電解質(zhì)調(diào)理市政污泥電滲透脫水及規(guī)律研究.pdf

1、市政污泥產(chǎn)量逐年遞增，污泥含水率過高是限制其進(jìn)一步處理處置的主要因素之一。傳統(tǒng)的離心及帯式壓濾機(jī)等機(jī)械脫水方式獲得的脫水泥餅含水率僅能降到80wt％左右。本文以上述機(jī)械脫水污泥為研究對(duì)象，在自主設(shè)計(jì)的電滲透實(shí)驗(yàn)裝置上開展了污泥電滲透脫水技術(shù)的研究，對(duì)操作參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化；探討了不同價(jià)態(tài)的陽離子電解質(zhì)調(diào)理劑對(duì)電滲透脫水的影響規(guī)律；并對(duì)電滲透脫水過程中物質(zhì)遷移情況進(jìn)行了探討。主要內(nèi)容如下：
　　1.污泥電滲透脫水參數(shù)優(yōu)化
　　分別

2、對(duì)電滲透脫水過程中的電壓、電流、機(jī)械壓力和污泥量進(jìn)行了優(yōu)化，研究了其對(duì)電滲透脫水的影響。結(jié)果表明，在恒壓電滲透脫水中，隨著電壓的增加，泥餅含固率先增加后降低，在30V時(shí)達(dá)到最大為40.6wt%。在恒流條件下，隨著電流的增加電滲透脫水效率隨之增加，但電流過高會(huì)使上層泥餅迅速干化導(dǎo)致脫水效率下降。在電流為1.0A時(shí)，泥餅含固率最大為38.6wt%。但恒流條件所需能耗更多，因此認(rèn)為恒壓條件更有利于電滲透脫水。隨著機(jī)械壓力的增加，脫水效率先增加

3、后保持不變。當(dāng)機(jī)械壓力為3.11kPa時(shí)，泥餅含固率達(dá)到40.5wt%。隨著污泥量的減少，電滲透脫水效果變好但脫水能耗增加。當(dāng)污泥量40g時(shí)，最終泥餅含固率為40.2wt%達(dá)到填埋要求，且能耗相對(duì)較低。綜合考慮脫水效果和能耗，確定在自制的電滲透脫水裝置上，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)為：電壓30V、電流1.0A、機(jī)械壓力3.11kPa以及污泥量40g。
　　2.不同價(jià)態(tài)陽離子電解質(zhì)調(diào)理污泥電滲透脫水影響規(guī)律的研究
　　以硫酸鈉、硫酸亞鐵和硫

4、酸鐵為電解質(zhì)調(diào)理劑，對(duì)比研究不同價(jià)態(tài)陽離子電解質(zhì)對(duì)電滲透脫水的影響。結(jié)果表明，相對(duì)硫酸鈉體系，硫酸亞鐵和硫酸鐵電解質(zhì)都能有效弱化電解和電遷移，降低能耗。其中硫酸鈉投加量在0.1mol/kg Dry Solids（DS）能提高電滲透脫水效果，但會(huì)增加脫水能耗；硫酸亞鐵調(diào)理可以提高單位能耗脫水量，但不能有效提高脫水效率；而硫酸鐵投加量在0.1mol/kg DS時(shí)，不僅能提高電滲透脫水效果，還能提高脫水速率和降低比能耗。因此，認(rèn)為硫酸鐵調(diào)理體

5、系最有利于電滲透脫水。電滲透脫水后，污泥中的重金屬離子均有不同程度的去除。對(duì)硫酸鈉調(diào)理體系、硫酸亞鐵調(diào)理體系和硫酸鐵調(diào)理體系，銅離子、鋅離子和鉛離子的最大去除率分別為5.6%、4.8%、13.5%；19.6%、4.9%、22.5%；14.2%、9.8%、11.5%。
　　3.電滲透過程中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的探究
　　以硫酸鈉電解質(zhì)為調(diào)理劑，通過將污泥進(jìn)行分層處理，對(duì)比了調(diào)理泥和原泥在電滲透過程中不同層之間的水分、有機(jī)物、蛋白質(zhì)

6、、多糖、pH、Zeta電位和金屬離子等的變化情況。結(jié)果表明，電滲透脫水符合S型曲線，可以分為三個(gè)階段：初始脫鹽段、快速脫水段以及脫水極限段。通過分層實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：在初始脫鹽段，主要發(fā)生金屬離子電遷移，水分遷移緩慢；在快速脫水段，水分在電滲的作用下開始快速脫除；在脫水極限段，由于上層泥餅含水率降低，上層泥餅電阻值迅速增加，導(dǎo)致脫水達(dá)到極限。特別是硫酸鈉電解質(zhì)投加量較大時(shí)，電滲透脫水三個(gè)階段呈現(xiàn)明顯的S型曲線規(guī)律，有利于進(jìn)一步揭示電滲透脫水規(guī)律

7、。
　　從分層實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物從陰極向陽極遷移。加入硫酸鈉調(diào)理后，有機(jī)物遷移量增加。陰極泥餅pH變大而陽極泥餅pH變小。加入硫酸鈉調(diào)理后，陰、陽兩極泥餅pH梯度增加。電滲透過程中，原泥的Zeta電位主要受泥餅pH的影響；而調(diào)理泥Zeta電位主要受離子強(qiáng)度的影響。在電滲透過程中，鈉離子和鉀離子快速遷移至濾液中；鈣離子和鎂離子自陽極向陰極遷移，并富集在陰極附近；鐵離子和鋁離子遷移量較小。電滲透對(duì)重金屬離子都有不同程度的去除作用。