污泥生物干化中微生物群落结构变化的影响因素

目的通过研究污泥生物干化中微生物群落结构变化的影响因素,为生物干化提供运行指导.方法建立生物干化反应器,同时每隔一定时间取样,测定细菌数、真菌数、放线菌数及嗜热微生物数,并计算总微生物数.结果研究结果表明,间歇通风能够提供更充足的氧气,同时保证生物堆体的温度,加快微生物群落结构变化,使主体的菌群从嗜温微生物菌群快速转变为嗜热微生物菌群.当污泥和秸秆物料配比为3∶1时(初始含水率在65%),微生物群落能在最短时间达到嗜热微生物所占比例最大.同时温度也是影响微生物群落结构变化的主导因素之一.结论随着生物干化过程中温度的变化,引起微生物群落结构的主体菌群从嗜温微生物菌群转变为嗜热微生物菌群.与物料配比、通风方式、温度的影响相比,p H值的变化对微生物群落影响不大.     

工艺条件对厨余垃圾生物干化效果的影响

为了研究各工艺条件(调理剂类型、调理剂添加比例、通风速率)对厨余垃圾生物干化效果的影响,为厨余垃圾生物干化工程应用提供指导。本实验分别选取3种调理剂、4个调理剂添加比例、4个通风速率,分析生物干化过程中物料的温度、含水率、VS降解率变化,评价其生物干化效果。结果表明,添加木屑作为调理剂可以缩短升温期、延长高温期,物料含水率降低了31.97%,比只有厨余垃圾的对照组高18.57%。添加15%木屑的处理组生物干化效果最佳,温度最高可达63.8℃,含水率降低了32.36%。不同的通风速率影响物料的温度和水分的散失,通风速率为0.4 L.kg-1^.min-1时有机物消耗最少,水分去除效果最佳。实际厨余垃圾生物干化工业应用可以考虑添加15%木屑做为调理剂,通风速率设为0.4 L.kg-1^.min-1^。     

污泥热干化过程中挥发性有机物的排放特征研究

以北京高碑店污水处理厂污泥为调查对象,用热脱附气相色谱法测定污泥热干化过程中恶臭挥发性有机物的排放特性,选定以苯系物等作为挥发性有机物的表征物质。同时研究了干化温度和含水率等因素对挥发性有机物释放量的影响。结果表明,干化温度低于140℃时挥发性有机物的释放量随干化温度的升高而增大,干化温度高于140℃时,挥发性有机物的释放量随干化温度的升高而减小,其中以苯和甲苯的释放量表现最为显著。在80~160℃的干化温度范围内,污泥的七种挥发性有机物释放总量在0.0889~1.8833mg/m~3之间。污泥含水率低于25%时,挥发性有机物的释放量开始缓慢增加,当干化含水率接近于零时,挥发性有机物的释放量呈现突增趋势。测得其它挥发性有机物:三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、二甲二硫的浓度很低。     

城市污泥生物干化技术及展望

生物干化是利用微生物和生物能实现污泥干化的目的,不需要外源加热,是经济、节能、环保的干化技术。对生物干化过程中通风量、堆体温度与干化效率之间的相互关系进行深入、系统的研究,可进一步优化污泥生物干化的控制策略,提高生物干化的效率。生物干化技术为污泥后续处置利用提供了更多选择,将在我国城市污泥处理中发挥越来越重要的作用。     

微生物菌剂对城市污泥堆肥过程中氮素转化的影响研究

以稻草、木屑为填充料,分别添加EM原露、腐秆灵、金宝贝生物发酵剂、阿姆斯生物发酵剂和纤维素分解菌5种微生物菌剂,采用人工翻堆好氧堆肥工艺,进行城市污泥堆肥试验,通过测定堆肥过程中温度、pH值及NH_4~+-N、NO_3~--N和总氮含量,研究了5种微生物菌剂对城市污泥堆肥进程及氮素转化的影响,结果表明:添加微生物菌剂后堆体达到高温期和最高温度的时间较对照提前了1～2 d,降温阶段的降温速率提高了0.54～0.74℃/d,达到室温时间提前了5～6 d;各堆体50℃以上均保持了7 d以上,满足堆肥卫生学指标.添加微生物菌剂能促进有机氮的分解,促进硝化细菌的生长,有利于NH_4~+-N向NO_3~--N的转化和堆肥的腐熟进程.由于添加微生物菌剂提高了堆体升温速率、延长了高温期的维持时间和增加了堆体的pH值,导致更多的氮素损失.堆肥结束时,堆体氮含量降低39.8%～44.8%,较未添加微生物菌剂的堆体降低量多9.8%～14.8%.综合各项指标,金宝贝生物发酵剂和阿姆斯生物发酵剂具有较好的应用前景.     

污泥自然干化过程中的影响因素

通过3个阶段试验,研究市政污泥在自然干化过程中,温度、湿度、通风、有机质含量等各种因素对污泥含水率变化的影响。结果表明在相同比表面积情况下,有机质越高,污泥自然干燥越慢;温度越高,湿度越低,通风越大,干燥越快。     

不同辅热策略对餐厨垃圾快速生物干化的影响

生物干化是城市有机废弃物减量化的一种重要处理手段,但由于传统生物干化处理周期长、脱水效率低、运行温度不稳定,较难适应垃圾分类后巨量的餐厨垃圾处理需求。本研究以餐厨垃圾和锯末作为原料,基于跟随辅热（T1）、连续50℃辅热（T2）、阶段50℃辅热(T3)等辅热模式,研究不同辅热策略对餐厨垃圾生物干化过程含水率、种子发芽率、挥发性固体、质量损失、能耗等指标的影响。结果表明：外源辅热显著影响生物干化效率,辅热处理T1、T2、T3的温度综合指数分别为：639.8℃、632.9℃和621.8℃,比对照组（无外热源）相对提高了42.15%、40.61%和38.15%;水分去除率分别为：78.42%、80.33%、77.86%,比对照组相对提高了51.27%、54.96%、50.19%。跟随辅热处理的有助于堆体维持高温、物料减重和产品腐熟,且能耗较低,适用于后续堆肥资源化利用;连续辅热处理的水分去除率和单位有机物降解脱水能力最高,有机质降解率、全碳、全氮损失率最低,有助于对物料脱水,但能耗较高且经过15 d的生物干化堆体未达到腐熟标准,适用于后续焚烧处理。     

污泥低温干化技术应用分析

研究了不同温度计时间,污泥干化的效率。采用污泥低温干化机GZEPGH-6对印染、造纸、市政污泥进行干化,当温度为46~50℃时,干燥时间在180~210分钟时,污泥经济效益最好,此时污泥含水率从80%降到46%~42.32%。     

碳氮比对半静态强制通风堆肥反应器堆肥腐熟度的影响

以污泥/猪粪为堆肥原料,以锯末为辅料,探讨碳氮比(C/N比)对自制半静态强制通风堆肥反应器好氧堆肥腐熟效果的影响.结果表明:当碳氮比为15时,污泥/猪粪在半静态强制通风堆肥反应器内的混合好氧堆肥腐熟效果最好,高温期最长,其可挥发性固体的降解效率最优秀,可达39.12%,C/N比的T值最小,为0.53.温度、p H、电导率、含水率、种子发芽指数等指标显示的腐熟度也均好于C/N为20、25、30和35的堆体.     

污泥掺烧对燃煤电站锅炉热效率的影响

研究高效、节能的污泥处理技术对环境保护有重要意义.通过热力计算详细分析了420 t/h的燃煤锅炉掺烧含水率为20%的干化污泥时,不同污泥掺烧比例对燃煤电站锅炉排烟温度、排烟热损失和锅炉热效率等参数的影响.结果表明,当掺烧比由0增加至10%时,锅炉排烟温度从1 109.5℃上升到1 125.8℃、空气预热器出口烟温从145℃上升到168℃、减温水量从11 t/h增加到26 t/h、热效率从90.6%下降到88.2%、燃煤量从69 900 t/h减少到67 830 t/h.     

基于Elman神经网络的动力配煤发热量及着火温度的预测

针对采用实验法测定电厂动力配煤的发热量和着火温度存在操作繁琐和信息滞后较大等不足,建立Elman神经网络预测模型.该网络模型在学习过程中确定混煤的发热量和着火温度与单煤的水分、灰分、挥发分之间的非线性映射关系.模型利用单煤的水分、灰分和挥发分含量直接预测混煤的发热量和着火温度,预测结果误差较小.利用置信区间分析法对预测模型的预测效果进行检验.研究结果表明:预测模型具有较高的可靠性和置信度.     

水葫芦与猪粪好氧厌氧交替堆肥特征研究

为探讨好氧厌氧交替条件下水葫芦与猪粪堆肥的特征,将水葫芦、猪粪与木屑以1．7：1．0：0．3（质量比）的比例混合均匀,进行为期56天交替式好氧厌氧堆肥化处理．试验研究了堆肥过程中温度（T）、含水率（Mc）、pH、挥发性脂肪酸（VFA）、C／N、水溶性铵态（NH4＋-N）、挥发性固体（vs）、总有机碳（TOC）、总氮（TN）和总磷（TP）的变化特征．结果表明,与堆肥原料相比,好氧厌氧交替堆肥化使堆料TOC、TN及vs分别下降了47．91％、25．00％及19．32％．经测定,56天后堆料腐殖质含量为6．52％,表明交替好氧厌氧堆肥化能同时实现水葫芦与猪粪的减量化与资源化．     

用MCNP模拟中子煤质检测时外水增加对低位热值的影响

利用MCNP程序模拟了煤样品中外水含量的增加对低位热值的影响.模拟结果显示煤样品随着外水分的增加,C元素的特征γ峰计数不断减少,计算得到的低位热值明显降低.用中子法进行煤质检测时,煤中外水含量越大,对C元素测量结果带来的误差越大,从而对低位热值计算精确度产生的影响越大.     

助滤剂强化剩余污泥脱水技术研究

研究了不同类型助滤剂对城市污水处理厂剩余污泥的脱水效果。研究发现,单加无机型助滤剂对剩余污泥的脱水效果优于有机型和表面活性剂型助滤剂,但是沉降性较差。助滤剂ST和阳离子PAM的复配可以大幅度降低泥饼的含水率。当ST用量为2g／L、阳离子PAM用量为0.3％时,泥饼的含水率为75．36％,与不加助滤剂相比,泥饼的含水率降低了12．99％。     

破碎硐室粉尘质量浓度分布规律的实验研究

为了解决破碎硐室粉尘质量浓度超标的问题,获取通风除尘设计的合理参数,根据相似原理,结合气固两相流的运动方程,导出了模拟破碎硐室粉尘运动的相似准则数,以西石门铁矿27#破碎硐室为原型,建立了破碎硐室相似模型,并对粉尘质量浓度分布规律进行了实验研究.研究结果表明:粉尘质量浓度在破碎机下料口附近区域内达到最大值,并以该区域为中心径向逐步降低.入口风速越大,矿石含水率越高,粉尘质量浓度越低,且当矿石含水率达到3.02%后,粉尘质量浓度基本不再降低;安装抽风除尘系统后,粉尘质量浓度基本保持在2 mg/m3以内,平均除尘率高达90%以上.     

有色金属锡矿尾矿协同脱除活性污泥水分

针对水泥窑掺烧活性污泥的输送工艺和含水量要求、以及尾矿可协同掺烧的特点,本文研究了以有色金属锡矿尾矿协同脱除活性污泥水分,并以热重和红外等方法探讨了脱水机制。结果表明：常温下,污泥中掺入有色金属锡矿尾矿后可使污泥的物理挤压方法脱水效果得到显著的改善,使内部结合水容易脱除分离出来,可达到深度脱水。尾矿粉掺入量为污泥质量的50 %时可将污泥脱水率从物理挤压方法的60 %左右进一步提高到90%以上,脱水后污泥的含水率从74 %左右进一步下降到约40 %,脱水效果显著。脱水后污泥质量可得到大幅缩减,脱水压滤饼固体化程度较高,粉碎性好,污泥的粘附性得到了显著的降低,可为实现污泥和有色金属尾矿在水泥窑协同掺烧大量化处置提供更为简便和能耗小的工艺前提条件。     

秸秆纤维改良高含水率疏浚淤泥的干缩特性研究

开展室内干缩试验,探究秸秆纤维掺量、尺寸等对疏浚淤泥干缩特性的影响。通过测定裂缝开展临界时间T_(IC)、最大裂缝宽度、表面裂隙率等物理指标评价改良效果。试验结果表明:秸秆纤维可以有效促进疏浚淤泥干缩;随着秸秆掺量增大,T_(IC)逐渐降低并在掺量达到3%后趋于稳定;最大裂缝宽度与秸秆掺量呈负相关;表面裂隙率随纤维掺量增加而先减小后增大,纤维掺量为5%时的表面裂隙率最小;秸秆掺量≤1%时,纤维尺寸对T_(IC)、最大裂缝宽度、表面裂隙率的影响不明显,秸秆掺量1%时,3个物理参数随纤维尺寸增大均先减小后增大,且尺寸为0.6～1 mm的秸秆纤维的参数值最小。     

速生杨木动态黏弹性与初始含水率的关系

对初始含水率分别为0%、12%、18%、30%、50%、80%、100%和水饱和8种速生杨木试件进行动态黏弹性分析,采用动态热机械分析仪(DMA)进行测定,其操作参数为:温度范围35～350℃,升温速度5℃/min,测量频率1、10、50 Hz。储能模量的变化趋势表明:含水率为0%的试件在95℃附近其储能模量出现极大值;含水率为12%、18%、30%试样的储能模量在75℃之前下降缓慢,在温度75～130℃之间迅速下降,含水率为12%试样的降幅最小;含水率为50%、80%、100%和水饱和试件的储能模量变化点在135℃之后,随含水率的增大储能模量转变点的温度增加,并在转变点处出现储能模量最小值。损耗模量的变化表明:在试验温度范围内含水率为0%的试件不发生玻璃化转变;在所有含水试件中,含水率为12%试件的初始损耗模量和发生次转变时的损耗模量均为最低,同含水率为18%和30%试件相比,发生次转变时温度最高,含水率为30%试样在所有含水试样中具有最大的黏性。损耗因子的变化表明:所有含水试样均发生玻璃化转变过程,含水率为30%试样的玻璃化转变温度最低。在1～50 Hz之间,不同频率对储能模量、损耗模量及损耗因子影响较小,随着测量频率的升高,各力学松弛过程的描述曲线向高温方向有微小移动。     

含聚油泥微波热解强化技术研究

以含聚油泥微波焚烧残渣作为微波吸收剂加入到含聚油泥中,研究焚烧残渣对含聚油泥的微波热解过程的强化作用。实验结果表明在微波作用下,微波吸收剂的加入对热处理过程特征没有影响,依然分为快速升温、微波干化、烃类物质微波蒸发、微波热解和微波焚烧5个阶段。但是,微波吸收剂的加入能够加速油泥的微波热解过程,当微波吸收剂的加入量为原料的3%时,能够有效的缩短微波热解过程时间近80%,缩短了整个微波热处理过程时间近3/5左右;而当加入量为5%时,微波热解过程时间缩短了约90%,进而整个微波热处理过程时间缩短了2/3,从而达到高效节能的目的。随着微波吸收剂添加量的增加,油泥微波热处理产物冷凝回收液和不凝气的生成速率曲线的基本特征保持不变。然而,随着微波吸收剂的增多,油品的回收率呈先增大后减小趋势,当吸收剂添加量达到3.0%左右时,油品的回收率最高,可达80%左右。     

超声场作用下污泥对流干燥过程的数值模拟

为了有效预测超声场作用下污泥对流干燥过程中内部湿分迁移规律,基于非平衡态热力学理论,建立了超声场与热风联合作用下污泥对流干燥热质传递过程的数学模型.模型中考虑了超声作用对污泥孔隙率、渗透率及湿扩散速率的影响,以及污泥内部声压梯度引起的物料液相湿分渗流.对不同超声声能密度及对流温度作用下污泥内部湿度场分布进行数值模拟.模拟结果表明,超声作用有效加速了污泥干燥的湿分迁移速率,且当超声作用密度与热风温度、风速等外部传质条件相匹配时,才能发挥超声作用的最佳强化能力,达到最优的干燥效率.