光Fenton氧化破解剩余污泥和改善污泥脱水性能

目前传统的污泥预处理技术有机械法、化学法、生物法及热力学法等,而冷融处理是一种新型的、有效的污泥调理手段,不仅能够改善污泥的脱水性能,使污泥颗粒结构更加紧密,还可以减少结合水含量,同时实现污泥破解,加速后续的厌氧消化进程等。本文分析了剩余污泥在-20℃左右的冰箱中冷冻不同时间(0h,6h,12h,18h,24h),记录完全冻结的时间。冷冻结束后,在室温(约22℃)条件下进行解冻,记录解冻时间,然后分析其理化性质、脱水性能和沉降性能。结果表明,在-24℃时,完全冷冻时间为3.5h,完全冷冻后在室温22℃时,完全解冻时间为1.83h。结果还表明,随冷冻时间的增加,剩余污泥的cod浓度、氨氮浓度不断增加,ph不断下降。

在城市污水处理厂运行中,剩余污泥脱水性能的高低,将直接关系到污水处理性能的高低。因此,为提高污水处理厂剩余污泥脱水性能,需要我们切实加强污水处理工作的开展,既要采取技术强化对其的处理,提升剩余污泥的脱水性能,而且还要在管理方面强化对其的处理,从而从多个方面强化剩余污泥的脱水性能,最终促进污水处理厂的污水处理能力,在降低成本的同时实现可持续发展。

提高污泥脱水性能是污泥减量化的关键,污泥脱水前进行调理可提高其脱水性能。近年来,fenton试剂被认为是有效的污泥调理剂。综述了近十年通过fenton反应调理污泥以提高污泥脱水性能的研究进展。从污泥自身性质出发,分析影响污泥脱水性能因素,阐述fenton反应调理污泥的机理；探讨fenton反应调理污泥的影响因素和最佳条件；总结近年来针对fenton反应调理污泥过程的问题而出现的fenton与其他方法联用的技术。最后,对基于fenton反应的污泥调理技术的研究方向提出了建议。

通过混合水平有交互作用的正交试验,考察超声时间、超声频率、超声功率和超声脉冲比及超声时间与频率、时间与功率和功率与频率因素间交互作用对剩余污泥超声破解效果的影响.研究结果表明:超声破解污泥的最佳参数组合为超声时间7min,超声频率20khz,超声功率600w,超声脉冲比3∶1;3个因素间的交互作用不明显.考察超声破解7个不同mlss(混合液悬浮固体浓度)污泥的情况,当适当提高污泥浓度时破解效果更佳;考察超声破解污泥时间曲线,超声破解污泥40min后各指标的破解率增加缓慢,在15~20min时超声破解污泥的能量利用率最高.

超声波处理法是机械破解污泥细胞的一种,属于物理方法。该法操作简单、污泥破解速度快、适用范围广,不会对环境造成二次污染。本文采用超声波技术破碎城市污水处理厂的剩余活性污泥,研究了不同作用时间超声处理后污泥微观结构的变化,以及上清液中cod的变化规律。研究结果表明,超声波破碎污泥絮体结构及细胞的效果明显,使其有机物质释放进入液相中,cod随超声作用时间增加而增加。

超声波处理法是机械破解污泥细胞的一种,属于物理方法。该法操作简单、污泥破解速度快、适用范围广,不会对环境造成二次污染。本文采用超声波技术破碎城市污水处理厂的剩余活性污泥,研究了不同作用时间超声处理后污泥微观结构的变化,以及上清液中cod的变化规律。研究结果表明,超声波破碎污泥絮体结构及细胞的效果明显,使其有机物质释放进入液相中,cod随超声作用时间增加而增加。

通过不同臭氧投加量对剩余污泥的破解试验,系统地研究了臭氧破解过程中剩余污泥基质和上清液中相关指标的变化规律。试验结果表明,臭氧破解能够有效减少污泥中固体物质的含量,在臭氧投加量为250mg/g(o3/ts)的条件下,总残渣(ts)和挥发性固体(vs)分别减少了31.33%和35.59%;臭氧破解使得污泥上清液中的溶解性化学需氧量(scod)、总氮、总磷、氨氮含量均明显上升,ph值则呈下降趋势,但降幅不大。

以某生活污水处理厂产生的剩余污泥为研究对象，采用有机高分子调理剂阳离子聚丙烯酰胺（cpam）对浓缩池出口污泥进行了调理，以污泥比阻为主要指标考察了投药量、调理剂浓度、ph值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响。实验结果表明：在适宜调理条件为：投加量为48mg／l、浓度为0．12％、ph值为7（未调节）、快速搅拌强度为130r／min、慢速搅拌强度为40r／min。污泥经过cpam调理后，其比阻可降低77％。

以某生活污水处理厂产生的剩余污泥为研究对象,采用有机高分子调理剂阳离子聚丙烯酰胺(cpam)对浓缩池出口污泥进行了调理,以污泥比阻为主要指标考察了投药量、调理剂浓度、ph值和搅拌强度对污泥过滤脱水性能的影响。实验结果表明:在适宜调理条件为:投加量为48mg/l、浓度为0.12%、ph值为7(未调节)、快速搅拌强度为130r/min、慢速搅拌强度为40r/min。污泥经过cpam调理后,其比阻可降低77%。

探讨污泥中丝状真菌对污泥脱水性能的影响及其机制,对生物法强化污泥脱水技术的发展具有重要意义.本研究从剩余污泥中分离筛选可以提高污泥脱水性能的丝状真菌,并分析其改善污泥脱水性能的具体机制.结果表明,在剩余污泥中存在着可以促进污泥脱水性能改善的丝状真菌,从中分离筛选出1株毛霉属的真菌mucorcircinelloideszg-3,该菌对改善污泥脱水性能具有良好的效果.该丝状真菌处理剩余污泥过程中污泥的脱水性能改善效果主要受到接种方式、接种浓度和污泥含固率的影响,其最适接种方式为菌丝体接种,最适接种浓度为10%,最适污泥含固率约为4%.在最适条件下处理污泥可使污泥比阻降低75.1%,显著改善污泥的脱水性能,并且处理后污泥溶液的cod值约为310mg·l-1,处理后的污泥仍具有良好的沉降性能.m.circinelloideszg-3处理剩余污泥过程中,污泥脱水性能的改善主要与污泥胞外聚合物(eps)的降解和污泥ph的降低有关.因此,采用m.circinelloideszg-3处理剩余污泥是一种非常有潜力的新型污泥调理技术.

污泥脱水浓缩装置是针对进入污泥脱水机的剩余污泥含泥量低，工作效率低而研制的。它可将剩余污泥先进行絮凝浓缩处理后，再二次加入絮凝剂絮凝进入污泥脱水机脱水。剩余污泥进入污泥脱水机之前，其中已有一半以上的水在浓缩罐内被分离出来，使剩余污泥中含泥量超过1％以上，这样使进入污泥脱水机中的剩余污泥量提高一倍以上。即提高了单位时间内的污泥处理量，减少污泥脱水机的运行时间，

以浓缩混合污泥为试验对象,研究了絮凝剂的种类、用量、污泥的性质等对滚压式污泥脱水机脱水效果的影响,为改善滚压式脱水机的脱水性能提供理论指导。

利用中试规模的人工湿地对污泥进行了为期4a的生态稳定化处理。系统占地80m2,填料层厚度为0.6m,超高0.5m,湿地植物选用芦苇。系统前2a为污泥负荷期,后2a自然稳定期。进泥ts、vs、含水率分别为平均22.34g/l、7.76g/l和97%,污泥负荷平均0.691kg(ts)/m2.d。在第1a的系统调整期内,渗滤液cod去除率在60%~80%;而第2acod去除率低于第1a,为40%~50%;出水cod在100~200mg/l之间。在负荷期内,随着运行时间的延长,也即随着污泥积存厚度的增加,渗滤液透过积泥层的时间变化不定,即渗滤液并非均匀下渗,而是部分渗滤液优先沿阻力最小的植物茎壁、根系以及积存污泥中大的孔隙向下流动。在第3a和第4a的自然稳定期内,污泥脱水较为充分,含水率分别降至平均34.3%和30.5%;污泥有机质含量分别降至平均16.8%和10.24%;稳定化污泥的全氮和全磷含量分别为平均0.98%和0.27%。对比发现,系统内植物量和植物营养成分都比野生植物高。

介绍了剩余污泥的资源化利用技术,包括农业利用、建材利用、能源利用、制取微生物絮凝剂等。这些技术能够充分利用污泥本身的特点进行物质循环和能量利用,既解决了污泥的出路问题,又开发了新的资源,符合可持续发展的需求。在此基础上,对剩余污泥资源化发展提出建议和展望。

阐述了国内外剩余污泥破解技术现状,结合理论与实践,通过对各种方法的综合性分析,指出了现存技术的利弊,重点介绍了辐照技术在剩余污泥破解中的应用,并对剩余污泥破解技术的发展方向进行了分析。

采用高压脉冲电凝-fenton氧化工艺对制药废水进行处理,探讨了进水ph值、极板间距、反应时间、h2o2投加量等因素对去除制药废水codcr的影响。研究表明:高压脉冲电凝-fenton氧化法的最佳工况条件为:进水ph值为4左右、极板间距为20mm、电流强度为10a、高压脉冲电凝反应时间为45min、h2o2投加量为4ml/l、fenton氧化时间为60min。在此反应条件下,该处理工艺对codcr去除率为36.5%～39.2%,废水m(bod5)/m(codcr)从0.13提高到0.37,可生化性大大提高,为后续处理工艺的达标排放奠定了基础。

利用超声波对剩余污泥进行破解,采用正交试验方法,选择超声时间、超声频率、超声功率和超声脉冲比作为试验因素,考察各因素对污泥破解效果的影响。选择破解后污泥上清液中溶解性化学需氧量(scod)、总磷(tp)、氨氮、硝氮、蛋白质、核酸和肽聚糖的质量浓度作为评价指标,分别采用综合平衡法和综合评分法进行分析,结果表明:超声波破解污泥的最佳参数组合为超声时间10min,超声频率20khz,超声功率600w,超声脉冲比2∶1;所考察的4个因素对污泥破解效果的影响顺序为超声时间>超声脉冲比>超声频率>超声功率;超声时间对肽聚糖质量浓度的影响非常显著,超声频率对肽聚糖质量浓度的影响显著,超声脉冲比对肽聚糖和总磷质量浓度影响显著。

利用铁碳微电解法并结合电fenton法,建立了一种高效电催化氧化降解松香废水的方法。采用fe作阳极,石墨作阴极,同时对溶液进行曝气,讨论了电解时间、溶液ph、电极间距、电压、h2o2用量等各种因素对松香废水cod去除效果的影响。实验结果表明:在曝气量0.01l/(min.l),ph3.0、电极间距4cm、槽电压4v、h2o2用量10ml/l、nacl用量1.0g/l条件下处理90min,松香废水cod由3440mg/l降低到603mg/l,cod去除率为82.5%,为后续生化处理创造了条件。

利用fenton试剂反应氧化处理含酚和甲醛废水,讨论了不同fe2+溶液和h2o2溶液的初始投加比、温度、ph值对fenton试剂氧化降解含酚和甲醛废水的影响。结果表明,浓度为100mg.l-1fe2+溶液与30%的h2o2溶液用量体积投加比为8,温度为65℃,ph=3.29时,苯酚和甲醛的降解效果较好。在最优化条件下,人工模拟废水中苯酚和甲醛的降解率可达到90%以上,处理效果较好,为工业废水的现场处理过程提供了一定的理论基础。

沸石在强化a/o生物脱氮效果的同时改善了污泥的脱水性能。含沸石污泥的比阻随沸石含量的增加而降低,当沸石质量浓度在4g/l时,污泥脱水后体积变化梯度大。综合比较表明,含沸石污泥不投加混凝剂而直接脱水是适宜的。

改善污泥的脱水性能有利于污泥的处置与利用,以污泥建材资源化为目标,实验研究了在污泥沉降浓缩阶段加入页岩和粉煤灰后对沉降污泥脱水性能的影响。结果显示单掺页岩或粉煤灰后污泥的脱水性能得到显著改善;污泥比阻从处理前的1013数量级降至1011数量级;污泥脱水后的含水率降低,有利于后续的处理和利用;污泥脱水后的体积有一定程度增大,但这种体积增大在污泥的建材资源化利用方面是可接受的。混掺页岩和粉煤灰后对污泥脱水性能的改善效果优于单掺,页岩与粉煤灰掺量均为5%时,污泥的脱水性能得到最佳改善,且脱水污泥体积无明显增加。

以污泥比阻降低率和泥饼含水率为评价指标,采用fe~0/h_2o_2类芬顿法提高污泥脱水性能,研究初始ph、fe~0投加量、h_2o_2投加量对污泥脱水性能的影响,并探究其调理机理。结果表明,当初始ph为2.5,fe~0、h_2o_2投加量分别为750、20mg/gts时,污泥比阻降低率为93.7%,泥饼含水率为73%,零价铁回收率为98.3%。fe~0重复利用10次后,比阻降低率仍能保持在90%以上。类芬顿法能够有效降解污泥胞外聚合物,破坏其絮体结构,导致污泥粒径减小,并释放部分结合水,从而有效改善污泥脱水性能。