基于文献计量学分析的剩余污泥厌氧消化预处理研究进展

污水处理过程中会产生大量剩余污泥,对剩余污泥进行厌氧消化处理既能减少环境污染,又能回收能源。本文基于文献计量学方法和可视化工具,对中国知网(CNKI)数据库和Web of Science核心数据库2003—2023年间收录的相关文章进行梳理,对当前剩余污泥厌氧消化处理的研究热点领域进行比较分析,并对剩余污泥成分、理化特性和厌氧消化预处理方法进行文献综述。研究表明,剩余污泥厌氧消化产生甲烷是该处理技术的重要目的,预处理技术与剩余污泥处理存在重要关联性;物理、化学和生物酶等不同预处理技术对产沼气量有较大影响,针对污泥本身的理化性质而采用更加合适的预处理技术,能够在节约成本的同时进一步提高剩余污泥资源化利用程度。     

生态环境城市污泥厌氧消化预处理技术的研究

城市污泥的厌氧消化既可以解决污泥对环境的污染问题,又可以实现污泥的资源化,是污泥处置的理想途径、由于污泥固体的生物可降解性低,影响了污泥的厌氧消化。本文综述了强化污泥厌氧消化的几种预处理技术,包括热解、碱处理、臭氧氧化、超声处理和辐射法,为提高厌氧消化效率开辟了新的途径。     

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。     

厌氧共消化低碳处理餐厨垃圾与剩余污泥的现状与展望

随着我国城市化进程的加快,餐厨垃圾的量不断增加,污水处理厂的新扩建及升级改造在提高污水处理量的同时也增大了剩余污泥的产量,如何有效处理餐厨垃圾与剩余污泥引起了人们的广泛关注。本文阐述餐厨垃圾与剩余污泥厌氧共消化过程中,脂质、氨氮、盐分、辣椒素、微塑料和抗生素等抑制性物质对厌氧共消化过程稳定性的影响及其机制;总结了通过物理、化学、生物等预处理方法去除抑制性物质,添加生物炭、零价铁等强化性物质,以提高厌氧共消化的效能与稳定性;归纳了在餐厨垃圾与剩余污泥处理中将微生物燃料电池、微生物电解碳捕获、热解、微藻等技术与厌氧共消化技术相结合的耦合技术,从而减少餐厨垃圾与剩余污泥处理过程的碳排放,旨在为未来餐厨垃圾与剩余污泥厌氧共消化处理研究提供技术支撑,实现绿色低碳处理,助力我国早日实现碳达峰、碳中和。     

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。     

双频超声联合稀碱预处理玉米秸秆厌氧发酵工艺参数优化

为了提高秸秆厌氧消化的产气量以及产气效率,采用双频超声波与稀碱相结合的预处理方法对玉米秸秆进行预处理,研究了玉米秸秆质量、超声作用时间、单/双频以及稀碱(2%Na OH)预处理时间对玉米秸秆厌氧消化性能的影响,得到双频超声联合稀碱预处理玉米秸秆厌氧发酵的最佳工艺参数为:秸秆质量52 g,双频超声作用,作用时间30 min,稀碱预处理1.5 d。实验结果表明:采用双频超声最优预处理条件下的厌氧发酵效果最佳,比经稀碱预处理的玉米秸秆沼气产量提高18.00%,甲烷产量提高35.71%,厌氧消化时间缩短21.21%,比单频超声联合稀碱预处理玉米秸秆沼气产量提高12.80%,甲烷产量提高18.32%,厌氧消化时间缩短10.34%。     

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。     

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。     

高温预处理对污泥厌氧消化影响的研究

针对抚顺市三宝屯污水处理厂所产生的剩余污泥,在高温条件（70℃）下预处理后在34℃条件下厌氧消化,与无预处理的一步厌氧消化反应进行对比,检验高温预处理对剩余污泥减量化的影响.结果表明,两天预处理后,有机物从污泥中溶出,上清液的COD达到8 980 mg/L,而原污泥上清液的COD只有1 083 mg/L;经过16 d的厌氧消化后,COD、VSS去除率比未预处理的各提高了11.3%、12.3%,总产气量则增加了74 mL,且污泥停留时间可缩短到12d;污泥的沉降性能得到明显改善,pH值明显降低,低至6.1,有机酸浓度明显增大,达到1 058 mg/L（以乙酸计）,但是在厌氧消化过程中产生高浓度的氨氮,使系统保持很好的缓冲能力.而未预处理的污泥在厌氧消化过程中pH值只是在7.1~7.6之间变化,没有明显的产酸阶段.     

污泥超声预处理促进厌氧消化反应试验

利用低频超声技术，对污水厂剩余污泥进行破解处理，研究破解反应对提高厌氧消化反应速率和效率的影响，试验结果表明，与未预处理污泥相比，超声破解能够明显提高污泥厌氧消化的生物气产量和有机物去除率，缩短厌氧消化时间．在5—15min的超声破解时间范围内，破解时间越长，厌氧消化效率提高越大，污泥经超声波预处理后，在生物气产量和有机物去除率维持稳定的条件下，厌氧消化时间可由一般20d缩短到8d．并且发现，经破解的污泥，当厌氧消化时间缩短时，单位污泥的产气率反而呈增加趋势．     

超声波促进石化污水厂剩余活性污泥厌氧消化

采用超声波技术分解石化污水厂剩余活性污泥(以下简称“污泥“),考察了超声波对污泥后续厌氧消化的影响.研究表明,超声波可有效分解污泥,提高污泥中溶解性化学需氧量(SCODCr),加速污泥的水解速度,提高污泥厌氧消化效率.在2 000 W/m2超声声强下处理60 min的污泥,厌氧消化25 d累积产生的气体比未处理污泥产生的气体提高了60%以上.厌氧消化10 d,有机物去除率达到40%,比未处理污泥提前约10 d完成厌氧消化.     

厌氧系统中热处理对污泥减量化的影响

为了研究热处理污泥和原污泥的混合比对污泥减量化和污泥厌氧消化的影响,将原污泥和热处理污泥按一定比例进行混合后,投入厌氧反应器中进行消化.研究结果表明,该处理既可以提高污泥减量率,又能改善污泥厌氧消化性能,提高污泥产气量.各实验组在混合初期由于溶液的水解酸化作用,pH值均有所下降,而后逐渐恢复到中性;氨氮浓度稳定上升,不仅抵偿了有机酸浓度增大造成的pH下降,而且提高了污泥体系的缓冲性能,有利于后续的厌氧消化;各实验组的SS浓度变化幅度相当,SCOD浓度降解度最大的是混合比为3：1实验组,达到80%,较原污泥提高了26%.     

剩余污泥的处理处置

随着城市化发展进程的加快以及污泥处理率的提高,剩余污泥的产量也越来越大,如何将这些污泥无害化并进行有效的利用,是世界各国共同重视的一个问题.该文总结了污泥的主要处理处置方法,且对国内外的污泥处理处置现状进行阐述,并提出污泥的处置方向——厌氧消化.     

微波法处理处置污泥研究进展

 城市污水处理厂产生的剩余污泥中含有大量未稳定的致病微生物和一些有毒有害物质,污泥的处理处置问题已经得到广泛关注。微波具有高效加热的特点,将其应用到污泥处理处置技术上,一方面可以使污泥高效加热、水解,脱水性能和厌氧消化性能得到改善;另一方面,微波处理技术不需要投加任何化学药剂,不会向污泥中带入新的污染或对微生物有毒的物质,使后续处理效率更高。结合当前国内外污泥处理处置的概况,本文介绍了当前国内外微波处理污泥技术的一些代表性研究成果,包括直接利用微波在隔绝空气条件下热解污泥,获取气态、液态燃料产品,利用微波的高效加热作用破解污泥胞外物质和细胞壁,改善污泥可生化性能促进污泥厌氧消化、将微波与其他物理、化学方法联合运用处理污泥;并对微波法处理污泥的发展前景当前提出了自己的见解。     

炼油厂剩余污泥高温厌氧消化实验研究

针对某石化公司污水处理厂的剩余污泥,采取动态半连续流高温厌氧消化装置进行实验研究．通过对系统进行每天定量投配生活污泥,考察系统中pH值、VFA及投配率的变化情况．经消化历程实验发现,剩余活性污泥有较好的消化性能,消化1个周期约为20～25d;消化系统的pH值保持在6．5～7．5之间,且碱度维持在2500mg／L的情况下,有较强的缓冲能力,污泥投配率增加时,未发生酸化现象．结果显示搅拌可以增加产气量;某石化公司污水生化处理剩余污泥的C／N值在10左右,在未经对其调配的情况下,进行厌氧消化处理,未发生由于含氮量过高而引起的pH值升高的现象．     

絮凝剩余污泥中温和高温共厌氧消化研究

研究了剩余污泥中添加阳离子聚丙烯酰胺(PAM)与酒精糟液共厌氧中温和高温消化对产气量和消化污泥的影响.结果表明: 当添加与污泥总固体的质量比为5～10 g·kg-1干泥时,与中温厌氧消化相比,高温厌氧消化具有明显的产气优势;在添加相同PAM质量下,与高温厌氧消化相比,中温厌氧消化后污泥的污泥体积指数更小.此外,添加PAM的共厌氧消化污泥沉淀性能与污泥颗粒尺寸和黏度有明显相关性.PAM对共厌氧消化反应影响既有增加厌氧活性微生物密度又有增加传质阻力的双重作用,挥发酸不是抑制反应因素.     

厌氧处理结合超声空化高效破解剩余污泥

为了提高超声空化破解剩余污泥的效率,进而提高污泥的可生化性能,提出先进行短时间的厌氧处理,再进行超声空化的破解方案;并对厌氧0~6 d的污泥进行了超声破解实验研究.实验结果显示:随着厌氧时间的增加,污泥自身性质发生较大改变,如化学需氧量(COD)、肽聚糖浓度大幅度增加,p H值明显降低等;对厌氧污泥进行破解,其破解效果优于新鲜污泥:对厌氧6 d的污泥进行破解,其COD浓度是新鲜污泥的99.3倍,是新鲜污泥破解后的9.5倍.厌氧处理可以降低污泥的破解难度,在较大程度上提高超声空化强度,该工艺可以实现高效破解剩余污泥的目的.     

酸碱预处理对辣椒秸秆厌氧消化性能的影响

为资源化利用辣椒秸秆，本文以废弃辣椒秸秆为原料，进行了中温(35±0.5)℃批式厌氧消化试验，通过研究不同浓度(0.2～0.8 mol/L) HCl、NaOH溶液预处理对辣椒秸秆产甲烷性能的影响，探讨HCl和NaOH溶液在辣椒秸秆厌氧消化应用中的可行性。结果表明：酸碱预处理均对辣椒秸秆木质纤维素有一定的降解作用，其中NaOH溶液预处理的降解效果更好，对纤维素、半纤维素及木质素的降解率分别达到了8.63%～18.83%、15.33%～44.25%和19.44%～38.92%。同时，酸碱预处理均能改善辣椒秸秆的产甲烷性能，其中NaOH溶液预处理效果优于HCl溶液预处理，0.4 mol/L NaOH溶液预处理获得了最大累积甲烷产量，为122.53 mL/g,较对照提高了79.29%。研究显示，低浓度NaOH溶液预处理是一种能够提高辣椒秸秆厌氧消化性能的方法。     

污泥厌氧消化工艺设计探讨

污泥处理是城市污水处理的一个重要环节,而厌氧消化是污泥稳定的重要处理方法,但有关研究设计和实践的经验不多。针对污泥厌氧消化的工艺设计,探讨了消化方式、池容、池形、搅拌、加热与气体收集系统设计等几个典型问题。     

炼油厂剩余污泥中温厌氧消化处理试验研究

针对中国石油锦州石化公司污水处理厂的剩余污泥采取动态半连续流中温厌氧消化试验,进行污泥减量化及资源化的中试研究。对系统进行每天定量投配生污泥,考察不同停留时间污泥系统中pH值、VFA、碱度、固相及液相COD的参数变化情况以及COD、VSS的降解情况。结果表明：锦州石化公司剩余活性污泥有较好的消化性能,消化周期为20～25d,COD去除率为70.3%,VSS去除率为55.6%,1kgCOD产气量为0.33m3。污泥混合物实现了剩余污泥的减量化与资源化。