電磁波預處理對剩余污泥絮凝脫水效果的影響研究.pdf

1、隨著城市污水處理率的不斷提高，污泥的減量化工作日益緊迫。電磁波技術應用于改善污泥脫水性能已有一些進展，但僅局限于靜態(tài)、單一性研究。將電磁波技術同傳統(tǒng)絮凝調理技術結合，研究電磁波預處理帶來的污泥特性的改變及其對剩余污泥絮凝脫水效果的影響，對電磁波技術運用于實際生產具有現(xiàn)實意義。本課題組建了2450MHz和5800MHz兩種頻率的電磁波污泥絮凝脫水組合工藝，采用武漢市沙湖污水處理廠二沉池剩余污泥，將污泥先通過電磁波預處理裝置，后添加絮凝劑P

2、AM+，通過絮凝攪拌裝置完成絮凝反應，追蹤監(jiān)測全套處理流程中污泥含水率、TN、TP、SCOD、EPS等污泥特性指標的變化情況。
　　本研究主要內容包括：⑴污泥的脫水性能隨2450MHz和5800MHz電磁波強度的變化趨勢相似：剩余污泥接受低強度的電磁波預處理后，脫水性能變好，在經歷一段中強度電磁波預處理后脫水性能惡化，隨著電磁波強度的繼續(xù)增大，脫水性能又得到不同程度改善。同時，5800MHz電磁波對脫水性能的影響存在滯后性，且可用

3、于改善污泥脫水性能的強度區(qū)間較2450MHz電磁波更窄。響應面優(yōu)化結果表明，2450MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝在取得最優(yōu)脫水效果時，電磁波加載時間約為70s，污泥加載量約為100mL，絮凝劑投加量集中在5-6 g/kg-SS、電磁波加載功率和 pH因素的取值不固定，存在多種組合；5800MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝響應面優(yōu)化試驗得到的優(yōu)化方案中，電磁波加載功率約為200W，電磁波加載時間在40s左右，污泥pH值為5，污泥加載量

4、約為70mL，絮凝劑投加量在9-10 g/kg-SS之間。從提升脫水性能的角度來說，2450MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝效果略優(yōu)，但5800MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝的能耗更低。⑵研究發(fā)現(xiàn)電磁波的加載功率越大、加載時間越長、污泥加載量越低，上清液中LB-EPS越多、TB-EPS越少。在電磁波作用于剩余污泥初期，處于外層的高含水率LB-EPS首先剝落進入水相，有利于污泥脫水性能的改善。電磁波持續(xù)作用，TB-EPS逐漸轉變成LB-

5、EPS松散粘附于膠體外側，使污泥顆粒表面的吸附水含量大幅度增加，污泥的脫水性能惡化。污泥TB-EPS中蛋白質比重對污泥脫水性能有著指示作用，蛋白質比重越大，污泥脫水性能越優(yōu)。同時，發(fā)現(xiàn)電磁波預處理帶來的污泥TN、SCOD大量釋放與LB-EPS含量的變化有關，之間存在著線性關系。⑶電磁波的熱效應帶來有機物的大量溶出。通過考察2450MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝的有機物溶出量同電磁波能量的關系，得到以下有機物溶出模型： CLB-EPS=

6、0.019W+1.735 CSCOD=0.6×10-3W+0.458 CTN=0.007W-0.070 CTN=0.052T+0.080 CSCOD=4.3×10-3T+0.470 CLB-EPS=0.137T+2.129 CTN=-0.022V+5.436 CSCOD=1.81×10-3V+0.908 CLB-EPS=-0.059V+16.190。⑷電磁波預處理為剩余污泥帶來了顯著的非熱效應——“功率密度窗”效應。電磁波污泥絮凝脫水組

7、合工藝中，污泥脫水性能在2450MHz頻率電磁波強度為0-40 kWh/m3時和5800MHz頻率電磁波強度為36.85-86.41kWh/m3和102.93-135.96 kWh/m3時，分別得到不同程度的改善。⑸通過電鏡掃描觀察污泥微觀結構，發(fā)現(xiàn)電磁波預處理可使菌膠團中作為細胞連接物的粘性物質——EPS明顯降低，改善污泥脫水性能。而同等強度的5800MHz頻率電磁波預處理作用效果較2450MHz頻率稍弱：絮體顆粒更大，胞外粘性物質更