表面活性剂对活性污泥脱水性能和机理的研究

通过对污泥含水率和胞外聚合物（EPS）含量的测定,考察了阳离子表面活性剂(CTAC)和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）对污泥脱水性能的影响.结果表明,它们都有助于改善污泥的脱水性能,CPAM的最佳投药量为0.0106g/100mL污泥,表面活性剂投药量约为0.738g/100mL污泥,分别使污泥滤饼含水率降至80.28%,68.73%.为了进一步探讨表面活性剂对污泥的作用机理,实验通过观察表面活性剂处理前后污泥的电镜扫描照片（SEM）和粒径分布,发现经过表面活性剂处理的污泥原絮团被破坏,污泥表面呈网状结构;占体积分数90%的颗粒粒径都在52m以下,较原泥明显减小.实验表明,表面活性剂主要是通过破坏污泥结构释放内部结合水和溶出EPS来改善污泥脱水性能.     

CPAM对污泥含水率和胞外聚合物的影响

聚丙酰胺在提高污泥脱水性能方面效果显著,且运用广泛。该文研究不同型号的阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对污泥脱水性能的影响。通过测定不同CPAM调理后,观察滤饼含水率变化和胞外聚合物(EPS)含量变化,从而探究CPAM对污泥的脱水机理。研究发现,高分子量和高离子度的CPAM能降低滤饼含水率,同时,在CPAM吸附架桥和电性中和协同作用下能有效破坏EPS。     

生物表面活性剂对污泥脱水性能的影响

通过对污泥离心过滤脱水后含水率及毛细吸水时间(CST)的测定,考察了生物表面活性剂鼠李糖脂及其与阳离子化学表面活性剂溴化十六烷基三甲铵(CTAB)复配对活性污泥脱水性能的影响.当鼠李糖脂投加量为0.10g·g-1时,相比于原污泥,离心脱水污泥含水率下降了2.4%,过滤滤饼含水率下降了10.8%;CST值却由27.3s升至48.8s.研究结果说明:鼠李糖脂的投加能显著降低污泥脱水后污泥的含水率,但却会使污泥脱水速率变慢.相比于单独使用鼠李糖脂或CTAB,鼠李糖脂与CTAB以1∶1,1∶2或1∶3复配时不仅使脱水后污泥含水率更低,而且对污泥脱水速率也有改善作用.     

Fenton-絮凝联合调理对污泥脱水性能影响

为改善污泥脱水性能并比较不同调理方法的优劣,采用絮凝、Fenton氧化及Fenton-絮凝联合对城市污水处理厂剩余污泥进行调理。研究以滤饼含水率、污泥比阻(SRF)、上清液浊度、胞外聚合物(EPS)作为评价指标,综合考察试剂投加量、反应时间、污泥pH等因素对污泥脱水性能的影响及其最佳条件。结果表明:在H_2O_2、Fe~(2+)的投加量分别为4 g/L、30 mg/L,Fenton反应时间为60 min时,Fenton氧化对污泥絮体的破解效果最佳。该最佳Fenton反应条件下进行污泥絮凝调理,投加CPAM 60 mg/L、调节初始pH为5,污泥调理效果最佳,使得滤饼含水率、上清液浊度、SRF分别降低了24.56%、42.12%、66.67%。Fenton-絮凝联合调理对于污泥脱水性能的改善显然优于单独絮凝调理。Fenton试剂可通过强氧化作用有效破解污泥絮体的EPS,进而有效降低污泥含水率;CPAM的絮凝作用使污泥比阻大大降低,提高了污泥脱水性能。     

絮凝剂和溶菌酶联用促进污泥脱水性能

通过小试试验考察了絮凝剂(聚丙烯酰胺)和溶菌酶联合使用对污水厂二沉池回流污泥的脱水性能、沉降性能及絮体特性的影响,并与2种药剂单独作用时进行了对比研究.结果表明,絮凝剂和溶菌酶分别单独作用于污泥脱水时,均可改善污泥的脱水性能;但2种药剂共同作用时,能同时提高污泥沉降性能和脱水速度,且脱水程度较2种药剂单独处理时进一步提升.2种药剂联用时的最佳投加量为20 mL/L絮凝剂+0.05 g/g溶菌酶,且最优添加顺序为先絮凝剂再溶菌酶.此时污泥抽滤泥饼含水率和比阻分别为65.7%和0.8×1012 m/kg,与原泥相比下降25.3%和75.8%.通过污泥胞外聚合物(EPS)含量与污泥絮体形态分析可知,溶菌酶可以有效破坏污泥絮体结构,改变污泥EPS的分布;高分子絮凝剂的吸附架桥作用则加快了污泥过滤脱水速度.而两者联合使用增大了污泥絮体二维分形维数,可使污泥絮体结构更加细密紧实,并提高污泥可脱除水分的比例,从而提高了污泥脱水性能.研究结果表明,絮凝剂和溶菌酶联用调理污泥脱水具有较好的应用前景.     

表面活性剂调理下污泥中胞外聚合物分布与束缚水含量的关系

通过考察污泥调理过程中滤饼含水率、束缚水含量变化、EPS各层组分分布、傅里叶红外光谱等指标,研究表面活性剂作用下,胞外聚合物分布与束缚水含量的变化关系。研究结果表明:十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)的加入导致污泥中紧密结合的胞外聚合物(TB-EPS)含量降低,松散结合的胞外聚合物(LB-EPS)、黏液层胞外聚合物(S-EPS)含量升高,有效降低束缚水的含量,提高了污泥脱水效果。表面活性剂投加量为75 mg·g-1时,污泥中束缚水含量降至1.58 g·g-1,污泥滤饼含水率降至65.78%。在表面活性剂作用下,部分EPS水解生成小分子有机物,S-EPS中有机官能团的总量和种类都有明显增多。TB-EPS占污泥中EPS总量的大部分,其中,蛋白质、多糖与束缚水存在显著的正相关性,是影响污泥束缚水含量的主要因素。     

微波耦合Fe~0/H_2O_2对剩余污泥脱水性能的影响

以污泥比阻(SRF)、泥饼含水率和毛细吸水时间(CST)作为参考指标,系统探讨了微波耦合Fe~0/H_2O_2(MW-Fe~0/H_2O_2)类芬顿反应中初始pH值、微波功率、反应时间、H_2O_2投加量与Fe~0投加量等因素对剩余污泥脱水性能的影响,并通过类比实验阐述了MW-Fe~0/H_2O_2改善污泥脱水性能的作用机理。结果表明:当初始pH值为3、微波功率为400 W、反应时间为150 s、H_2O_2投加量为90 mg/g、Fe~0投加量为60 mg/g时,污泥的脱水性能达到最佳,此时,SRF、泥饼含水率和CST分别降低了90.5%,15.5%和63.3%。污泥胞外聚合物(EPS)组分分析结果表明,紧密型胞外聚合物(TB-EPS)中蛋白质和糖类的减少与污泥脱水性能提高正相关。三维荧光光谱(3D-EEM)显示,TB-EPS中溶解性微生物副产物和色氨酸类蛋白被氧化降解,有利于改善污泥的脱水性能。     

活性污泥的表面特性与其沉降脱水性能的关系

为改善活性污泥的沉降脱水性能,测定了实验室规模的反应器中培养的泥龄5、10、20 d的污泥胞外聚合物(EPS)的总量和组成、絮体的粒径分布、Zeta电位及其沉降和脱水性能.研究结果表明:随着泥龄的延长,EPS的组成松散附着物(LB)和紧密粘附物(TB)两部分的质量比值(mLB/mTB)减小,小于10 μm的微小絮体数量减少,Zeta电位值也减小.EPS的总量对污泥的沉降脱水性能的影响很小,但其组成(LB、TB)有显著影响,mLB/mTB越大;污泥表面的Zeta电位值越大,小粒径的污泥颗粒则越多,污泥的沉降脱水性能变差.因此,通过改变运行条件,减小mLB/mTB和Zeta电位,可改善污泥的沉降脱水性能.     

HYC絮凝剂在生化污泥脱水中应用的研究

液态阳离子高分子絮凝剂HYC 60 1 ,用量在 1 0～ 1 5mg/L范围内能明显改善生活污水剩余污泥的沉降性能和过滤性能。在 40kPa的真空度下 ,可使污泥含水率由 99.5 %降至 76% ,污泥体积降至原来的 1 /4 8,其脱水性能优于同系列阳离子絮凝剂CPAM和CP 80 3。     

壳聚糖絮凝剂对污泥脱水性能的影响研究

壳聚糖絮凝剂对污泥脱水性能有显著的影响且无毒害,通常可作为污水处理厂污泥脱水的添加剂.本文以某市污水处理厂剩余污泥为对象,研究了壳聚糖絮凝剂对污泥脱水性能的影响.初步实验表明,在l00mL剩余污泥中投加浓度为6g/L的壳聚糖溶液6mL时可达到污泥的最小含水率,为70.42%;污泥中有机质含量、含水率、SV30随絮凝剂投...