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剩余污泥破解提取液沉淀低浓度离子型稀土研究

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中国稀土学报 2018年第6期36卷 719-725页

作者：王俊峰李海钟常明唐林旺邱廷省刘亚奇阮翔刘志文江西理工大学资源与环境工程学院江西省矿冶环境污染控制重点实验室江西赣州341000

离子吸附型稀土矿开采过程中易产生大量低浓度稀土溶液,亟待对其有效回收处理。采用"臭氧+超声波"联合工艺处理城市剩余污泥,从剩余污泥破解后的上清液中获得提取液。通过光学显微镜和扫描电镜研究反应时间对剩余污泥絮体结构变化的影响... 详细信息

离子吸附型稀土矿开采过程中易产生大量低浓度稀土溶液,亟待对其有效回收处理。采用"臭氧+超声波"联合工艺处理城市剩余污泥,从剩余污泥破解后的上清液中获得提取液。通过光学显微镜和扫描电镜研究反应时间对剩余污泥絮体结构变化的影响,利用单道ICP和X荧光分析提取液成分及沉淀效果。结果表明:剩余污泥破解后,SCOD由1052 mg·L^(-1)增加至5088 mg·L^(-1),多糖和蛋白质含量分别增加215. 26,115. 55 mg·L^(-1);三维荧光检测出剩余污泥提取液含有大量类腐殖酸类物质;当反应时间为60 min时,剩余污泥形态由团状变成了颗粒状,污泥表面出现褶皱,具有空隙和层状结构,粒径减小,呈现碎片化;相对于NH_4HCO_3和草酸,提取液具有优秀的沉淀效果,稀土元素沉淀率均在89%以上;絮状沉淀物中Nd,Y,La和Ce等稀土元素占有比例相对较高,含量主要在3%～8%(质量分数)。

关键词：离子型稀土剩余污泥溶胞沉淀回收

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胞外多聚物对酶催化污泥厌氧水解的影响研究

环境科学 2011年第8期32卷 2334-2339页

作者：陈伟贾原媛郑伟李小明周俊杨麒罗琨湖南大学环境科学与工程学院长沙410082 环境生物与控制教育部重点实验室(湖南大学) 长沙410082 天津科技大学材料科学与化学工程学院天津300457

研究了胞外多聚物对酶催化污泥溶解效果和催化过程中污泥化学组分变化的影响.向原污泥及去除胞外多聚物的剩余污泥外加酶,并与未加酶组水解效果进行对比.结果表明,酶浓度<20 mg/g时仅水解污泥胞外物质,加大酶量能显著引起污泥破解.溶菌... 详细信息

研究了胞外多聚物对酶催化污泥溶解效果和催化过程中污泥化学组分变化的影响.向原污泥及去除胞外多聚物的剩余污泥外加酶,并与未加酶组水解效果进行对比.结果表明,酶浓度胞外物质,加大酶量能显著引起污泥破解.溶菌酶用于原污泥水解效果较好,SCOD/TCOD最高可达28.14%,投加量60 mg/g,反应48 h后VSS去除率达51.66%,DNA浓度(以VSS计)为68.34 mg/g,分别比空白组提高了29.01%与59.63 mg/g,比去除胞外多聚物组提高了24.86%与53.39 mg/g,且NH4+-N、PO34--P、SCOD溶出效果良好,最大累积量分别为503、78.9、3 171 mg/L.污泥去除胞外多聚物后投加蛋白酶与纤维素酶溶胞效果较好,VSS去除率最高分别达到49.95%、39.85%,溶出DNA浓度与SCOD、NH4+-N及PO34--P线性相关系数在0.9以上,6 h左右水解效率最高,达到最大水解速率时刻比原污泥组提前了3 h左右,且较小的酶量可达到好的溶胞效果.

关键词：溶菌酶纤维素酶蛋白酶胞外多聚物污泥水解溶胞

CFP(青色荧光蛋白)大肠杆菌用于表征好氧-厌氧反复耦合反应器细胞溶解特性的研究

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环境科学学报 2009年第4期29卷 689-696页

作者：于安峰闫桑田初里冰张翀邢新会清华大学化工系生物化工研究所北京100084

构建了采用青色荧光蛋白(CFP)大肠杆菌快速示踪好氧-厌氧反复耦合(rCAA)反应器内溶胞特性的新方法.研究结果表明,rCAA反应器厌氧区域内的污泥上清液以及反应器后部好氧区域内的污泥上清液对大肠杆菌内CFP的释放具有明显的促进作用,说明... 详细信息

构建了采用青色荧光蛋白(CFP)大肠杆菌快速示踪好氧-厌氧反复耦合(rCAA)反应器内溶胞特性的新方法.研究结果表明,rCAA反应器厌氧区域内的污泥上清液以及反应器后部好氧区域内的污泥上清液对大肠杆菌内CFP的释放具有明显的促进作用,说明这些区域的污泥上清液具有显著的溶菌作用.其中,厌氧区域污泥上清液对荧光细菌作用7h后的平均破碎率可以达到70%,且大肠杆菌胞内CFP的释放速度与初始荧光菌浓度以及污泥上清浓度有密切的关系.同时,研究结果进一步表明,厌氧区域污泥上清液具有的溶菌活性可能主要来自于污泥胞外的水解酶.

关键词：好氧-厌氧耦合(rCAA)反应器 CFP 荧光菌溶胞污泥减量化

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SBR反应器污泥减量化研究

给水排水 2006年第10期32卷 36-41页

作者：张光明杨金美王伟哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090 清华大学环境科学与工程系北京100084

介绍了SBR反应器长期运行污泥减量工艺,当回流比2∶14,超声条件为25kHz,1.6W/mL,15min时,污泥产量为82.4mg/(L·d),比未处理污泥系统污泥产量减少58.8%。系统的沉降性能并没有受到影响,出水CODCr已经达到《城镇污水处理厂污染物排放标准... 详细信息

介绍了SBR反应器长期运行污泥减量工艺,当回流比2∶14,超声条件为25kHz,1.6W/mL,15min时,污泥产量为82.4mg/(L·d),比未处理污泥系统污泥产量减少58.8%。系统的沉降性能并没有受到影响,出水CODCr已经达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)二级标准。由于超声后磷释放能力增强,出水磷略高。回流比3∶14,超声条件为25kHz,1W/mL,10min时,几乎不产生污泥。

关键词： SBR 污泥减量超声溶胞磷

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臭氧尾气回用对曝气池污泥影响研究

工业水处理 2017年第4期37卷 33-38页

作者：陈楠张寒王乔张利华李译文周珉张海涛华东理工大学化工学院上海200237 上海化学工业区中法水务发展有限公司上海201507

将活性污泥分别在14.68、30.72、43.84 mg/L 3种臭氧浓度下进行氧化,同时以纯氧曝气作为平行实验,考察臭氧尾气对活性污泥的影响。结果表明,污泥经纯氧曝气后,在反应时间内并无明显变化,但在臭氧氧化过程中,污泥ATP下降,同时上清液中COD... 详细信息

将活性污泥分别在14.68、30.72、43.84 mg/L 3种臭氧浓度下进行氧化,同时以纯氧曝气作为平行实验,考察臭氧尾气对活性污泥的影响。结果表明,污泥经纯氧曝气后,在反应时间内并无明显变化,但在臭氧氧化过程中,污泥ATP下降,同时上清液中COD、TP、TN上升,且臭氧浓度越高,变化速率越大,其原因为污泥发生了溶胞现象;臭氧氧化后,污泥MLSS、MLVSS减少,污泥呼吸速率下降,但沉降性得到改善,同样随着臭氧浓度的升高,变化更为显著。经14.68、30.72 mg/L臭氧氧化后的污泥,其硝化能力、生化能力与反应前并无明显差距,而经43.84 mg/L臭氧氧化后污泥的硝化能力、生化能力明显弱于反应前。

关键词：尾气回用活性污泥臭氧氧化溶胞

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胞外多聚物对酶催化污泥厌氧水解的影响研究

胞外多聚物对酶催化污泥厌氧水解的影响研究

作者：陈伟湖南大学

学位级别：硕士

由于城市化进程的加快，废水处理系统逐渐普及，而随着处理效率的不断提高，剩余污泥总量也将加大，由此带来的二次污染不容忽视。厌氧消化技术在一定程度上可实现污泥的减量、无害及资源化，较为经济实用。但一般其反应时间长，水解程... 详细信息

由于城市化进程的加快，废水处理系统逐渐普及，而随着处理效率的不断提高，剩余污泥总量也将加大，由此带来的二次污染不容忽视。厌氧消化技术在一定程度上可实现污泥的减量、无害及资源化，较为经济实用。但一般其反应时间长，水解程度低，而污泥酶法处理技术能够在较大程度上强化污泥水解，具有消化时间短，易于控制、无二次污染等特点，有广阔的应用前景。为了进一步掌握各种酶的水解效果及机理，并提高酶的水解效率，本文针对酶法处理污泥过程中胞外多聚物(Extracellular Polymeric Substances，EPS)对几种酶的作用影响做了初步研究及探讨。本研究考察了胞外多聚物对酶催化污泥的溶解效果影响及其对催化过程中污泥化学组分的变化影响。采用向原污泥及去除胞外多聚物的剩余污泥外加酶，并与未加酶组水解效果进行对比。结果表明，酶浓度小于20mg/g时仅水解污泥胞外物质，加大酶量能显著引起污泥破解。溶菌酶用于原污泥水解效果较好，SCOD/TCOD最高可达28.14%，投加量60mg/g，反应48h后VSS去除率达51.66%，DNA浓度为68.34mg/g(以VSS计)，分别比空白组提高了29.01%与59.63mg/g，比去除胞外多聚物组提高了24.86%与53.39mg/g，且氨氮(NH-N)、正磷酸盐(P0-P)、SCOD溶出效果良好，最大累积量分别为503、78.9、3171mg/L。污泥去除胞外多聚物后投加蛋白酶与纤维素酶溶胞效果较好，VSS去除率最高分别达到49.95%、39.85%，溶出DNA浓度与SCOD、NH-N及P0-P含量线性相关系数在0.9以上，6h左右水解效率最高，达到最大水解速率时刻比原污泥组提前了3h左右，且较小的酶量可达到好的溶胞效果。原污泥及去EPS污泥水解反应从开始阶段至达到最大水解速率时刻符合一级动力学方程，原污泥蛋白酶及纤维素酶实验条件下的溶解速率常数K值小于两种酶反应条件下的去EPS组K值，而溶菌酶则相反。

关键词：溶菌酶纤维素酶蛋白酶胞外多聚物污泥水解溶胞

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臭氧—污泥水酸化工艺研究

臭氧—污泥水酸化工艺研究

作者：王亮吉林建筑大学

学位级别：硕士

就目前污泥处理与处置情况看,传统的污泥处理与处置方法已无法面对日益严峻的环境压力和经济挑战,污泥减量技术的研究和推广在污水生物处理领域中具有重要的现实意义。在通过强化隐性生长实现污泥减量的各种污泥破解技术中,水解酸化技... 详细信息

就目前污泥处理与处置情况看,传统的污泥处理与处置方法已无法面对日益严峻的环境压力和经济挑战,污泥减量技术的研究和推广在污水生物处理领域中具有重要的现实意义。在通过强化隐性生长实现污泥减量的各种污泥破解技术中,水解酸化技术作为一种介于好氧和厌氧之间的污水处理技术,具有有机物去除效率高,可处理高浓度、难降解废水,处理设施容积小、处理水量大,运行费用低,还可实现“水、泥”同步处理等特点,克服了厌氧生物处理工艺停留时间长,对环境要求高的特点,在污水处理以及污泥的处理与处置中发挥重大作用。污泥水解酸化主要难点在于微生物细胞壁破解效率低,而臭氧氧化技术具有破解效率高,能耗低,不易造成二次污染的特点,恰好弥补了水解酸化这一弱点。因此,研究开发“臭氧氧化+水解酸化”工艺给污泥减量领域带来广阔前景,更大限度发挥水解酸化优势,达到“水、泥”同步处理的要求。本试验以实验室生物反应器二沉池剩余污泥为研究对象,采用臭氧氧化为预处理,中温厌氧水解酸化的工艺处理污泥。本文对臭氧氧化破解污泥减量技术、臭氧氧化污泥中温水解酸化工艺进行理论分析和实验研究,重点研究了在不同臭氧投加量条件下,污泥水质指标以及臭氧氧化前后污泥性状变化规律和机理分析;同时还研究了不同臭氧投加量条件下,臭氧氧化污泥水质指标以及性状随着水解酸化天数的变化规律和机理分析。实验结果表明不同臭氧投量对污泥性状影响较大,污泥固体物质浓度(MLSS)和挥发性固体物质浓度(MLVSS)均随臭氧投加量的增加出现逐渐下降且趋势相近,当臭氧投量达到90 mg O3/g TS时,活性污泥MLSS和MLVSS分别降至4000 mg/L及2000 mg/L以下,存在臭氧最小有效投量34mg O3/g TS;臭氧投量在90 mg O3/g TS的SCOD浓度是0 mg O3/g TS臭氧投量的4倍;氨氮浓度基本上随着臭氧投加量的增加而升高;臭氧投量在54mg O3/g TS的TP浓度是0 mg O3/g TS臭氧投量的4倍。将臭氧化污泥投入水解酸化反应器中,考察了中温(35℃)水解酸化条件下不同臭氧投量处理后的污泥上清液中的各物质成分变化,并在此基础上确定了最佳臭氧投量。当臭氧投量为90 mg O3/g TS,挥发性有机酸(VFA)浓度在第2天达到最大值315 mg/L;氨氮浓度总体上随着水解酸化时间的增加而增加;TP浓度和COD浓度随水解酸化时间出现现增加再缓慢降低的变化;污泥混合液中MLSS浓度随着水解酸化时间增加而逐渐下降,随着臭氧投量的增加,MLSS去除率也随之增加,从16.8%上升到35.4%。

关键词：剩余污泥溶胞污泥减量臭氧化水解酸化

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高温微好氧—厌氧两级消化耦合工艺研究

高温微好氧—厌氧两级消化耦合工艺研究

作者：戴雅江苏理工学院

学位级别：硕士

随着污水处理量与处理率要求的不断提高,污泥的产量也日益增加。自热式高温好氧消化（Autothermal Thermophilic Aerobic Digestion,ATAD）技术是一种高效的生物稳定化、无害化处理技术,具有停留时间短、有机物去除效果好、对病原菌杀... 详细信息

随着污水处理量与处理率要求的不断提高,污泥的产量也日益增加。自热式高温好氧消化（Autothermal Thermophilic Aerobic Digestion,ATAD）技术是一种高效的生物稳定化、无害化处理技术,具有停留时间短、有机物去除效果好、对病原菌杀灭效果好、启动快、抗秋冬低温冲击等优点,处理后污泥达到我国各类指标标准和美国EPA的503条款的A级污泥标准。但同时存在不能产甲烷能源化和消化后污泥脱水性能恶化的缺点。厌氧消化工艺能产甲烷,但消化时间长、消化罐占地面积大,不适于产泥量少的中小型城镇污水处理厂。自主开发了具有知识产权的新型高温微好氧-厌氧两级消化工艺（TAD-MAD）,将高温微好氧与厌氧消化有机的结合起来,从而提高污泥稳定化效率,缩短停留时间、改善脱水性能,并产生能源气体甲烷。采用序批式运行方式,探讨了高含固率下TAD-MAD工艺的稳定化效果和产气效果,并对消化污泥的脱水性能进行分析。同时,用全程中温厌氧消化（Mesophilic Anaerobic Digestion,MAD）工艺和TAD工艺进行对比。实验结果表明,高含固率TAD-MAD工艺最佳运行参数为:进泥总悬浮固体（Total Suspenged Solids,TSS）含量为7.1%,高温微好氧消化阶段温度为55℃、停留时间（Hydraulic Retention Time,HRT）为2d;中温厌氧消化阶段温度为35℃、HRT为22d,TAD-MAD系统污泥HRT为24d,污泥稳定化消化较好,在第20d时,高含固率TAD-MAD工艺挥发性悬浮有机物（Volatile Suspenged Solids,VSS）去除率为40.8%,而MAD工艺VSS去除率仅为29.9%,直至24d消化结束也未达到40%。TAD-MAD工艺产气效果好于MAD工艺,经24天的消化,累积产气量和累积甲烷产气量分别为149.2m L/g VSS和116.6 m L/g VSS,均高于MAD工艺,从第13d开始,TAD-MAD工艺的消化气中CH4含量稳定在75.4%9.1%。对TAD-MAD工艺消化后污泥脱水性能的研究表明,与TAD工艺相比,TAD-MAD工艺能有效改善污泥脱水性能。综上所述,TAD-MAD工艺具有污泥停留时间短、有机物去除效果好、甲烷产气率高和改善污泥脱水性能的优点。

关键词：城市污泥高温好氧消化厌氧消化溶胞稳定化

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放电等离子体对剩余污泥减量化性能的研究

放电等离子体对剩余污泥减量化性能的研究

作者：范艳慧西北农林科技大学

学位级别：硕士

近年来,随着城市化进程的加快,我国污水处理厂处理的污水量在不断增加,伴随产生的污泥也呈直线式增长。剩余污泥含有大量的病毒、病原菌、重金属等,具有极大的毒性和危害性,若得不到妥善的处理处置,将给环境造成严重的二次污染。传统的... 详细信息

近年来,随着城市化进程的加快,我国污水处理厂处理的污水量在不断增加,伴随产生的污泥也呈直线式增长。剩余污泥含有大量的病毒、病原菌、重金属等,具有极大的毒性和危害性,若得不到妥善的处理处置,将给环境造成严重的二次污染。传统的污泥处理处置方法因其含水率高而存在一定的弊端,不能完全解决剩余污泥治理的难题。如何经济有效的脱水,实现污泥减量,是当前环境领域关注的热点。放电等离子体是一种高级氧化技术,可以有效地破坏污泥絮体和细胞,使污泥胞内物质释放到液相中,实现污泥脱水的目的。本实验通过对放电等离子体氧化剩余污泥减量技术进行理论分析和实验研究,重点探索不同处理条件对放电等离子体处理污泥的影响以及处理前后污泥的性状变化,旨在揭示放电等离子体对污泥的破解规律及作用机制,探明放电等离子体对污泥减量性能的影响规律。实验得到以下主要结论:1、放电等离子体能够有效的破解剩余污泥细胞,对剩余污泥具有良好的减量效果,增加放电电压或者延长放电时间均有利于提高污泥的沉降性能及脱水性能。与未经放电相比,在最佳反应条件下,SV由98%降到36%,SVI由170.52 mL/g降低到89.55mL/g,污泥粘度由35.31 mPa·s降至8.23 mPa·s,污泥滤饼含水率由81.92%降低到76.03%,MLSS浓度由5630 mg/L降至4020 mg/L,减少率达到了28.6%;污泥初始温度及酸碱性会影响放电破解剩余污泥的效果。实验得出最佳反应条件:放电电压20 kV,污泥初始温度20℃,污泥初始pH值为7,放电处理时间60 min。不同阴离子会对污泥减量化产生影响,投加Cl、NO、SO对污泥减量大体上呈促进作用,而CO明显的抑制了污泥的破解。2、放电等离子体具有良好的溶胞作用,可以高效的破坏污泥絮体结构。在放电等离子体有效的破解污泥细胞后,污泥的胞外聚合物及污泥微生物细胞中所含的有机物由污泥固相进入水相,表观上表现为SCOD、TOC、NH-N、NO-N等指标的增加;三维荧光的结果证实了中间产物的出现及破解产物的演化规律;在污泥减量化过程中添加活性物质捕获剂明显的抑制了放电等离子体破解污泥的效果,说明在污泥减量化过程中放电产生的活性物质,比如:·OH、·O、激发O和O、HO等可以有效的作用于剩余污泥细胞,使其溶解;污泥粒径及SEM的结果进一步证明了放电前后污泥絮体形态及组分的变化,表现为污泥絮体由完整致密趋于松散,剩余污泥颗粒尺寸变小,比表面积增大;通过XPS结果,分析了污泥内各个官能团的变化;通过热重(TGA-DSC)结果,分析了污泥内水分损失及热解行为。

关键词：等离子体污泥减量活性物质溶胞