剩余污泥調(diào)理優(yōu)化及脫水性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥量越來越大，其脫水減量是污泥全流程處理中重要的環(huán)節(jié)，是有效防止二次污染的關(guān)鍵步驟之一。污泥脫水預(yù)處理中通常采用藥劑調(diào)理和濃縮的方法，但污泥組成復(fù)雜，藥劑選擇與動力學(xué)控制調(diào)理優(yōu)化制約著污泥脫水的效果，需要針對不同的泥質(zhì)特性，進(jìn)行藥劑優(yōu)化、動力學(xué)控制及儲存時間對污泥特性的影響研究。本文以哈爾濱市文昌污水廠剩余污泥為研究對象，研究PAC和FeCl3的調(diào)理特性，描述形態(tài)學(xué)、動力學(xué)絮凝過程，分析污泥內(nèi)在性質(zhì)

2、改變對脫水和沉降性能的影響。探討儲存時間對污泥脫水性質(zhì)的影響，并分析對后續(xù)藥劑調(diào)理的影響。
　　論文進(jìn)行了藥劑優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，以PAC和FeCl3為調(diào)理藥劑，分別進(jìn)行了動力學(xué)攪拌與沉降實(shí)驗(yàn)。研究結(jié)果表明，污泥自絮凝作用可在一定程度上改善脫水性能，在一級攪拌強(qiáng)度300rpm攪拌時間90s，二級攪拌強(qiáng)度60rpm攪拌時間12min時CST值下降12.3％。通過PAC和FeCl3的正交小試動力學(xué)調(diào)理實(shí)驗(yàn)，采用污泥粒徑、分形維數(shù)、CST值、泥餅

3、含水率等指標(biāo)進(jìn)行效能分析，認(rèn)為污泥兩級能量輸入最佳匹配為：第一級Fr=0.061，第二級Fr=0.021；第一級耗能h1=9.74J，第二級耗能h2=3.12J。PAC、FeCl3的加入大幅改善污泥過濾脫水性能和沉降性，對泥餅含水率有降低作用，但降低幅度<3%。CST、泥餅含水率、SVI、Zeta電位均可作為評價藥劑最佳投藥量的評價指標(biāo)，但依據(jù)各種指標(biāo)獲得的最優(yōu)投藥量不一致，其中以SVI評價的最優(yōu)投藥量最低：PAC為0.3g/L，F(xiàn)eC

4、l3為0.6g/L，以Zeta電位評價的最優(yōu)投藥量最高：PAC為0.5g/L，F(xiàn)eCl3為1.0g/L。污泥粘度和束縛水含量并不能指示最優(yōu)投藥量。
　　通過PAC和FeCl3改性剩余污泥，以抽濾后泥餅含水率表征可脫水程度、CST表征過濾脫水速度，SVI表征沉降性能，分析改性后pH值、Zeta電位、粒徑、粘度、EPS結(jié)構(gòu)和組成、分形維數(shù)、束縛水含量的變化，并進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)觀測，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：Zeta電位、顆粒粒徑、LB-EPS及該層蛋

5、白質(zhì)含量、分形維數(shù)能較好指示污泥脫水性能：Zeta電位進(jìn)入大于-4.0mV階段時，剩余污泥過濾性能大幅提高，Zeta電位與CST相關(guān)系數(shù)當(dāng)采用PAC調(diào)理時R2=0.944，F(xiàn)eCl3調(diào)理時R2=0.987。小顆粒粒徑的增多D（0.1）、D（0.5）會使過濾脫水性能惡化，大顆粒粒徑D（0.9）的減小，會使沉降性能惡化；藥劑調(diào)理過程中LB-EPS及該層蛋白質(zhì)的減少有利于污泥脫水性能的提高，而TB-EPS、EPS的組成和結(jié)構(gòu)則基本對脫水性能無

6、影響。二維分形維數(shù)越低，泥餅含水率越高，但與過濾性能指標(biāo)CST無良好對應(yīng)性。pH、污泥粘度、束縛水含量無法較好的指示脫水性能。
　　采用實(shí)驗(yàn)室靜態(tài)沉降實(shí)驗(yàn)?zāi)M濃縮池濃縮過程，探討了48h內(nèi)污泥脫水性質(zhì)的變化。研究發(fā)現(xiàn)，剩余污泥儲存時間的延長會使脫水性能變差，儲存時間為48h時CST值為63.7s，相比初始CST值增長118.1%。儲存24h比儲存18h污泥需多耗費(fèi)40%藥劑才能使剩余污泥變得容易過濾脫水，32h和48h的儲存時間下