干燥污泥与含水污泥的热解动力学研究

为初步探寻含水污泥的热解动力学机理,在不同升温速率下利用热重-差热(TG-DTA)分析仪对干燥污泥和含水污泥进行了热分析对比实验.根据Coats-Redfern法,采用11种常见机理函数对不同升温速率下干、湿污泥的热解主体阶段进行线性模拟,并结合Malek法筛选出最为合理的机理方程,求解其动力学参数.结果表明:干燥污泥的TG曲线有1个明显失重段,而含水污泥的TG曲线则出现2个失重区间;高升温速率可在一定程度上促进反应的进行,有利于提高污泥有机质的转化率.     

香港城市污泥热解特性实验

为了解香港城市污水污泥的热解特性,利用热重分析仪(TGA)对2个污水处理厂的干污泥进行了研究,探索了样品量、样品粒径和升温速率对热解的影响,建立了热解动力学模型.实验结果表明:干污泥的热解失重过程可分为2～3个阶段,在中低温段挥发分析出较多,热解反应剧烈;样品粒径在63～800μm内,颗粒粒径对污泥的热解影响不明显.随着升温速率的增加,热解特征温度呈升高的趋势;污泥热解的反应级数在1～2之间,整体平均活化能约60～72 kJ·mol-1.模拟计算表明线性叠加模型能够较准确描述香港城市污泥的热解过程.     

含油污泥热解动力学研究

采用热重分析仪对含油污泥在氮气气氛下的热解特性进行实验研究,考察了不同操作参数下污泥的热重曲线和微分热重曲线。采用微分法对实验数据进行回归拟合,确定污泥热解机理方程,并求出反应动力学活化能和频率因子。实验结果表明,污泥的有机物热解阶段分为200-450℃和450-900℃;升温速率对污泥热解影响不明显,升温速率不同时,每个阶段活化能变化不大,热解第二阶段的活化能小于第一阶段的活化能;污泥的干燥程度对热解动力学参数影响较小。     

含油污泥热解动力学研究

采用热重分析仪对含油污泥在氮气气氛下的热解特性进行实验研究,考察了不同操作参数下污泥的热重曲线和微分热重曲线.采用微分法对实验数据进行回归拟合,确定污泥热解机理方程,并求出反应动力学活化能和频率因子.实验结果表明,污泥的有机物热解阶段分为200～450 ℃和450～900 ℃;升温速率对污泥热解影响不明显,升温速率不同时,每个阶段活化能变化不大,热解第二阶段的活化能小于第一阶段的活化能;污泥的干燥程度对热解动力学参数影响较小.     

市政污水污泥催化热解特性研究

以CaO、ZnCl2、K2CO33种物质作为催化剂,对比热重法(TG)和差热分析法(DSC)研究干化污泥的催化热解过程及其动力学,同时对热解污泥进行了SEM分析.结果表明,与原始污泥样品相比,添加催化剂的污泥在固定碳燃尽阶段热解速率有较大提高.添加催化剂后污泥样品的活化能E和频率因子A都下降,以CaO的催化效果最好.添...     

重庆地区7种生物质的成分分析及热重实验

对重庆地区的玉米秆、玉米芯、高梁秆、稻秸、麦秸、黄桷树、竹子等7种生物质进行了工业成分分析与干基化学组成分析，并用热重分析仪对7种生物质的热解特性进行了热重实验．通过对热失重曲线分析，研究了生物质种类、加热速率、样品粒径、压力对生物质热解特性的影响，得到了最大热解速率对应温度及反应活化能、频率因子等热解反应动力学参数，     

含油污泥与煤共热解特性的研究

采用热重分析方法分别对含油污泥、煤及其混合试样在氩气气氛下的热解特性进行了实验研究.分析了含油污泥、煤及其混合燃料的热解机理,通过对实验数据进行处理计算,确定了其表观活化能、频率因子和质量平均活化能等反应动力学参数.实验结果表明:含油污泥与煤的热解过程分为4个阶段,各阶段的热解反应十分复杂;在混合试样的热解过程中,含油污泥与煤在200～700℃基本保持各自的热解特性,在700℃以上发生热解的协同作用,含油污泥-煤混合燃料热解温度范围增大;各试样热解反应表观活化能计算结果与上述结论吻合;混合试样的质量平均活化能比含油污泥和煤单一组分的都低,含油污泥与煤的混合热解在一定程度上形成了2种组分的互补和促进,获得了一种热解性能更好的燃料.     

城市污水污泥热解动力学研究

采用热重分析法对南京市江心洲污水处理厂的污泥进行了热解动力学研究．实验结果表明：干燥污泥的热解在以20℃／min的升温速率从20℃升至800℃的过程中有3个失重速率较高的阶段,以挥发分析出阶段为主．通过Coat s-Redfern指数积分法,求出了这3个阶段的化学反应动力学参数——频率因子A和活化能E,得到污泥的热解动力学方程．     

城市污水污泥热解和燃烧的实验研究

利用热重分析仪对城市污水污泥分别在氮气和空气气氛下进行热解和燃烧特性实验研究,分析了污泥在不同气氛条件下热解及燃烧的反应机理,并采用微分法确定了燃烧反应的机理方程,求出污水污泥反应动力学参数活化能和频率因子.实验研究的结果为污泥流化床焚烧炉的设计计算提供理论依据.     

超声处理对污泥热解特性及反应动力学影响

采用热重分析法研究超声处理对城市污泥热解过程的影响,依据Coats-Redfern积分法和截距相对误差筛选原则对其热解动力学进行分析,确定超声处理污泥热解最概然机制函数和动力学参数,考察超声处理对污泥热解特性及动力学参数的影响.结果表明:经超声处理后,污泥热解机制在热解温度300～440℃内由三维扩散发展成为随机成核和...     

城市污水污泥的热解特性

为了解城市污水污泥的燃烧特性 ,利用差式扫描量热器 (TGA)和热解重量分析法 (DSC)等热分析方法对北京高碑店污水处理厂的干燥污泥进行了研究。实验结果表明 :干燥污泥的失重过程中有 3个失重速率比较高的区域 ,前 2个以挥发份的析出为主 ,第 3个为固定碳的的燃尽区。采用积分法求解了 3个区域的化学反应动力学参数 ,对其反应机理进行了分析。论文的结果对污泥流化床焚烧炉的设计有参考价值     

臭氧催化氧化含油黏土的去油效果及动力学研究

针对热化学处理罐底油泥过程中产生的高难处理含油黏土(含油率为6.5%), 开发一种以天然铝矿石为催化剂的臭氧催化氧化处理技术。在优化处理条件下, 黏土的含油率可降低到1.2%, 满足SY/T7301—2016标准规定的处理要求。为进一步研究催化剂对臭氧催化氧化体系的贡献度, 从动力学角度出发, 分别对臭氧氧化与臭氧催化氧化两个过程中的反应活化能和反应速率常数进行比较, 结果表明, 添加催化剂后油泥的去除速率提高2~3倍, 反应活化能降低近84.2%, 从而在动力学上定量地说明该催化剂的有效性。该技术作为罐底油泥含油黏土副产物的一种深度处理技术, 进一步完善了罐底油泥的资源化、无害化处理体系。     

高效亚硝酸型反硝化菌生长特性及脱氮研究

采用定向筛选法,对反硝化污泥进行驯化和富集,得到了富含亚硝酸型反硝化菌的混合菌体.采用批式试验考察了不同环境因子对该菌体生长和脱氮速率的影响,构建了亚硝酸盐降解动力学模型,初步探讨了菌体在填料床生物膜反应器中的脱氮性能.结果表明,该菌体属于兼性厌氧菌,只有在氧缺乏的环境下才能发生反硝化作用;最适的生长和脱氮条件是以柠檬酸三钠为碳源,ρ(TOC)∶ρ(N)=4,温度30℃,pH=9.菌体在此条件下具有很高的活性,比脱氮速率达0.25 h-1,是相关文献报道的6~10倍;具有较强的耐盐特性,可耐受13%的盐浓度;在填料床生物膜反应器中运行稳定,具有较强的抗碳氮源冲击负荷的能力.本研究有利于促进新型短程硝化反硝化工艺的实施以及解决传统反硝化过程中亚氮积累的问题.     

污泥活性炭对活性艳红K-2BP染料的吸附特性研究

以城市污水处理厂脱水污泥作为原料，采用化学活化法（ZnCl₂作为活化剂）制得污泥活性炭，并将其用于吸附活性艳红K-2BP染料.考察了吸附剂投加量、吸附时间和pH值对吸附效果的影响，并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨. 结果表明，所制得的污泥活性炭的碘吸附值为326mg^.g^-1，产率为51.31%，BET比表面积为298m^2.g^-1，具有中孔性和开放的孔结构，浸出液重金属含量不超标；污泥活性炭对活性艳红K-2BP的吸附动力学符合二阶段吸附速率方程和伪二级动力学方程；此吸附为优惠吸附，Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述此吸附行为；此吸附是一个吸热过程（吸附焓ΔH>0），提高温度有利于吸附的进行，吸附自发进行（吸附自由能ΔG<0），吸附熵ΔS总是正值.     

Measurement of the free concentrations of alkyl phenols and bisphenol A to determine their biodegradation kinetics by activated sludge

A negligible depletion-solid phase microextraction (nd-SPME) method is developed to measure free concentrations of two alkyl phenols (4-t-octylphenol, nonylphenol) and bisphenol A in activated sludge, with which aerobic biodegradation kinetics of three pollutants was determined. For the degradation of octylphenol, nonylphenol and bisphenol A, the apparent rate constant based on total concentration is 0.02, 0.01 and 0.03 h-1, respectively; with the half life being 34.9, 54.3 and 22.3 h correspondingly. Meanwhile, real rate constants based on free concentration are 0.74, 0.60 and 1.03 h-1, respectively; with the half life being 0.9, 1.2 and 0.7 h accordingly. Differences between two constants revealed that desorption of targeted pollutants from activated sludge should be the rate-limiting step. Compared to the rapid biodegradation of alkyl phenols and bisphenol A in free state, the desorption of pollutants from the sludge is relatively slow, which made the apparent biodegradation rate constants much lower.     

功能菌株对柠檬酸废水生化处理剩余污泥减量化研究

采用具有污泥减量化功能的菌株,对柠檬酸发酵废水生化处理二沉池剩余污泥进行摇瓶减量实验。通过对初筛菌株进行定向驯化,再通过正交试验与单因素实验,确定菌株污泥处理优化培养条件后进行优选菌株污泥最终处理。研究结果表明:经过4个周期的驯化,菌株W1-6、W1-10好氧处理后污泥MLSS减量与同期对照相比分别从17.62%提高到24.61%和从16.60%提高到23.17%。在优化培养条件下,污泥MLSS与MLVSS分别减量27%和40%以上,污泥清液中SCOD值从521.7mg/L提高到1700mg/L左右,原污泥91%的SV₃₀可降低到54%~57%。污泥减量效果明显,同时污泥脱水性能也得到明显改善。     

脱水生活污泥的农用效果

城市二级生活污水处理厂的脱水污泥是一种良好的有机肥料。连续五茬的田间小区试验表明,在等养分下,用污泥氮代替２３化肥氮,其产量与施用全部化肥的产量相当;超量施用污泥,易引起作物生长失调,增产效率下降;连续施用污泥可对土壤有良好的培肥作用     

Effects of various pretreatments on biohydrogen production from sewage sludge

The sewage sludge of wastewater treatment plant is a kind of biomass which contains many organics, mainly carbohydrates and proteins. Four pretreatments, acid pretreatment, alkaline pretreatment, thermal pretreatment and ultrasonic pretreatment, were used to enhance biohydrogen production from sewage sludge. The experimental results showed that the four pretreatments could all increase the soluble chemical oxygen demand （SCOD） of sludge and decrease the dry solid （DS） and volatile solid （VS） because the pretreatments could disrupt the floc structure and even the microbial cells of sludge. The results of batch anaerobic fermentation experiments demonstrated that all of the four pretreat- ments could select hydrogen-producing microorganisms from the microflora of sludge and enhance the hydrogen production. The hydrogen yield of the alkaline pretreated sludge at initial pH of 11.5 was the maximal （11.68 mL H2/g VS） and that of the thermal pretreated sludge was the next （8.62 mL H2/g VS）. The result showed that the hydrogen yield of pretreated sludge was correlative with its SCOD. The hydrogen yields of acid pretreated sludge and alkaline pretreated sludge were also influenced by their initial pH. No methane could be detected in the anaerobic fermentation of alkaline pretreated sludge and thermal pretreated sludge, which suggested that these pretreatments could fully inhibit the activity of methanogens. The volatile fatty acids （VFA） production in anaerobic fermentation of alkaline pretreated sludge was the maximum and the next is that of thermal pretreated sludge.