污泥過程的問題而出現(xiàn)的fenton與其他方法聯(lián)用的技術(shù)。最后,對基于fenton反應(yīng)的污泥調(diào)理技術(shù)的研究方向提出了建議。

通過混合水平有交互作用的正交試驗,考察超聲時間、超聲頻率、超聲功率和超聲脈沖比及超聲時間與頻率、時間與功率和功率與頻率因素間交互作用對剩余污泥超聲破解效果的影響.研究結(jié)果表明:超聲破解污泥的最佳參數(shù)組合為超聲時間7min,超聲頻率20khz,超聲功率600w,超聲脈沖比3∶1;3個因素間的交互作用不明顯.考察超聲破解7個不同mlss(混合液懸浮固體濃度)污泥的情況,當適當提高污泥濃度時破解效果更佳;考察超聲破解污泥時間曲線,超聲破解污泥40min后各指標的破解率增加緩慢,在15~20min時超聲破解污泥的能量利用率最高.

超聲波處理法是機械破解污泥細胞的一種,屬于物理方法。該法操作簡單、污泥破解速度快、適用范圍廣,不會對環(huán)境造成二次污染。本文采用超聲波技術(shù)破碎城市污水處理廠的剩余活性污泥,研究了不同作用時間超聲處理后污泥微觀結(jié)構(gòu)的變化,以及上清液中cod的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,超聲波破碎污泥絮體結(jié)構(gòu)及細胞的效果明顯,使其有機物質(zhì)釋放進入液相中,cod隨超聲作用時間增加而增加。

超聲波處理法是機械破解污泥細胞的一種,屬于物理方法。該法操作簡單、污泥破解速度快、適用范圍廣,不會對環(huán)境造成二次污染。本文采用超聲波技術(shù)破碎城市污水處理廠的剩余活性污泥,研究了不同作用時間超聲處理后污泥微觀結(jié)構(gòu)的變化,以及上清液中cod的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明,超聲波破碎污泥絮體結(jié)構(gòu)及細胞的效果明顯,使其有機物質(zhì)釋放進入液相中,cod隨超聲作用時間增加而增加。

通過不同臭氧投加量對剩余污泥的破解試驗,系統(tǒng)地研究了臭氧破解過程中剩余污泥基質(zhì)和上清液中相關(guān)指標的變化規(guī)律。試驗結(jié)果表明,臭氧破解能夠有效減少污泥中固體物質(zhì)的含量,在臭氧投加量為250mg/g(o3/ts)的條件下,總殘渣(ts)和揮發(fā)性固體(vs)分別減少了31.33%和35.59%;臭氧破解使得污泥上清液中的溶解性化學需氧量(scod)、總氮、總磷、氨氮含量均明顯上升,ph值則呈下降趨勢,但降幅不大。

以某生活污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥為研究對象，采用有機高分子調(diào)理劑陽離子聚丙烯酰胺（cpam）對濃縮池出口污泥進行了調(diào)理，以污泥比阻為主要指標考察了投藥量、調(diào)理劑濃度、ph值和攪拌強度對污泥過濾脫水性能的影響。實驗結(jié)果表明：在適宜調(diào)理條件為：投加量為48mg／l、濃度為0．12％、ph值為7（未調(diào)節(jié)）、快速攪拌強度為130r／min、慢速攪拌強度為40r／min。污泥經(jīng)過cpam調(diào)理后，其比阻可降低77％。

以某生活污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥為研究對象,采用有機高分子調(diào)理劑陽離子聚丙烯酰胺(cpam)對濃縮池出口污泥進行了調(diào)理,以污泥比阻為主要指標考察了投藥量、調(diào)理劑濃度、ph值和攪拌強度對污泥過濾脫水性能的影響。實驗結(jié)果表明:在適宜調(diào)理條件為:投加量為48mg/l、濃度為0.12%、ph值為7(未調(diào)節(jié))、快速攪拌強度為130r/min、慢速攪拌強度為40r/min。污泥經(jīng)過cpam調(diào)理后,其比阻可降低77%。

探討污泥中絲狀真菌對污泥脫水性能的影響及其機制,對生物法強化污泥脫水技術(shù)的發(fā)展具有重要意義.本研究從剩余污泥中分離篩選可以提高污泥脫水性能的絲狀真菌,并分析其改善污泥脫水性能的具體機制.結(jié)果表明,在剩余污泥中存在著可以促進污泥脫水性能改善的絲狀真菌,從中分離篩選出1株毛霉屬的真菌mucorcircinelloideszg-3,該菌對改善污泥脫水性能具有良好的效果.該絲狀真菌處理剩余污泥過程中污泥的脫水性能改善效果主要受到接種方式、接種濃度和污泥含固率的影響,其最適接種方式為菌絲體接種,最適接種濃度為10%,最適污泥含固率約為4%.在最適條件下處理污泥可使污泥比阻降低75.1%,顯著改善污泥的脫水性能,并且處理后污泥溶液的cod值約為310mg·l-1,處理后的污泥仍具有良好的沉降性能.m.circinelloideszg-3處理剩余污泥過程中,污泥脫水性能的改善主要與污泥胞外聚合物(eps)的降解和污泥ph的降低有關(guān).因此,采用m.circinelloideszg-3處理剩余污泥是一種非常有潛力的新型污泥調(diào)理技術(shù).

污泥脫水濃縮裝置是針對進入污泥脫水機的剩余污泥含泥量低，工作效率低而研制的。它可將剩余污泥先進行絮凝濃縮處理后，再二次加入絮凝劑絮凝進入污泥脫水機脫水。剩余污泥進入污泥脫水機之前，其中已有一半以上的水在濃縮罐內(nèi)被分離出來，使剩余污泥中含泥量超過1％以上，這樣使進入污泥脫水機中的剩余污泥量提高一倍以上。即提高了單位時間內(nèi)的污泥處理量，減少污泥脫水機的運行時間，

以濃縮混合污泥為試驗對象,研究了絮凝劑的種類、用量、污泥的性質(zhì)等對滾壓式污泥脫水機脫水效果的影響,為改善滾壓式脫水機的脫水性能提供理論指導。

利用中試規(guī)模的人工濕地對污泥進行了為期4a的生態(tài)穩(wěn)定化處理。系統(tǒng)占地80m2,填料層厚度為0.6m,超高0.5m,濕地植物選用蘆葦。系統(tǒng)前2a為污泥負荷期,后2a自然穩(wěn)定期。進泥ts、vs、含水率分別為平均22.34g/l、7.76g/l和97%,污泥負荷平均0.691kg(ts)/m2.d。在第1a的系統(tǒng)調(diào)整期內(nèi),滲濾液cod去除率在60%~80%;而第2acod去除率低于第1a,為40%~50%;出水cod在100~200mg/l之間。在負荷期內(nèi),隨著運行時間的延長,也即隨著污泥積存厚度的增加,滲濾液透過積泥層的時間變化不定,即滲濾液并非均勻下滲,而是部分滲濾液優(yōu)先沿阻力最小的植物莖壁、根系以及積存污泥中大的孔隙向下流動。在第3a和第4a的自然穩(wěn)定期內(nèi),污泥脫水較為充分,含水率分別降至平均34.3%和30.5%;污泥有機質(zhì)含量分別降至平均16.8%和10.24%;穩(wěn)定化污泥的全氮和全磷含量分別為平均0.98%和0.27%。對比發(fā)現(xiàn),系統(tǒng)內(nèi)植物量和植物營養(yǎng)成分都比野生植物高。

介紹了剩余污泥的資源化利用技術(shù),包括農(nóng)業(yè)利用、建材利用、能源利用、制取微生物絮凝劑等。這些技術(shù)能夠充分利用污泥本身的特點進行物質(zhì)循環(huán)和能量利用,既解決了污泥的出路問題,又開發(fā)了新的資源,符合可持續(xù)發(fā)展的需求。在此基礎(chǔ)上,對剩余污泥資源化發(fā)展提出建議和展望。

闡述了國內(nèi)外剩余污泥破解技術(shù)現(xiàn)狀,結(jié)合理論與實踐,通過對各種方法的綜合性分析,指出了現(xiàn)存技術(shù)的利弊,重點介紹了輻照技術(shù)在剩余污泥破解中的應(yīng)用,并對剩余污泥破解技術(shù)的發(fā)展方向進行了分析。

采用高壓脈沖電凝-fenton氧化工藝對制藥廢水進行處理,探討了進水ph值、極板間距、反應(yīng)時間、h2o2投加量等因素對去除制藥廢水codcr的影響。研究表明:高壓脈沖電凝-fenton氧化法的最佳工況條件為:進水ph值為4左右、極板間距為20mm、電流強度為10a、高壓脈沖電凝反應(yīng)時間為45min、h2o2投加量為4ml/l、fenton氧化時間為60min。在此反應(yīng)條件下,該處理工藝對codcr去除率為36.5%～39.2%,廢水m(bod5)/m(codcr)從0.13提高到0.37,可生化性大大提高,為后續(xù)處理工藝的達標排放奠定了基礎(chǔ)。

利用超聲波對剩余污泥進行破解,采用正交試驗方法,選擇超聲時間、超聲頻率、超聲功率和超聲脈沖比作為試驗因素,考察各因素對污泥破解效果的影響。選擇破解后污泥上清液中溶解性化學需氧量(scod)、總磷(tp)、氨氮、硝氮、蛋白質(zhì)、核酸和肽聚糖的質(zhì)量濃度作為評價指標,分別采用綜合平衡法和綜合評分法進行分析,結(jié)果表明:超聲波破解污泥的最佳參數(shù)組合為超聲時間10min,超聲頻率20khz,超聲功率600w,超聲脈沖比2∶1;所考察的4個因素對污泥破解效果的影響順序為超聲時間>超聲脈沖比>超聲頻率>超聲功率;超聲時間對肽聚糖質(zhì)量濃度的影響非常顯著,超聲頻率對肽聚糖質(zhì)量濃度的影響顯著,超聲脈沖比對肽聚糖和總磷質(zhì)量濃度影響顯著。

以污泥比阻降低率和泥餅含水率為評價指標,采用fe~0/h_2o_2類芬頓法提高污泥脫水性能,研究初始ph、fe~0投加量、h_2o_2投加量對污泥脫水性能的影響,并探究其調(diào)理機理。結(jié)果表明,當初始ph為2.5,fe~0、h_2o_2投加量分別為750、20mg/gts時,污泥比阻降低率為93.7%,泥餅含水率為73%,零價鐵回收率為98.3%。fe~0重復(fù)利用10次后,比阻降低率仍能保持在90%以上。類芬頓法能夠有效降解污泥胞外聚合物,破壞其絮體結(jié)構(gòu),導致污泥粒徑減小,并釋放部分結(jié)合水,從而有效改善污泥脫水性能。

全球氣候大會以及中國政府在co2減排方面的承諾使剩余污泥厭氧消化產(chǎn)生能源這一老生常談的問題再次受到關(guān)注.污泥生物細胞裂解/水解是限制厭氧消化效率的重要瓶頸,而污泥預(yù)處理技術(shù)可有效提高細胞破裂、水解效果,最大限度地發(fā)掘出剩余污泥中的有機能源.目前全球研發(fā)的污泥預(yù)處理技術(shù)多種多樣,其中既有具備工程應(yīng)用經(jīng)驗的超聲波、聚焦脈沖等預(yù)處理方法,也有研究較多的熱解、堿處理等預(yù)處理方式,而投加生物制劑的預(yù)處理技術(shù)也越來越受到人們的重視.本文按污泥預(yù)處理性質(zhì)將各種方法分成物理/機械、化學、生物以及聯(lián)合處理幾大類,分別介紹了各種污泥預(yù)處理方法的原理、特點、研究進展以及應(yīng)用前景.

隨著城市化發(fā)展進程的加快以及污泥處理率的提高,剩余污泥的產(chǎn)量也越來越大,如何將這些污泥無害化并進行有效的利用,是世界各國共同重視的一個問題。該文總結(jié)了污泥的主要處理處置方法,且對國內(nèi)外的污泥處理處置現(xiàn)狀進行闡述,并提出污泥的處置方向——厭氧消化。

污水廠在處理污水的同時會產(chǎn)生大量的剩余污泥,未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥將對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的二次污染。根據(jù)世界各國污泥處理技術(shù)發(fā)展的趨勢和我國相關(guān)政策的導向,污泥資源化是未來污泥處理的主流。文中介紹了國內(nèi)外污泥資源化技術(shù)的發(fā)展近況,對現(xiàn)有的污泥資源化技術(shù)進行了分類,以期為今后污泥的資源化利用與污染防治提供借鑒。

為尋求高效的mbr剩余污泥處理方法,利用搖瓶接種發(fā)酵試驗,考察了mbr剩余污泥經(jīng)微波預(yù)處理后的厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫量和底物變化情況。結(jié)果表明,mbr剩余污泥經(jīng)功率為400~700w的微波預(yù)處理3~4min后,能有效提高其scod和總糖含量,而ph值變化不大;預(yù)處理后的污泥接種產(chǎn)氫菌,能有效進行厭氧發(fā)酵產(chǎn)氫,平均產(chǎn)氫率為8.48ml/gtcod;發(fā)酵產(chǎn)物vfa積累過多則會抑制氫氣的繼續(xù)產(chǎn)生。