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超声波联合ZVI-H2O2提高污泥水可生化性的影响机制研究

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超声波联合ZVI-H2O2提高污泥水可生化性的影响机制研究

作者：朱妮平西安理工大学

学位级别：硕士

剩余污泥是污水处理的副产物,富集了大量的有机污染物、重金属、营养元素等,具有“污染”和“资源”的属性。对污泥进行资源化利用是当前研究的热点问题,但对污泥处理过程中产生的废水——污泥水,尚未有大量研究。本文围绕提高污泥水可... 详细信息

剩余污泥是污水处理的副产物,富集了大量的有机污染物、重金属、营养元素等,具有“污染”和“资源”的属性。对污泥进行资源化利用是当前研究的热点问题,但对污泥处理过程中产生的废水——污泥水,尚未有大量研究。本文围绕提高污泥水可生化性对其进行资源化利用的目的,主要以污泥浓缩上清液为研究对象,采用在处理难降解废水方面卓有成效的高级氧化工艺,开展提高污泥浓缩上清液可生化性的研究,提出超声波联合ZVI(零价铁)-HO的技术手段,并获得该方法处理污泥上清液的最佳条件,揭示上清液可生化性改善的机制,为普通污泥浓缩上清液的资源化利用提供了新思路,具体结论如下:(1)通过对三个不同工艺污水厂产生的污泥水(污泥浓缩上清液和脱水滤液)进行水质监测发现,污泥浓缩上清液中依然含有较高的COD,成分复杂,里面包含多种以类殖质为代表的难降解物质,导致可生化性能极差,而脱水滤液由于本身COD不高,从而B/C相对较高,可生化性相对较好。(2)超声波联合ZVI-HO的高级氧化工艺对提高污泥浓缩上清液的可生化性具有一定的效果。综合考虑B/C、水质变化情况和超声波能量消耗等方面,在实验范围内污泥上清液可生化性的提高的最优条件为:HO投加量0.5 m L/L,ZVI投加量0.15 g/L,超声功率450 W,超声反应时间40 min,在此条件下,污泥上清液的B/C值可由0.15提升至0.28。(3)超声波联合ZVI-HO对污泥上清液可生化性改善的机制,主要包括ZVI的还原作用及·OH的强氧化作用,采用超声波和ZVI有利于保证体系中不断产生HO和Fe,提高反应活性,促进·OH的产生速率。在这些共同作用下,污泥浓缩上清液中腐殖质类难降解物质被分解,分子量减小,生成更多可被微生物利用的简单物质,从而提高了污泥上清液的B/C值,可生化性有所改善。

关键词：污泥水浓缩上清液高级氧化超声波 ZVI 可生化性

污泥水磷和有机物同步混凝去除的多目标优化技术研究

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环境科学学报 2016年第12期36卷 4400-4406页

作者：窦微笑周振周凯鹏魏海娟蒋路漫李晶裘湛胡大龙上海电力学院环境与化学工程学院上海200090 上海城投污水处理有限公司上海201203

通过引入多响应值的归一化评分法进行了污泥水磷和有机物同步混凝去除的多目标优化,并利用响应面(RSM)技术考察了Al/P比、聚丙烯酰胺(PAM)投加量和悬浮固体(SS)浓度对污染物去除的单独效应和联合效应.结果表明,复合投加聚合氯化铝和PAM... 详细信息

通过引入多响应值的归一化评分法进行了污泥水磷和有机物同步混凝去除的多目标优化,并利用响应面(RSM)技术考察了Al/P比、聚丙烯酰胺(PAM)投加量和悬浮固体(SS)浓度对污染物去除的单独效应和联合效应.结果表明,复合投加聚合氯化铝和PAM能同步去除污泥水中磷和有机物,并改善沉降效果.归一化后单目标RSM优化显示,对污泥水中磷和有机物同步去除的贡献为Al/P比>SS浓度>PAM投加量.在最优条件Al/P比为3、PAM浓度为1.22 mg·L^(-1)、SS浓度为3.58 g·^(L-1)的条件下,正磷和总有机碳去除率分别为93.1%和53.9%.与多响应变量优化相比,引入归一化评分法有效解决了变量间数值量级差异的问题,使结果的分析计算变得简单方便.

关键词：污泥水混凝响应面多目标优化

MBBR一体式耦合短程硝化-厌氧氨氧化处理污泥水

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环境工程学报 2020年第7期14卷 1827-1833页

作者：卢欣欣王怡黄瑞雪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

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理已回收磷后的实际污泥水,在进水平均氨氮浓度为167.51 mg·L-1、HRT为22.24 h、DO为0.5 mg·L-1和温度为24~26℃的条件下实现了一体式短程硝化-厌氧氨氧化过程的耦合,对氨氮和总无机氮的最大去除率可达... 详细信息

采用移动床生物膜反应器(MBBR)处理已回收磷后的实际污泥水,在进水平均氨氮浓度为167.51 mg·L-1、HRT为22.24 h、DO为0.5 mg·L-1和温度为24~26℃的条件下实现了一体式短程硝化-厌氧氨氧化过程的耦合,对氨氮和总无机氮的最大去除率可达96%和79.7%。但是,一体式反应器受DO浓度影响较大,维持稳定的DO浓度对于系统的氮去除非常重要。荧光原位杂交(FISH)及高通量测序结果表明,MBBR的生物膜及活性污泥中Nitrosomonas菌分别占总菌数的10.46%和21.46%,厌氧氨氧化菌的优势菌种Candidatus Kuenenia在生物膜和活性污泥中分别占总菌数的4.13%和0.71%。因此,MBBR中活性污泥主要完成亚硝化,生物膜主要完成厌氧氨氧化,常温条件下,两者在一个反应体系中共同完成了对污泥水中氮的高效自养脱除。以上结果表明了一体式反应器处理实际污泥水的可行性,可为该工艺在实际工程中的应用提供参考。

关键词：移动床生物膜反应器污泥水自养脱氮厌氧氨氧化

污泥水富集硝化菌和强化城市污水低污泥龄硝化

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环境科学 2008年第2期29卷 332-337页

作者：于莉芳王圣伟郭天赐彭党聪西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055

采用西安市邓家村污水处理厂污泥水富集硝化菌(1号反应器内进行),对低污泥龄(6 d)下的模拟城市污水处理系统(2号反应器内进行)进行生物添加,比较了添加前后城市污水处理系统的硝化效果及其活性污泥特性,考察了利用污泥水富集硝化菌并进... 详细信息

采用西安市邓家村污水处理厂污泥水富集硝化菌(1号反应器内进行),对低污泥龄(6 d)下的模拟城市污水处理系统(2号反应器内进行)进行生物添加,比较了添加前后城市污水处理系统的硝化效果及其活性污泥特性,考察了利用污泥水富集硝化菌并进行生物添加强化硝化的可行性.结果表明,1号反应器的活性污泥的最大氨氧化速率可达81.4 mg/(L.h);添加进行后,2号反应器的出水氨氮浓度以0.992 mg/(L.d)(R2=0.903)的速度呈线性下降,添加稳定后的2号反应器内活性污泥的最大氨氧化速率为添加前的2.36倍;添加停止后,出水氨氮浓度以1.956 mg/(L.d)(R2=0.999)速率上升,但在添加停止34 d后因添加所引起的硝化能力并未完全消失;虽然在添加初期,2号反应器内的原生动物数量与种类以及SVI值都明显增加,但在添加稳定后,基本恢复至添加前的状态.

关键词：污泥水硝化菌富集低污泥龄生物添加强化硝化

气水比对污泥水中以鸟粪石形式回收氮磷的影响

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环境工程学报 2016年第3期10卷 1053-1058页

作者：豆艳霞王怡黄瑞雪杜红霞王社平南亚萍西安建筑科技大学环境与市政工程学院西安710055 西安市政设计研究院有限公司西安710068

污泥水富含氮磷,其回流经常造成污水处理厂出水水质的不稳定。以模拟污泥水为对象,采用套筒式流化床结晶装置,通过曝气吹脱CO2提高pH值并添加镁盐的方式以促进污泥水中鸟粪石的结晶,研究气水比对模拟污泥水中氮磷的去除效果以及对晶体... 详细信息

污泥水富含氮磷,其回流经常造成污水处理厂出水水质的不稳定。以模拟污泥水为对象,采用套筒式流化床结晶装置,通过曝气吹脱CO2提高pH值并添加镁盐的方式以促进污泥水中鸟粪石的结晶,研究气水比对模拟污泥水中氮磷的去除效果以及对晶体产物的产量、分布、形态、粒径和成分的影响。结果表明,随着气水比的增加,污泥水的出水碱度降低、pH值升高、PO4^3--P和氨氮的去除率均增加,当气水比为15∶1、30∶1、60∶1时,PO4^3--P的平均去除率分别为73%、82%和87%,氨氮的去除率均在17%-23%之间。同时,气水比影响晶体产物的产量、粒径和分布,但对晶体形态和组成的影响较小。同一气水比条件下,反应器底部和内壁晶体的形态存在明显差异,其中底部晶体大多纤细碎小,内壁晶体则均呈硕大的楔形,但X衍射谱图分析表明,以上二者的主成分均为鸟粪石。

关键词：污泥水吹脱鸟粪石结晶气水比

污泥水富集硝化菌的群落结构及动力学参数研究

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环境科学 2009年第7期30卷 2035-2039页

作者：于莉芳陈青青杨晋彭党聪西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安710055

采用序批式反应器处理富含高氨氮的污泥水并培养富含硝化菌的活性污泥,利用荧光原位杂交技术解析硝化菌的群落结构,并分别测定了氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌的基质半饱和常数、温度修正系数.结果表明,污泥中氨氧化菌的含量(AOB/DAPI)为15... 详细信息

采用序批式反应器处理富含高氨氮的污泥水并培养富含硝化菌的活性污泥,利用荧光原位杂交技术解析硝化菌的群落结构,并分别测定了氨氧化菌、亚硝酸盐氧化菌的基质半饱和常数、温度修正系数.结果表明,污泥中氨氧化菌的含量(AOB/DAPI)为15.7%±3.7%,优势菌属为Nitrosomonas europaea-Nitrosococcus mobilis;亚硝酸氧化菌的含量(NOB/DAPI)为12.9%±3.2%,优势菌属为Nitrobacterspp..氨氧化速率在10～40℃之间的温度修正系数τN为1.092,亚硝酸盐氧化速率在15～30℃之间的温度修正系数τN为1.061,氨氧化菌(以NH4+-N计)和亚硝酸盐氧化菌(以NO2--N计)在20℃的基质半饱和常数KN分别为(1.60±0.29)mg/L、(2.78±0.30)mg/L.

关键词：污泥水硝化菌富集群落结构温度修正系数基质半饱和常数

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污水处理厂污泥水处理技术研究进展

给水排水 2018年第5期44卷 127-131页

作者：裘湛周振胡大龙上海城投污水处理有限公司上海201203 上海电力学院环境与化学工程学院上海200090

污泥水是指污水处理厂污泥浓缩、消化、脱水等环节产生的污水。污泥水独立对处理提升污水处理效率,实现污水处理厂稳定运行具有重要意义。污泥水悬浮物和总磷去除的关键问题是根据其水质特性确定合适的混凝剂和低成本的除磷剂。利用污... 详细信息

污泥水是指污水处理厂污泥浓缩、消化、脱水等环节产生的污水。污泥水独立对处理提升污水处理效率,实现污水处理厂稳定运行具有重要意义。污泥水悬浮物和总磷去除的关键问题是根据其水质特性确定合适的混凝剂和低成本的除磷剂。利用污泥水的高氨氮实现侧流富集硝化菌强化主流污水处理系统硝化能力在污水处理厂升级改造中具有良好的应用前景。短程硝化反硝化和厌氧氨氧化工艺能够有效解决污泥水脱氮存在的碳源不足的问题。随着深度脱水技术在国内的大规模应用,利用深度脱水污泥水补充污泥水脱氮所需的碱度和碳源,以及除磷所需的钙源能够大幅度降低污泥水脱氮除磷的运行成本。

关键词：污泥水污水处理污泥脱水深度脱水

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聚合氯化铝去除污泥水中磷的工艺优化

环境科学 2014年第6期35卷 2249-2255页

作者：周振胡大龙乔卫敏陈冠翰蒋玲燕李震麦穗海上海电力学院环境与化学工程学院上海200090 上海城投污水处理有限公司上海201203

在对比聚合氯化铝(PAC)对浓缩脱水污泥水及其上清液除磷效果的基础上,通过响应曲面法(RSM)分析了污泥水上清液PAC除磷过程中Al/P摩尔比、pH和搅拌转速(MS)对除磷效果的单独效应和联合效应,并探讨了PAC除磷动力学.结果表明,PAC直接对污... 详细信息

在对比聚合氯化铝(PAC)对浓缩脱水污泥水及其上清液除磷效果的基础上,通过响应曲面法(RSM)分析了污泥水上清液PAC除磷过程中Al/P摩尔比、pH和搅拌转速(MS)对除磷效果的单独效应和联合效应,并探讨了PAC除磷动力学.结果表明,PAC直接对污泥水混凝除磷会恶化其沉降性能,且除磷效率不高.RSM优化得到的上清液除磷最优工艺条件为:Al/P摩尔比为2.49,pH为8.3,MS为398 r·min-1,除磷效率为97.8%,实验验证结果表明该优化操作模式行之有效.动力学分析结果表明,PAC对污泥水的除磷过程分为化学沉淀与絮凝体快速吸附除磷和二级动力学沉淀除磷两阶段.

关键词：污泥水除磷聚合氯化铝响应面优化污水处理

污泥水对污水厂工艺影响及造粒混凝处理技术研究

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污泥水对污水厂工艺影响及造粒混凝处理技术研究

作者：原洁婧西安建筑科技大学

学位级别：硕士

污泥水是城市污水处理厂污泥处置工艺如污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水过程中产生的废水，虽然流量较小，但以N、P为主的污染物浓度普遍较高。目前我国已经建成或正在修建和改建的城市污水处理厂所产生的污泥水，均通过管道系统回流至前... 详细信息

污泥水是城市污水处理厂污泥处置工艺如污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水过程中产生的废水，虽然流量较小，但以N、P为主的污染物浓度普遍较高。目前我国已经建成或正在修建和改建的城市污水处理厂所产生的污泥水，均通过管道系统回流至前端进行循环再处理，因此，污泥水对污水处理厂工艺的影响不容忽视。针对上述问题，论文选择西安市三座典型污水处理厂，分析调研了污泥水水量水质及其对工艺的影响，结果表明三个水厂污泥水主要以浓缩上清液和污脱上清液为主，其水量仅占进水的2%~3%，但其中N、P污染物的浓度极高，TN和TP浓度分别为300mg/L和160mg/L以上，且具有高悬浮物的特征，浓度达6000mg/L左右，其中高负荷回流磷对污水处理系统的影响极大，致使污水排放不达标。结合污泥水具有高含磷高悬浮固体的水质特点，以西安市第五污水处理厂污泥水处置为研究对象，提出了延时搅拌造粒技术，以实现污泥水的单独处理，从而达到削减生物处理系统磷负荷的目的。延时搅拌造粒技术是通过高强度长时间的机械搅拌，将污泥颗粒破碎，使颗粒趋于均一化，密实化，有较好的球形度，这样在混凝过程中，根据脱水收缩原理，能降低絮凝体分布成长过程中的空隙率，形成致密型絮体，固液分离，实现良好的除磷效果。研究结果表明，采用延时搅拌造粒技术，当药剂的投加量为PAC50mg/L，PAM10mg/L时，形成絮体的粒径、沉速、分形维数、有效密度较常规化学除磷的大，固液迅速分离，污泥沉降比30%左右，TP浓度可降低50%。与常规化学除磷相比，延时搅拌造粒技术具有投药量小，固液分离速率快，沉降与除磷效果好的优点。延时搅拌造粒技术为处理高含磷高悬浮固体的污泥水提供了一种新的处理方法。

关键词：污水处理厂污泥水单独处理化学除磷延时搅拌造粒技术