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pH值对旋流球磨破解污泥释放有机质影响的研究

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环境科学与技术 2023年第1期46卷 101-108页

作者：唐玉朝陈徐庆伍昌年黄显怀王坤朱赵冉黄健刘俊朱波安徽建筑大学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230601 安徽中环环保科技股份有限公司安徽合肥230071 合肥供水集团有限公司安徽合肥230011

剩余污泥含有大量的有机质,对污泥进行破解将有机质转化为生物处理可利用的碳源,从而实现污泥资源化与减量化。该文探讨了pH值对低速水力旋流球磨剪切破解污泥释放有机质的影响,考察了不同pH值下污泥破解液中SCOD、核酸、蛋白质的释放... 详细信息

剩余污泥含有大量的有机质,对污泥进行破解将有机质转化为生物处理可利用的碳源,从而实现污泥资源化与减量化。该文探讨了pH值对低速水力旋流球磨剪切破解污泥释放有机质的影响,考察了不同pH值下污泥破解液中SCOD、核酸、蛋白质的释放情况。结果表明,当pH值为9~11时,溶解性化学需氧量(SCOD)、核酸和蛋白质的释放均显著高于中性和酸性条件。碱性条件下经过4 h破解,破解液中SCOD最终释放量趋于平衡,浓度均值增加到3730~3830 mg/L,且基本达到释放的极限;继续增加破解时间,SCOD释放量增加不显著。当pH值为9~11时,经过3 h破解,核酸释放量趋于平衡,其浓度在690~720 mg/L。相反地,在中性或酸性条件下,SCOD、核酸和蛋白质释放速率较低,即使破解时间达到5 h,SCOD、核酸和蛋白质的释放也远没有达到平衡,且释放总量显著低于碱性条件。粒径分析结果表明,原污泥平均粒径由破解前的30.256μm降到13.66μm,粒径显著变小;在碱性条件下的破解过程中还发现出现大量峰值粒径为0.13μm的细颗粒,此粒度在中性和酸性条件破解过程中没有出现。扫描电镜表征表明,污泥破解后粒径显著减小,污泥絮体和细胞架构均被破坏。三维荧光显示污泥破解前和破解后有类色氨酸和腐殖酸类物质释放,碱性条件下破解有酪氨酸类蛋白物质溶出,而且腐殖质类物质可以彻底分解转化。

关键词：污泥破解球磨碳源回收有机物

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高铁酸钾氧化剩余污泥效能及破解液性质

中国给水排水 2023年第17期39卷 118-123页

作者：金润李祥谈新伟夏子翔黄勇马军倪敏苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215002 苏州科技大学环境生物技术研究所江苏苏州215002 哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

从污泥固体氧化程度(可挥发性悬浮固体VSS、污泥沉降比SV、污泥体积指数SVI、中值粒径)、污泥脱水性能(污泥比阻)和破解后液相中各类物质的浓度水平(TOC、溶解性有机物SCOD、NH_(4)^(+)-N、TN、PO_(4)^(3-)-P、TP、多糖、蛋白质)方面,... 详细信息

从污泥固体氧化程度(可挥发性悬浮固体VSS、污泥沉降比SV、污泥体积指数SVI、中值粒径)、污泥脱水性能(污泥比阻)和破解后液相中各类物质的浓度水平(TOC、溶解性有机物SCOD、NH_(4)^(+)-N、TN、PO_(4)^(3-)-P、TP、多糖、蛋白质)方面,考察了高铁酸钾投加量对剩余污泥固体的氧化性能和氧化后破解液的水质特性。结果表明,随着高铁酸钾投加量的增加,污泥VSS逐渐下降,中值粒径先略微下降后上升,污泥比阻急剧上升后下降,沉降性能变化不显著。TOC、SCOD、TN、PO_(4)^(3-)-P、TP、多糖和蛋白质浓度均呈现先快速后缓慢的上升趋势,当投加量为30 mg/gSS(以Fe计)时,上述指标氧化破解后的浓度分别为838、2153、134、22、29、156和514 mg/L,污泥破解度(DDCOD)为16%,溶胞比(ξ)为0.16,在该投加量下,可以较为经济地氧化破解剩余污泥。

关键词：高铁酸钾污泥破解剩余污泥氧化胞外聚合物

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超声-碱破解剩余污泥的条件优化

环境工程学报 2023年第6期17卷 1947-1954页

作者：沈婷婷张杰张光明王洪杰河北工业大学能源与环境工程学院天津300401 河北大学生态环境学院保定071000

剩余污泥水解是实现污泥减量化和解决污水处理厂生物脱氮除磷中碳源不足的重要途径。以浓缩池污泥为对象,通过正交实验对超声-碱联合处理条件进行优化,考察了污泥破解率、上清液C/N与C/P的变化,并进行经济性分析。结果表明,对污泥破解... 详细信息

剩余污泥水解是实现污泥减量化和解决污水处理厂生物脱氮除磷中碳源不足的重要途径。以浓缩池污泥为对象,通过正交实验对超声-碱联合处理条件进行优化,考察了污泥破解率、上清液C/N与C/P的变化,并进行经济性分析。结果表明,对污泥破解率、上清液C/N、C/P影响最大的3个因素分别为pH、声能密度、pH。综合考虑3者,得到最佳操作条件为,声能密度=1.5 W·mL^(-1)、超声时间=15 min、pH=10、碱处理时间=1.5 h,在此条件下,污泥VSS去除率可达35%左右,可以减少污泥处置的成本。上清液SCOD>7600 mg·L^(-1)、C/N>30、C/P>60,可以制备高碳低氮磷的污泥上清液回流,在大规模应用中比外加碳源的方式要节约成本。本研究结果可为超声-碱破解污泥的实际工程提供参考。

关键词：剩余污泥超声波碱性调节污泥破解

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敏化剂特性及其耦合微波强化污泥破解研究

中国环境科学 2020年第4期40卷 1586-1593页

作者：王子文张正豪王燕杨叙军杨汉文李冲王瑞陈安怡王硕李激江南大学环境与土木工程学院江苏省厌氧生物技术重点实验室江苏无锡214122 国联环保能源集团有限公司江苏无锡214122 江苏省高校水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

采用污泥活性炭(SAC)、TiO2/SAC、Fe3O4/SAC作为敏化剂,结合微波处理技术对污泥进行了预处理,通过分析滤液中COD、DNA、氮、磷、有机物的含量及组分,探索微波+敏化剂的最佳处理条件.SAC负载TiO2和Fe3O4后强化了其对电磁波的介电损耗和... 详细信息

采用污泥活性炭(SAC)、TiO2/SAC、Fe3O4/SAC作为敏化剂,结合微波处理技术对污泥进行了预处理,通过分析滤液中COD、DNA、氮、磷、有机物的含量及组分,探索微波+敏化剂的最佳处理条件.SAC负载TiO2和Fe3O4后强化了其对电磁波的介电损耗和磁滞损耗,tanδε分别增加了1.8和1.3倍,tanδμ分别增加到0.26和0.67.TiO2/SAC投加量为0.25g/gSS时,样品滤液的COD浓度是1900mg/L,是原污泥和单独微波处理的4.52倍和1.86倍;Fe3O4/SAC投加量为0.35g/gSS时,样品滤液的COD浓度是2540mg/L,是原污泥和单独微波处理的6.05倍和2.45倍,Fe3O4/SAC强化污泥破壁效果更好.此时,样品滤液中TN、TP、蛋白质、多糖浓度分别为原污泥的7.7倍、16倍、7.49倍和71.69倍,微生物胞内和胞外聚合物中的物质大量释放,滤液中的溶解性有机物大大增加.微波+敏化剂的预处理方法有利于对污泥中氮、磷及有机物进行资源化利用与回收.

关键词：微波敏化剂吸波性能污泥破解有机氮有机磷

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三种预处理方法对污泥的破解效果

中国环境科学 2008年第5期28卷 417-421页

作者：谢波郭亮李小明杨麒杨永林湖南大学环境学院湖南长沙410008

运用热水解、超声波和微波等3种方法预处理污水剩余污泥,通过测定污泥pH值、可溶性蛋白质、总糖和可溶解性化学需氧量(SCOD)等指标考察其对污泥破解效果的影响.结果表明,在各种预处理中,污泥pH值变化不显著.污泥破解效果随处理强度的增... 详细信息

运用热水解、超声波和微波等3种方法预处理污水剩余污泥,通过测定污泥pH值、可溶性蛋白质、总糖和可溶解性化学需氧量(SCOD)等指标考察其对污泥破解效果的影响.结果表明,在各种预处理中,污泥pH值变化不显著.污泥破解效果随处理强度的增加而增强.超声波ED=2W/L,t=10min条件时,污泥的破解效果最好,可溶解性蛋白质、总糖和SCOD浓度分别为1013.6,512.6,4184mg/L;SCOD/TCOD值较原始污泥升高了41.73%.从实际应用和运行成本考虑,长时间而低强度的处理都能够达到较为理想的破解效果,即热处理(t=75min,T=45℃),超声波处理(t=10min,ED=0.5W/L),微波处理(t=300s,p=70W).在能耗相同的条件下,破解效果为超声波>微波>热水解.

关键词：预处理污泥破解热处理微波超声波

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电解活化过一硫酸盐改善污泥过滤及破解效能

华中科技大学学报（自然科学版） 2020年第4期48卷 7-11页

作者：郭绍东王健季斌谢世伟武汉科技大学城市建设学院湖北武汉430065

以铁棒(零价铁)为阴阳电极,通过电解活化过一硫酸盐(PMS)用于改善污泥的过滤及破解效能.结果表明:在电解活化PMS处理污泥过程中,当电流为0.2 A,1 g干污泥(DS)投加130 mgPMS时,显著降低污泥的毛细吸吮时间,降幅达到43.8%,同时破坏胞外聚... 详细信息

以铁棒(零价铁)为阴阳电极,通过电解活化过一硫酸盐(PMS)用于改善污泥的过滤及破解效能.结果表明:在电解活化PMS处理污泥过程中,当电流为0.2 A,1 g干污泥(DS)投加130 mgPMS时,显著降低污泥的毛细吸吮时间,降幅达到43.8%,同时破坏胞外聚合物质(EPS)和污泥细胞;污泥中的紧密束缚型胞外聚合物质(TB-EPS)转化为溶解型胞外聚合物质(S-EPS),导致TB-EPS中1 g挥发性悬浮固体产生的总有机碳从14.09 mg降到8.08 mg,S-EPS中1 g挥发性悬浮固体产生的总有机碳从1.74 mg升高到6.50 mg;S-EPS和TB-EPS中蛋白质和多糖含量变化趋势与总有机碳类似;三维荧光激发-发射矩阵光谱图显示TB-EPS中蛋白质类物质变化明显.

关键词：污泥过滤性能污泥破解电解过一硫酸盐胞外聚合物质

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臭氧破解污泥效能评价指标选择与应用

哈尔滨工业大学学报 2009年第8期41卷 79-83页

作者：赵玉鑫尹军王剑寒哈尔滨工业大学市政与环境工程学院哈尔滨150090 吉林建筑工程学院水污染控制与资源化利用重点实验室长春130021

为解决污泥臭氧化过程中评价指标不统一问题,考察溶解性化学需氧量(SCOD)、颗粒性化学需氧量(PCOD)、总有机碳(TOC)和挥发性悬浮固体物质(VSS)在污泥臭氧化过程中的表现及相关性,筛选出合适的评价指标,并以此为基础评价过氧化氢和pH对... 详细信息

为解决污泥臭氧化过程中评价指标不统一问题,考察溶解性化学需氧量(SCOD)、颗粒性化学需氧量(PCOD)、总有机碳(TOC)和挥发性悬浮固体物质(VSS)在污泥臭氧化过程中的表现及相关性,筛选出合适的评价指标,并以此为基础评价过氧化氢和pH对污泥臭氧氧化的影响.结果表明,臭氧消耗量<207.6±7.2mg/gSS时,可将TOC作为首选指标,如超过此范围,可选用SCOD和PCOD作为评价指标.过氧化氢与臭氧最佳摩尔比为1.2,最佳pH为6.

关键词：污泥破解臭氧化评价指标过氧化氢 pH

低热浓碱与球磨耦合破解剩余污泥及减量化研究

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低热浓碱与球磨耦合破解剩余污泥及减量化研究

作者：蔡丽丽安徽建筑大学

学位级别：硕士

城市污水处理厂在脱氮除磷工艺中出现碳源不足的问题,导致出水水质受到影响。同时,废水生物处理工艺作为国内普通的污水处理工艺,污泥是不可避免的产物,并随着我国城镇化进程加快其产量急剧增长。根据上述的需求,本文采用低热浓碱法破... 详细信息

城市污水处理厂在脱氮除磷工艺中出现碳源不足的问题,导致出水水质受到影响。同时,废水生物处理工艺作为国内普通的污水处理工艺,污泥是不可避免的产物,并随着我国城镇化进程加快其产量急剧增长。根据上述的需求,本文采用低热浓碱法破解剩余污泥释放碳源,以缓解污水处理工艺运行时出现的碳源不足问题,并探索低热-NaOH联合处理和低热-氧化钙联合处理破解污泥的最佳破解方案,验证了污泥破解后上清液中的碳源是否具有可利用性,实验研究污泥量的变化情况。最后改变低热浓碱法破解剩余污泥的实验状态（静置变为动态）和低热浓碱法与球磨耦合对破解剩余污泥释放碳源的影响情况。实验主要研究成果如下:单独碱处理破解污泥,研究了氢氧化钠、氧化钙、碳酸钠和碳酸氢钠在不同投加量和反应时间下对破解污泥释放碳源的影响。结果表明,投加量增加和反应时间延长会使得上清液中SCOD浓度也增加,根据SCOD浓度的变化得出四种碱对污泥细胞的破解情况（氢氧化钠＞氧化钙＞碳酸钠＞碳酸氢钠）,决定选择氢氧化钠和氧化钙作为后续低热浓碱法中所用碱。低热-NaOH联合处理破解污泥,研究了NaOH投加量、加热温度以及加热时间对破解污泥释放碳源的影响。静置条件下的破解污泥最佳方案为:NaOH3.0g/L的投加量、70°C的加热温度、24h加热时间。此条件下,污泥中的SCOD溶出率达到51.93%,污泥中的氮磷浓度也随之增加。经最佳破解条件处理后的污泥量是初始污泥的52.59%。以最佳破解条件下释放的碳源作为反硝化反应器补充碳源,最终TN的去除率可以达到62.95%。低热-氧化钙联合处理破解污泥,研究了氧化钙投加量、加热温度以及加热时间对破解污泥释放碳源的影响。在静置的基础上,破解剩余污泥的最佳方案为:氧化钙6.0g/L投加量、70°C的加热温度、30h的加热时间。此条件下,污泥中的SCOD溶出率达到40.08%,污泥中的氮磷浓度也随之增加。经最佳破解条件处理后的污泥量是初始污泥的44.33%。以最佳破解条件下释放的碳源作为反硝化反应器补充碳源,最终TN的去除率可以达到60.03%。改变低热-NaOH联合处理状态,从静置变成震荡300r/min,SCOD溶出率达到52.24%,可见污泥上清液中SCOD浓度并没有明显增加,但加快了破解污泥释放碳源的时间。低热-NaOH和球磨联合处理破解污泥,在低热-NaOH联合处理的最佳破解条件的基础上,加入球磨观察污泥破解效果。得出结论,污泥中的SCOD溶出率达到60.23%。从剩余污泥减量化实验结果得出,经过低热-NaOH及球磨耦合处理24h的污泥量是初始污泥的59.4%。低热浓碱和球磨联合可以进一步更彻底的破解剩余污泥,释放碳源实现污泥减量化。从实验目的来看,球磨和低热浓碱联合破解剩余污泥最佳,可以进一步释放污泥胞内碳源,破解污泥细胞也更加彻底有利于实现污泥量化。结合测定污泥破解过程中的粒径频度分布变化、生物电镜、碳源利用率、产量减少的情况以及污泥上清液中的有机物浓度指标,综合分析各破解法破解污泥释放碳源的作用机制。单独碱处理对污泥进行破解主要通过碱水解作用破坏污泥絮体以及EPS,释放胞内碳源。但和热解联合后两种作用力对剩余污泥絮体结构和细胞的破坏程度更高,在一定温度下使污泥对碱水解的抵抗力减弱,并且随着碱投加量、加热温度和加热时间适当增加污泥细胞的溶胞效果会更好,通过粒度分析、SEM观察到污泥细胞有明显破裂,释放出来的碳源能被反硝化反应利用,污泥产量也减少一些。球磨和低热浓碱联合破解污泥,在热水解和碱水解的作用基础,增加了对污泥细胞的挤压和碰撞,更加削弱了污泥絮体和细胞结构对热、碱水解的抵抗力,显著提高了碳源的释放量。图:[29]表:[5]参考文献:[96]

关键词：低热浓碱污泥破解减量化球磨耦合碳源

基于RSM模型的碱与超声联合破解污泥工艺优化

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环境工程学报 2016年第11期10卷 6629-6634页

作者：徐慧敏何国富戴翎翎张晓娜汪中宇戴晓虎象伟宁华东师范大学生态与环境科学学院上海200241 同济大学城市污染控制国家工程研究中心上海200092 同济大学环境科学与工程学院上海200092 上海城市化生态过程与生态恢复重点实验室上海200241

运用响应曲面法(RSM)研究碱解和超声联合作用对污泥破解的影响,以加碱量(0~0.16 g NaOH·(g TS)-1)和超声能量(4 000~20 000 k J·(kg TS)-1)为影响因素,分析其对污泥破解度、溶解性蛋白质和多糖浓度的影响规律,建立了二次多项回归模型... 详细信息

运用响应曲面法(RSM)研究碱解和超声联合作用对污泥破解的影响,以加碱量(0~0.16 g NaOH·(g TS)-1)和超声能量(4 000~20 000 k J·(kg TS)-1)为影响因素,分析其对污泥破解度、溶解性蛋白质和多糖浓度的影响规律,建立了二次多项回归模型,并实现了组合工艺的优化和验证。结果表明,加碱量对污泥破解效果的影响高于超声能量,最佳处理工艺条件为加碱量0.1 g Na OH·(g TS-1)和超声能量12 000 k J·(kg TS-1)。最佳工艺条件下,污泥破解响应值为污泥破解度40.13%,溶解性蛋白质1 365.46 mg·L^(-1)和多糖350.11 mg·L^(-1),与预测值吻合度较高,为碱解和超声联合预处理在污泥破解、厌氧消化预处理领域的应用提供了理论支持和数据支撑。

关键词：污泥破解超声预处理碱预处理响应曲面法优化工艺