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农村污水设施车载式剩余污泥脱水技术与设备研究

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环境科学学报 2022年第5期42卷 7-12页

作者：詹俊王培京李现瑾唐晶徐素刘俊新胡明郭雪松中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 北京市水科学技术研究院北京100048 江苏中车环保设备有限公司常熟215505 中车山东机车车辆有限公司济南250022

日益增长的农村污水设施剩余污泥已成为农村污水治理工作开展面临的新难题,农村剩余污泥适合采用多台污水设施共用车载式剩余污泥脱水设备进行脱水后收运集中处理,而农村道路的宽度和限高以及污水设施与道路间的距离等是主要的限制因素... 详细信息

日益增长的农村污水设施剩余污泥已成为农村污水治理工作开展面临的新难题,农村剩余污泥适合采用多台污水设施共用车载式剩余污泥脱水设备进行脱水后收运集中处理,而农村道路的宽度和限高以及污水设施与道路间的距离等是主要的限制因素,因此急需研发适合农村作业环境的小型车载式剩余污泥脱水关键技术与设备.本研究的车载式剩余污泥脱水通过主要脱水设备负压运行方式,有效减小设备的尺寸,设备外观尺寸为5.995 m×1.905 m×2.56 m,吸污管道50 m.结果表明:可适应农村的作业环境,满足90%以上的农村小型污水处理设施使用.该设备行驶油耗7.2 L·h^(-1),工作油耗1.88 L·h^(-1);脱水后的污泥含水率80%左右.模拟案例表明,车载式剩余污泥脱水设备脱水收运方式比不脱水直接收运方式每台户用小型设施每年可节省污泥收运费103.3元,在一个安装了4400台小型污水设施的农村区域,每年可节省污泥收运费约45.5万元.

关键词：农村污水处理剩余污泥脱水设备车载式剩余污泥脱水设备

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剩余污泥酸性发酵释磷影响因素研究进展

应用化工 2023年第7期52卷 2239-2243页

作者：孙卫宁韩盼李夏桐杨林周凯乐程刚西安工程大学环境与化学工程学院陕西西安710600

围绕剩余污泥中磷的形态及释放特性,阐述了污水生物除磷工艺和化学协同除磷方法对磷形态差异的影响,分析了剩余污泥水解与酸化两个关键阶段的磷释放转化机制,明确了水解酶、产酸菌、温度与外加碳源等因素主要通过影响酶活性、微生物代... 详细信息

围绕剩余污泥中磷的形态及释放特性,阐述了污水生物除磷工艺和化学协同除磷方法对磷形态差异的影响,分析了剩余污泥水解与酸化两个关键阶段的磷释放转化机制,明确了水解酶、产酸菌、温度与外加碳源等因素主要通过影响酶活性、微生物代谢活动与生长速率改善酸性发酵效能,进而提升对磷的释放速率和转化效率。通过归纳总结,指出了研究中存在的争议并展望了今后发展的方向。

关键词：剩余污泥厌氧发酵水解释磷影响因素

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剩余污泥衰减系数取值范围探讨

中国给水排水 2022年第24期38卷 53-57页

作者：赵剑强张局史冰峰杨文娟长安大学水利与环境学院陕西西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室陕西西安710054

剩余污泥量是污水处理厂设计和运行的重要参数。我国《室外排水设计标准》(GB50014—2021)中给出了按污泥产率系数、衰减系数及不可生物降解和惰性悬浮物计算污水处理厂剩余污泥量的公式,但该公式中的污泥衰减系数(Kd)取值范围(0.04~0.0... 详细信息

剩余污泥量是污水处理厂设计和运行的重要参数。我国《室外排水设计标准》(GB50014—2021)中给出了按污泥产率系数、衰减系数及不可生物降解和惰性悬浮物计算污水处理厂剩余污泥量的公式,但该公式中的污泥衰减系数(Kd)取值范围(0.04~0.075 d^(-1))不能适应进水中含有较高浓度不可生物降解悬浮物在长污泥龄下的情况。基于污泥龄的概念,通过理论推导给出了该计算公式中Kd的表达式,说明了Kd的实质含义和影响因素,指出Kd并不是一个常数,其值随污泥龄和不可生物降解悬浮物在反应池中的累积浓度占混合液挥发性悬浮固体浓度的比例不同而不同。可由污泥龄和进水中不可生物降解悬浮物浓度与可生物降解有机污染物浓度比值判断Kd的取值。所列举的工程实例的适宜Kd值为0.03 d-1。可为改进和拓宽该剩余污泥量计算公式的应用范围提供有益帮助。

关键词：污水处理厂剩余污泥污泥龄混合液挥发性悬浮固体衰减系数

基于Fe^(3+)/EDTA-2Na的类芬顿对剩余污泥脱水性能的影响

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环境科学研究 2022年第6期35卷 1475-1481页

作者：徐文迪何茜常沙张东明铁山张艳丽朱洪岐沈阳理工大学环境与化学工程学院辽宁沈阳110159 秦皇岛玻璃工业研究设计院有限公司河北秦皇岛066000 中国建筑第二工程局有限公司华南分公司广东深圳518048 沈阳理工大学外国语学院辽宁沈阳110159 辽宁华泰环保科技集团有限公司辽宁沈阳110000

剩余污泥的高含水率限制了对其后续处理以及资源化利用.为了改善污泥脱水性能,利用Fe^(3+)/EDTA-2Na类芬顿试剂作为调理剂强化污泥脱水,通过粒径分析、差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对剩余污... 详细信息

剩余污泥的高含水率限制了对其后续处理以及资源化利用.为了改善污泥脱水性能,利用Fe^(3+)/EDTA-2Na类芬顿试剂作为调理剂强化污泥脱水,通过粒径分析、差示扫描量热仪(DSC)、傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对剩余污泥进行表征,探究其强化脱水机理.结果表明:经过氧化调理后的污泥泥饼含水率降至67.8%,并有62.32%的结合水得以释放.污泥胞外聚合物(EPS)结构被氧化破解,紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)中的多糖和蛋白质浓度显著减少;污泥絮体减小,但从SEM图可以看出絮体结构变得规整、平滑,且出现不规则孔洞,增加了污泥水分的输送通道,改善了污泥的脱水性能.FTIR分析表明,氧化处理后的污泥清液中水的吸收峰变小,多糖和蛋白质对应的吸收峰增强,而富里酸对应的峰消失.研究显示,基于Fe^(3+)/EDTA-2Na类芬顿的污泥调理可以高效氧化破解污泥,提高污泥脱水性能.

关键词：剩余污泥 Fe^(3+)/EDTA-2Na 污泥胞外聚合物(EPS) 结合水脱水性能

剩余污泥裂解灰陶粒吸附酸性矿山废水中Zn^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)性能及机理

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有色金属（冶炼部分） 2023年第8期 149-158页

作者：吴权佳王铎叶涛王江蒙李向东中国矿业大学环境与测绘学院江苏徐州221116

以剩余污泥裂解灰为主要原材料,按照剩余污泥裂解灰∶膨润土∶淀粉为6∶3∶1的比例混合,经过造粒、熟化、干燥,最后于1050℃氮气气氛下煅烧60 min制备多孔陶瓷颗粒。采用SEM-EDS、XRD表征陶粒吸附酸性矿山废水中Zn^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(... 详细信息

以剩余污泥裂解灰为主要原材料,按照剩余污泥裂解灰∶膨润土∶淀粉为6∶3∶1的比例混合,经过造粒、熟化、干燥,最后于1050℃氮气气氛下煅烧60 min制备多孔陶瓷颗粒。采用SEM-EDS、XRD表征陶粒吸附酸性矿山废水中Zn^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)前后的微观形貌、元素变化及晶体结构。结果表明,所制备陶粒表面粗糙,具有大量孔隙结构。当陶粒投加量为3 g,初始pH=3.2,反应时间24 h时,制备的剩余污泥裂解灰陶粒对于Zn^(2+)、Cu^(2+)、Pb^(2+)去除率分别达到99.20%、85.10%、96.27%。初始pH为中性时陶粒吸附效果优于酸性条件。陶粒对于Cu^(2+)、Pb^(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型,以离子交换为主;对于Zn^(2+),准一级与准二级动力学模型均能较好拟合,物理吸附与化学吸附发挥同等重要作用。陶粒吸附过程均符合Freundlich等温模型,对于Cu^(2+)的吸附主要发生在非均相活性位点,对于Zn^(2+)和Pb^(2+)的吸附既可以发生在均相单层也可以发生在非均相活性位点。利用剩余污泥裂解灰制备多孔陶瓷颗粒,不仅可以用于酸性矿山废水中处理重金属离子,还能解决污泥处置的问题,达到以废治污的目的。

关键词：剩余污泥多孔陶瓷酸性矿山废水重金属吸附

外加酶强化剩余污泥与厨余垃圾渗滤液混合厌氧消化

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过程工程学报 2023年第8期23卷 1208-1219页

作者：薛同站孙鑫李卫华刘晓吉王坤闫祥宇杨厚云安徽建筑大学环境与能源工程学院安徽合肥230601 环境污染控制与废弃物资源化利用安徽省重点实验室安徽合肥231200 中节能(肥西)环保能源有限公司安徽合肥230601

为了研究水解酶对剩余污泥和厨余垃圾渗滤液混合厌氧消化产气性能的影响,以城市污水处理厂剩余污泥和厨余垃圾渗滤液为底物,在混合比为1:1和2:1混合液中分别加入比例为1:1,1:2和2:1 (总酶加入量60 mg/g TS)的蛋白酶和纤维素酶,在38±0.... 详细信息

为了研究水解酶对剩余污泥和厨余垃圾渗滤液混合厌氧消化产气性能的影响,以城市污水处理厂剩余污泥和厨余垃圾渗滤液为底物,在混合比为1:1和2:1混合液中分别加入比例为1:1,1:2和2:1 (总酶加入量60 mg/g TS)的蛋白酶和纤维素酶,在38±0.5℃的温度下进行混合厌氧消化。结果表明,在剩余污泥与厨余垃圾渗滤液2:1混合厌氧消化体系中1:1投加蛋白酶和纤维素酶时产气性能和处置效果最佳。其日产甲烷峰值为60.15 mL/g VS,比单独消化污泥提高了1.84倍,比同底物不加酶时提高了70.49%;甲烷总产量为296.17 mL/g VS,比单独消化污泥提高了75.99%,比同底物不加酶时提高了62.87%;总固体(TS)和挥发性固体(VS)去除率分别为41.43%和67.32%,比单独消化污泥分别提高了14.74和27.89个百分点,比同组不加酶的混合液分别提高了8.34和21.99个百分点,且消化过程中没有出现氨抑制和挥发性脂肪酸(VFAs)积累的状况。利用三维激发矩阵荧光光谱结合平行因子法分析,发现混合厌氧消化过程中存在的荧光物质主要有类蛋白质、类富里酸和类胡敏酸,在消化的不同时间段蛋白质荧光强度存在明显差异,加酶的实验组中这一变化更加显著。此结果可为剩余污泥和厨余垃圾的减量化和资源化提供借鉴。

关键词：水解酶剩余污泥厨余垃圾渗滤液厌氧消化三维激发矩阵荧光光谱

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黑水虻生物处理餐厨垃圾与剩余污泥的效果

环境工程技术学报 2023年第2期13卷 793-799页

作者：毛元坤张子辰刘世奇张立秋封莉北京林业大学水体污染源控制技术北京市重点实验室北京林业大学污染水体源控制与生态修复技术北京市高等学校工程研究中心

黑水虻生物转化技术可用于餐厨垃圾或剩余污泥的处理,解决其处置和资源化难题。分别考察了餐厨垃圾与剩余污泥在不同混合比例(污泥比例分别为0%、25%、50%、75%、100%)下作为培养底物时的处置转化情况以及黑水虻的生长和重金属富集情况... 详细信息

黑水虻生物转化技术可用于餐厨垃圾或剩余污泥的处理,解决其处置和资源化难题。分别考察了餐厨垃圾与剩余污泥在不同混合比例(污泥比例分别为0%、25%、50%、75%、100%)下作为培养底物时的处置转化情况以及黑水虻的生长和重金属富集情况。结果显示:经15 d处理后,不同组别餐厨垃圾和剩余污泥混合物的平均减量率为22.66%~56.16%,平均生物转化率为15.18%~27.84%,且处理后有机废物的恶臭气味消失,处置效果良好。此外,剩余污泥比例低于75%的组别都能保证黑水虻的正常生长,剩余污泥比例为25%和50%组别中,黑水虻的粗蛋白(21.22%、20.50%)和粗脂肪(18.91%、18.50%)含量相较于未添加剩余污泥组(40.75%、37.56%)略低,但其微量元素含量(14.24%、14.59%)相较于未添加剩余污泥组(10.02%)略高,剩余污泥比例为0%和25%的组别中,黑水虻的重金属生物富集系数均在阈值范围内(剩余污泥培养的黑水虻可用作水生生物饲料,添加剩余污泥培养的黑水虻可作为禽畜饲料添加剂使用,实现固废养殖的黑水虻的资源化利用。

关键词：餐厨垃圾剩余污泥生物转化黑水虻废物资源化重金属生物富集系数

不同铁源对剩余污泥厌氧系统中蓝铁石生成的影响

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环境科学学报 2022年第8期42卷 347-355页

作者：胡德秀闫怡心李瑶朱念张聪西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

以污水处理厂剩余污泥为研究对象,污泥经酸/碱预处理(pH=3.0/pH=10.0)后,分别以FeOOH、FeCl_(3)及Fe_(2)O_(3)为外加铁源,进行厌氧发酵,探究铁源对厌氧系统中蓝铁石晶体生成的影响.结果表明:FeCl_(3)和FeOOH可以高效地被还原为Fe^(2+),... 详细信息

以污水处理厂剩余污泥为研究对象,污泥经酸/碱预处理(pH=3.0/pH=10.0)后,分别以FeOOH、FeCl_(3)及Fe_(2)O_(3)为外加铁源,进行厌氧发酵,探究铁源对厌氧系统中蓝铁石晶体生成的影响.结果表明:FeCl_(3)和FeOOH可以高效地被还原为Fe^(2+),其铁还原效率(EFe)最高为56.24%~80.10%,且酸处理效果优于碱处理(3.00%~13.31%),而Fe_(2)O_(3)的EFe相对较低,最高分别为31.94%(pH=3.0)和50.1%(pH=10.0).FeOOH和Fe_(2)O_(3)的投加,可促进胞外聚合物(EPS)中蛋白质含量的提升,增强胞外电子传递能力,但Fe_(2)O_(3)因其结晶度高,阻碍了铁还原微生物对铁源的利用,导致铁还原效率低.上清液PO_(4)^(3-)浓度、污泥Fe-P比例与EFe呈负相关,EFe越高则PO_(4)^(3-)浓度、Fe-P比例越低.FeOOH组上清液PO_(4)^(3-)浓度下降幅度最大,反应第9 d PO_(4)^(3-)浓度最低,仅为对照组的10.30%(pH=3.0)和17.20%(pH=10.0),其次是FeCl_(3)组(22.83%/27.87%),Fe_(2)O_(3)组最终剩余较多PO_(4)^(3-)(65.02%/56.33%);FeOOH、FeCl_(3)和Fe_(2)O_(3)酸/碱组的Fe-P比例分别为32.19%/21.20%、34.41%/23.09%和20.92%/11.99%.铁源的添加提高了污泥的磷回收率(Rp),并且酸预处理效果优于碱处理,其中FeCl_(3)组Rp最高,是对照组的2.91倍,其次是FeOOH组(2.63倍)和Fe_(2)O_(3)组(2.12倍).XRD分析表明,FeOOH和FeCl_(3)酸/碱预处理组均生成了蓝铁石晶体.

关键词：剩余污泥厌氧系统铁源磷回收蓝铁石

连续流动态膜餐厨垃圾和剩余污泥厌氧混合发酵系统的运行效能

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环境工程学报 2022年第11期16卷 3676-3684页

作者：张凯迪邢保山张毅常享琳唐喜芳陈荣王晓昌西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安710055 国家城市非传统水资源开发利用国际科技合作基地西安710055 陕西省污水处理与资源化工程技术研究中心西安710055 陕西省环境工程重点实验室西安710055

为探究厌氧动态膜生物反应器(DMBR)在典型城市有机废弃物厌氧发酵领域应用的可行性,以餐厨垃圾(FW)和剩余污泥(WAS)为处理对象,在连续流条件下探究动态膜FW和WAS厌氧混合发酵系统的运行效能,并优化基质混合比(FW/WAS)和食微比(F/M)。结... 详细信息

为探究厌氧动态膜生物反应器(DMBR)在典型城市有机废弃物厌氧发酵领域应用的可行性,以餐厨垃圾(FW)和剩余污泥(WAS)为处理对象,在连续流条件下探究动态膜FW和WAS厌氧混合发酵系统的运行效能,并优化基质混合比(FW/WAS)和食微比(F/M)。结果表明,以水力停留时间(HRT)和有机负荷(OLR)分别为62.5 d和(1.84±0.45) g·L^(-1)·d^(-1)为初始条件,在连续流下启动FW和WAS厌氧混合发酵系统,经过72 d的运行,系统pH稳定在7.6~8.0,平均甲烷产量达到(0.41±0.08) L·L^(-1)·d^(-1),无短链挥发性脂肪酸(VFA)累积且TVFA/碱度最大比值仅为0.024,表明系统启动成功且运行稳定。通过对动态膜的特性分析可知,动态膜形成快速,可在较短时间内实现低浊度(<50 NTU)出料,动态膜截留效果显著。通过FW/WAS和F/M的批次优化实验可知,厌氧混合发酵系统最优FW/WAS为4.4∶1 (基于VS),定期调整优化FW/WAS有望取得更高的系统甲烷产率;相应的系统能够耐受的最大F/M为0.944,为后续充分发挥连续流动态膜FW和WAS混合发酵系统的最大效能提供依据。本研究结果可为典型城市有机废物厌氧发酵产甲烷系统的低碳高效稳定运行提供参考。

关键词：餐厨垃圾剩余污泥厌氧混合发酵连续流动态膜生物反应器