新型城市污泥固化土工程特性及微观机理

通过污泥固化技术可以将城市污泥转化为一种新型城市污泥固化土。为了研究污泥固化土工程特性,对新型城市污泥固化土进行无侧限强度试验、收缩特性试验、浸出毒性试验以及X射线衍射试验与微观结构测试。试验结果表明,城市污泥固化土无侧限抗压强度随期龄增加而增长,28 d后基本稳定;新型城市污泥固化土的线缩率随龄期的增大而增大,且28 d后趋于稳定值;与消化后城市污泥相比,城市污泥固化土中的浸出毒性明显减少,重金属浸出量均符合国家规范要求。消化城市污泥衍射峰中氢氧化钙峰值很高,但随着养护期龄的增长,城市污泥固化土中氢氧化钙的衍射峰值减小,碳酸钙的衍射峰值增大,说明固化土各成分反应越充分,强度越高。微结构测试研究表明,污泥固化土SEM图像中有大量的纤维状物质联结着土颗粒和颗粒团块,形成土骨架纤维的交互空间结构,提高了土体强度。     

市政污泥真空预压模型试验研究

《城镇污水处理厂污泥处理处置技术规范》[1]执行前,市政污泥往往直接倾倒于填埋场形成污泥库,导致垃圾设计库容显著降低。为恢复填埋场库容,许多填埋场面临污泥库的原位加固处理。通过2组模型试验,探讨真空预压处理污泥的可行性。试验结果表明,真空预压后污泥含水率显著降低,强度提高至2~4 kPa;污泥排水固结系数随预压过程发展表现出非线性;排水板周围污泥含水率和渗透系数降低明显,阻碍离排水板较远处污泥排水固结,因此减少排水板间距可显著提高污泥处理效果;真空预压过程中污泥中孔压变化规律与常规淤泥质土有明显区别,特别是远离排水板的位置孔压消散幅度小,表明污泥中孔压消散规律不符合传统的太沙基固结理论;污泥真空预压过程中,间歇式通正气压会在处理初期阶段加快排水速率,但整体改善作用不明显;真空预压可作为污泥减量化的一种途径,如要满足后续堆载垃圾的要求,还需配合其他原位处理方法进一步提高强度。     

亚洲规模最大污泥处理工程提前完成

亚洲规模最大的白龙港污泥处理工程提前15天完成八座蛋形消化池中的最后一座主体结构混凝土浇筑。这一环境“巨无霸”工程明年年底正式投运后,不仅能使城市污水处理过程中产生的污泥自身能量物尽其用,还能实现“变废为宝”,将为上海的节能减排立下汗马功劳。     

冻融循环对固化污泥力学及微观结构特性影响

冻融循环作用会改变固化污泥工程特性,影响固化污泥堆体稳定及安全。在封闭系统下对固化污泥进行冻融循环试验,每经历一次冻融循环,就测定固化体的无侧限抗压强度、渗透系数等工程指标,并根据试验结果选取试样进行扫描电镜和压汞试验。研究结果表明：第1次冻融循环作用使固化污泥强度衰减30%,渗透系数增大80%,随后变化幅度逐渐降低;经过约6次冻融循环后,固化污泥强度衰减幅度高达50%,渗透系数增加约1个数量级,随后基本保持恒定,渗透系数的变化较无侧限抗压强度变化表现出微弱的滞后性。随着冻融循环次数的增加,固化污泥孔隙体积逐渐增大,固化污泥强度逐渐降低,渗透系数逐渐增大。在封闭系统下,固化体内部水分结冰引起的总膨胀体积恒定,固化污泥内部水分分布均匀。当冻融循环作用达到一定次数后,孔隙体积不再持续增大,只是在空间上重新融合分布,使各参数逐渐达到恒定状态。研究成果对寒区污泥固化填埋的安全处理处置提供技术参数和指导。     

低温环境下消化污泥和玉米秸秆强制通风堆肥过程中物理化学和生物学指标的研究

在低温环境下采用强制通风堆肥技术对消化污泥和玉米秸秆进行了堆肥化处理。在环境温度为9～15℃和初始C/N比为19.61情况下,第4天堆体温度达到最高温度60℃,堆体温度保持55℃以上时间为9d。污泥堆肥过程中总有机碳和C/N比下降明显,而NO3--N和重金属含量升高。pH值、电导率、NH4+-N、纤维素酶和脲酶的活性呈先增加后降低的趋势。种子发芽指数在第35天达到84.14%。研究结果表明,消化污泥和玉米秸秆强制通风堆肥在35d达到了腐熟要求。     

好氧颗粒污泥系统快速启动试验研究

采用3组圆柱型SBR反应器进行活性污泥颗粒化培养,接种浓度分别为12 500mg.L-1,4 400mg.L-1和1 800mg.L-1。由于采用逐步缩短沉降时间这一有效措施,系统启动20d后,颗粒污泥初步形成,污泥浓度可达到6 000~8 000mg.L-1,高于普通活性污泥系统,且沉降性能良好,SVI值在50mL.g-1左右。颗粒污泥的平均粒径稳定在0.2~0.25mm。在活性污泥颗粒化的启动试验中,在生物化学条件相同的条件下,逐步缩短沉淀时间可以加快好氧污泥颗粒化系统的启动。     

利用臭氧氧化实现复合生物反应器污泥减量

采用复合生物反应器,对应用臭氧氧化实现污泥减量进行了研究。2个相同的复合生物反应器平行运行,1个作为对照系统,1个作为氧化系统。反应器内装有半软性填料,投加量为10%。曝气池中悬浮污泥浓度为1 500 mg/L左右,生物膜浓度为2 000 mg/L左右。试验结果表明,随着臭氧氧化污泥比例的增加,污泥表观产率系数也随之降低,当臭氧投量为0.05 g O3/gSS,每天氧化的污泥分别为反应器内污泥的10%,20%,30%时,污泥表观产率系数分别减少28.2%,44.9%,75.8%。虽然随着污泥氧化比例的增大,氧化系统出水CODcr略有增加,但氧化系统仍能保持其生物处理能力,CODcr去除率在92%以上;2个系统之间氨氮的去除率相差不大,氧化系统的硝化能力基本没有受到臭氧氧化的影响。     

壳聚糖及其衍生物在水处理中的应用

壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)的脱乙酰化产物,本身为线型分子,分子链中含有反应性基团羟基(-OH)和氨基(-NH2)。在酸性溶液中,由于-OH和-NH2的存在,壳聚糖可形成高电荷密度的阳离子聚电解质,能够凝聚溶液中带负电的悬浊液、有机物     

处置库污泥工程特性测试研究

对某填埋场污泥库中取样的污泥进行了岩土工程特性测试,包括有机质含量、含水率、界限含水率、颗粒级配、渗透系数、压缩固结特性及抗剪强度等。试验结果表明,与常规淤泥相比,污泥库中经一段时间降解后污泥有机质含量及含水率较高,平均值分别为45%和520%;污泥在历时2 a的生物降解作用下,污泥含水率、有机质含量沿深度呈较为明显的减少趋势;污泥具有极高的压缩性,压缩系数a100-200高达7 MPa-1;污泥的固结表现为非线性大变形特性,其固结系数在10-5～10-6 cm2/s,比淤泥低1～2个数量级,固结系数随压力的增加而显著减少;污泥的抗剪强度参数较小,其黏聚力为0,内摩擦角为14.7°。有机质含量高是污泥高含水率、高液塑性指数、高压缩性,低渗透性、低固结系数及低抗剪强度的本质原因。以上成果可为污泥库的固化处置、稳定分析等提供必要的参数。     

污泥浓度对城市污泥中重金属生物沥浸效果的影响

以硫酸亚铁盐为能源物质,采用9K液体培养基培养,继以9K固体培养基平板接种法直接从污泥中分离出一株嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,T.f)菌株.利用该菌株作为沥滤微生物,对5种不同浓度的城市污泥中重金属进行生物沥浸试验.结果表明,生物沥浸的污泥浓度宜控制在2%(w/w),沥滤12 d后,污泥中Zn、Cu、Pb、Cr的去除率可分别达到99.57%,94.97%,36.95%,43.40%.