热碱解-水解预处理剩余污泥的效果研究

热碱解-水解联合工艺预处理剩余污泥,可以实现污泥快速破胞,释放污泥细胞中的有机物,促进水解过程物质的转化,也有利于回收剩余污泥中的碳源. 基于此优点,本研究考察了温度、pH、反应时间对剩余污泥热碱解破胞效果的影响,以确定适宜的热碱解条件. 比较了不同水力停留时间（HRT=0~120h）下污泥水解过程中SCOD、挥发性脂肪酸（VFAs）、氮磷、蛋白质和糖类浓度的变化,分析了水解过程物质的转化情况. 结果表明,较高的pH（pH11）和较高的温度及延长反应时间均有利于提高污泥破胞效果. 适宜的热碱解条件为：热碱解破胞温度为70℃、初始pH 11,反应时间1 h. 在该条件下,SCOD浓度可超过11500 mg/L,污泥溶胞率为44%. 在水力停留时间为24 h时,VFAs和SCOD浓度分别高于2400 mg/L和5800 mg/L. 研究发现热碱解-水解反应约120h达到平衡,此时蛋白质和糖类稳定在130 mg/L和190 mg/L左右,其中,氮磷主要以氨氮和PO43-形式存在,相应比例分别为89%和94%. 热碱解-水解联合工艺通过加速污泥破胞,释放胞内有机物,能够明显地促进污泥的水解,这为剩余污泥热碱解-水解预处理的应用提供了技术支撑和理论依据.     

碱处理对剩余污泥预处理的研究

污泥固体的水解是厌氧消化的限速步骤,污泥预处理的目的就是破坏污泥的结构及细胞壁,使污泥的絮体结构发生变化,细胞内含物溶出,进入水相,加快厌氧消化速率。本文研究了加碱对污泥性质的影响,全面了解剩余污泥减量化过程中细胞物质的释放规律,还对碱预处理方法对污泥的融胞机理进行了分析。结果表明,碱处理效果最好,释放的SCOD最高（937.984mg/L）,处理后污泥液相中蛋白质、总糖、DNA均增加最多。     

热—碱联合处理改善污泥厌氧消化性能的研究

针对污泥厌氧消化过程中水解速率缓慢的问题,采用热—碱联合的处理方式处理污泥,分别考察热碱处理温度、时间、pH等因素对污泥的破解效果,以污泥上清液中溶解性蛋白质、溶解性多糖、SCOD及COD溶出率来表征对污泥的破解程度,通过生化甲烷势(BMP)试验来评价热碱处理对厌氧消化性能的改善。结果表明,剩余污泥经过热碱处理后COD溶出率、SCOD、溶解性蛋白质及溶解性多糖浓度明显升高,高温及强碱性条件对破解污泥有明显效果,在pH=12、 90℃的条件下处理120 min破解效果最佳,经过预处理的污泥厌氧消化20 d累积甲烷产量1 508 mL,甲烷产率为70.07 mL/g,未处理污泥累积甲烷产量547 mL,甲烷产率为24.14 mL/g,热碱处理后污泥厌氧消化性能得到明显提升。     

低温短时热水解对剩余污泥厌氧消化的影响及相关性分析

研究了70～120℃,20min热水解预处理对剩余污泥有机物溶出、重金属释放及厌氧消化的影响.试验结果表明,化学需氧量、碳水化合物、蛋白质、DNA及氨氮(NH4—N)等指标的溶出在110℃以下都随着温度增加而增加,且在90～100℃之间有显著跳跃性增长,在120℃反而有所下降.污泥中微生物细胞在100℃时破裂.通过研究挥发性固体(VS)去除率和沼气产率来表征低温热水解对厌氧消化的影响,这2项指标均在110℃取得最大值.在上述研究基础上进行了相关性分析及回归分析,结果表明,所有的有机物溶出指标及厌氧消化性能均与预处理温度有显著的相关性,而单位降解VS产气与碳水化合物及蛋白质的溶出率呈很好的多元线性关系.     

市政剩余污泥蛋白质碱提取资源化利用工艺研究

研究了市政剩余污泥的蛋白质提取工艺。首先比较了酸碱两种预处理方法对蛋白质提取的影响,对效果较好的碱处理方法进行了进一步优化。利用响应面法对NaOH浓度、溶液加入量和处理时间进行了优化,获得了最优蛋白质提取条件: 21.79 g 湿污泥中加入 80 mL NaOH溶液(3.68 mol/L),在50 ℃条件下处理 20.32 h。在上述条件下,蛋白质产量为8 967±0.4 μg/g 干污泥, 是优化前的 2.33倍。     

碱减量印染废水生物处理剩余污泥脱水性能的试验研究

碱减量印染废水生物处理产生的剩余污泥具有很大的比阻值，脱水性能很差；污泥中含有的聚合物及其亲水性的水解产物可能是其大比阻的主要原因。加入污泥调理剂，污泥调理剂和污泥颗粒之间通过电性中和、改变固体颗粒周围化学环境等复杂的作用，可以改善污泥的脱水性能。     

温度对CaO2强化剩余污泥厌氧水解，酸化的影响

本文探究了温度对CaO_2强化剩余污泥厌氧水解,酸化的影响。实验结果表明在15~35℃,随着温度的升高,污泥厌氧反应体系中水解和酸化得到加强,且VFA和甲烷的最大积累量分别为3 120 mg/L和196 m L。当温度进一步提高至55℃时,水解反应得到强化,但是过高的温度限制了厌氧微生物对溶解性蛋白质和多糖的利用,进而导致VFA的积累量较少。因此35℃是CaO_2强化剩余污泥水解和酸化的最佳温度。     

双频超声波预处理剩余污泥的研究

采用双频超声波对剩余污泥进行了破解试验研究,选取超声波的双频组合、声能密度、超声时间3个因素进行了正交试验.结果表明,最佳的超声波双频组合为18 kHz/20 kHz,声能密度为0.1 W/mL,超声时间为50 s;在处理浓度相同而体积不同的剩余污泥时,NH 3?N含量随污泥体积的增加而呈下降趋势.     

热碱解-好氧消化联合工艺处理剩余污泥的效能及抗性基因变化研究

通过检测热碱解前后污泥理化指标变化,以及不同曝气量（Qb=0.5 、2 L/min）和不同固体停留时间（solids retention time,SRT）（10、20 d）条件下好氧消化（conventional aerobic digestion,CAD）和热碱解-好氧消化（Thermal-Alkaline Pretreatment-conventional aerobic digestion,taCAD）2种工艺常规指标和抗性基因（ARGs）的变化,文章评价了热碱解-好氧消化（Thermal-Alkaline Pretreatment-conventional aerobic digestion,taCAD）工艺处理剩余污泥的效能,并初步评价了其生态风险. 结果表明:在pH=11,T=70℃,t=1 h的热碱解条件下,污泥胞内物质大量释放,热碱解混合物中（sCOD）、（多糖）、（蛋白质）等可达到原污泥的数10倍. 当CAD工艺SRT=10 d时,热碱解的VS去除率分别提高113.9%（Qb=0.5 L/min）,160.5%（Qb=2L/min）,TCOD去除率分别提高和234.6%（Qb=0.5 L/min）、83.3%（Qb=2 L/min）的. taCAD处理后（NH3-N）明显低于CAD的. 热碱解会使得后续CAD反应器中（sCOD）和（TP）上升. 减小曝气量、延长SRT的CAD过程有利于ARGs的削减,热碱解可导致CAD中部分ARGs回升. 相关性分析和微生物群落结构分析结果表明:CAD中的ARGs传播途径以基因水平转移（HGT）途径为主. 文章在初步评价taCAD工艺生态风险的同时,也为其后续污泥处置方式的选择提供理论依据.     

超声与碱联合预处理剩余污泥中温两相厌氧消化

以长春西郊污水处理厂（A／O工艺）剩余活性污泥为研究对象，考察了超声与生石灰联合预处理对后续剩余污泥两相中温厌氧消化的影响。结果表明：联合预处理的剩余污泥经过厌氧消化后，平均VS去除率约为49．4％，污泥含水率从97．6％降低至93．8％。SEM分析表明两相反应器内污泥絮体被充分破坏。厌氧消化过程中在产酸相和产甲烷相内，NH4-N浓度均有提高，但是没有出现磷的显著释放。     

给水污泥改良剩余污泥沉降性能研究

城市污水厂剩余污泥脱水前需要投加铁系和铝系等无机混凝剂以增强其脱水性能^[1],净水厂生产过程中也要使用无机混凝剂,故排泥水中存在一定量的剩余混凝剂^[2]。     

酶解预处理对剩余污泥磷回收的影响

城镇污水处理厂排放的剩余污泥是当前环境治理的一大难题.剩余污泥中含有大量的氮、磷等,具有极大的资源回收价值.首先通过试验探究了对剩余污泥进行酶解预处理的最佳条件,然后对比分析了利用鸟粪石结晶法对未经酶解预处理和经酶解预处理的剩余污泥上清液进行磷回收的效果.结果表明,在剩余污泥中添加2%的混合酶（由质量比为1∶1∶1∶1的纤维素酶、中性蛋白酶、溶菌酶、α-淀粉酶混合配制而成）,并在45℃、150 r/min条件下振荡培养13 h时,剩余污泥中正磷酸盐的溶出质量浓度最大.利用鸟粪石结晶法对剩余污泥进行磷回收时,若先对剩余污泥进行酶解预处理,可大大提高磷回收效果.     

驯化污泥的投加对污泥产酸过程的影响

城市污水处理厂产生的剩余污泥常用作厌氧水解产酸的原料,可为反硝化工艺提供可利用碳源.本文通过实验研究了在不同的驯化污泥与未驯化污泥质量比（n）下,剩余污泥厌氧水解酸化过程中pH、ORP、SCOD、TOC、TN、NO3-N、NO2-N和MLSS的变化规律.综合各因素分析,结果表明：最佳配比方式为n=1∶2.在此配比下,SCOD和TOC分别能达到的最大值为5006.7mg/L和2060mg/L,反应时间为3d.     

超声波促进蛋白酶联合柠檬酸钠水解剩余污泥蛋白质的探究

本文主要研究超声波对蛋白酶藕合络合剂柠檬酸钠水解剩余污泥中的蛋白质含量的影响.通过凯氏定氮法来测提取液中蛋白质含量和场发射扫描电镜(FESEM)来观察来探究超声波、碱性蛋白酶等方法对剩余污泥中的团聚结构的破坏程度以及使蛋白质产生不同程度的解体.实验结果:超声处理后,协同络合剂柠檬酸钠(SC)与碱性蛋白酶共同对剩余污泥进行水解反应,当反应p H=8,T=50℃,碱性蛋白酶最佳量为60 mg/g,反应2.5 h时提取清液中的蛋白质浓度达到10 059 mg/L.     

重金属Cd对污水厂剩余污泥厌氧水解和酸化的影响

在序批式厌氧反应器中探究了重金属Cd~(2+)对污泥厌氧水解和酸化的影响。实验结果表明0.1 mg/L Cd~(2+)能够促进污泥的水解和酸化过程进而促进短链脂肪酸(SCFA)的积累;且其最大积累量为1 025 mg/L。高浓度Cd~(2+)能够促进污泥中有机物的释放;但对酸化过程有严重的抑制作用。当Cd~(2+)的浓度为5.0 mg/L时,最大溶解性化学需氧量(SCOD)和SCFA浓度分别为1 395、465 mg/L,分别是空白对照组的1.5和0.5倍。同时发现高浓度Cd~(2+)(例如5.0 mg/L)能够抑制产甲烷古菌的活性进而导致SCFA的消耗量较低。     

硅钙材料添加对污水处理厂剩余污泥泥水分离性能的影响

研究了硅钙无机材料的掺入对污水处理厂剩余污泥的重力浓缩性能、污泥水水质、过滤比阻抗值、压缩系数等泥水分离性能的影响.结果表明,掺入适量的硅钙无机材料可以有效提高污泥沉降速率,使污泥体积指数(SVI)降为原来的2/3;污泥水浊度去除率为72%,总磷去除率为72%,CODcr提高了4倍;比阻抗值下降20%～25%,压缩系数...     

酸循环水解制备剩余污泥水解蛋白质的试验研究

以武汉市污水处理厂的剩余污泥为材料,在121℃下经单次酸水解所得蛋白的浓度为45.442 g.L-1,不能达到实际应用要求(70 g.L-1),采用酸循环水解工艺水解蛋白浓度可达75.379 g.L-1,并实现了污泥的减量化,该方案更为经济实用,而100℃下酸循环水解不具可行性.     

制备剩余污泥水解蛋白质实验条件的初步研究

以武汉水质净化厂剩余污泥为材料,在不同固液比(剩余污泥与加水量的质量之比)、温度、水解时间和催化条件下进行水解,并对所获蛋白的含量、浓度、总量以及污泥消减率等指标进行了统计分析.结果表明:固液比1∶3~1∶2、水解温度121℃、水解时间6 h为最佳实验条件;对于催化剂,盐酸水解效果优于石灰.     

超声与碱联合预处理剩余污泥中温两相厌氧消化(英文)

以长春西郊污水处理厂(A/O工艺)剩余活性污泥为研究对象,考察了超声与生石灰联合预处理对后续剩余污泥两相中温厌氧消化的影响。结果表明:联合预处理的剩余污泥经过厌氧消化后,平均VS去除率约为49.4%,污泥含水率从97.6%降低至93.8%。SEM分析表明两相反应器内污泥絮体被充分破坏。厌氧消化过程中在产酸相和产甲烷相内,NH4-N浓度均有提高,但是没有出现磷的显著释放。     

pH对剩余污泥发酵耦合反硝化系统性能的影响

采用批次试验,在(30±1)℃的条件下,投加NO2--N研究不同pH(5,7,9及不控制pH)对于剩余污泥发酵耦合反硝化系统污泥溶解、基质释放、污泥减量及反硝化的影响,以寻求系统高效运行的较佳pH。试验结果表明:pH为5的条件下,污泥溶解产生的多糖经反硝化利用后的剩余量远远高于其他条件下的剩余量,最大值出现在第18天,为648.9 mg/L,而pH为5和9时蛋白质浓度较高,最大值出现在第15天pH为9时,为701.5 mg/L;在整个试验期间,PO43--P浓度在pH=5时最大,而NH4+-N最高浓度却出现在pH=9时;系统在不同pH条件下均出现一定的污泥减量。此外,根据NO2--N浓度的变化情况,可得出反硝化性能的优劣排序为pH=9,pH=7,pH不调,pH=5。综上可知,剩余污泥发酵耦合反硝化系统较佳的pH为9。