城市中小污水处理厂污泥脱水药剂的研究

【摘要】：城市生活污水和工业废水在污水处理厂处理的过程中常常会产生大量的污泥。污泥具有含水率高，体积大，性质不稳定，极易腐化并产生臭气，不利于运输和处置等特点。我国中、小型污水处理厂多采用活性污泥法处理污水，此种方法会产生大量的剩余污泥。中、小污水处理厂一般多采用机械浓缩脱水方式。由于污泥独特的特性，污泥的脱水性能很差，直接进行脱水很难实现。我国污泥处理费用已占污水处理厂总运行费用的20％-50％，甚至高达70％。城市污水处理厂污泥处理已成为污水处理的“瓶颈”问题。因此，为了便于后续处理，在污泥进行脱水前必须对污泥进行调理，而化学调理是最受关注的调理方式。 化学调理剂通过改变污泥颗粒表面的物化性质和组分，破坏污泥的胶体结构，减小与水的亲和力，从而改善脱水性能。药剂调理因为操作简单、工艺成熟、效果理想而成为比较常用的方法。因此，如何寻找新的价格低廉、效果显著的调理剂成为目前重要的研究工作之一。 考虑到污水处理厂污泥处理的现实情况和实验的可行性，本实验以贮泥池的污泥为研究对象。研究了各种化学药剂、药剂的投加量以及药剂的复合对污泥脱水性能产生的影响。实验结果表明，单体的氧化钙和硅藻土效果很好，可以明显降低污泥的比阻，提高污泥的脱水性能。有机高分子聚丙烯酰胺（polyacrylamide）、壳聚糖与无机分子硫酸铁，硅藻土的复合使用，脱水效果更加明显，大大提高了污泥的脱水性能。随着调理剂的增加，污泥的比阻逐渐减低，说明了调理剂开始发挥作用，但当药剂继续增加超过一定值时，污泥的比阻反而上升了。这就验证了无论是单体还是多药剂的联合使用都有其最佳投加量。 在大量的实验数据基础上，基于污泥处理成本、和药剂对环境作用的考虑，单体氧化钙、壳聚糖和硫酸铁复配为优先选择的污泥调理剂。氧化钙投加量为4g/100mL，6g/L的硫酸铁和50mg/L的壳聚糖为其最佳投加量。在本实验中可使污泥的比阻从109降到108～107数量级，滤饼的含水率降到70%～80%。而且，壳聚糖无毒无害对环境无污染，氧化钙、硫酸铁价格便宜，来源丰富。 最后，通过理论分析，简单的探讨了各个药剂的脱水机理，及本实验的缺陷及不足。 【关键词】：污泥调理 絮凝剂 药剂复配 污泥过滤 污泥比阻力
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 致谢8-11
• 表格清单11-12
• 插图清单12-13
• 第一章 绪论13-30
• 1.1 污泥的基本情况13-22
• 1.1.1 污泥的定义13-14
• 1.1.2 污泥的性质14-15
• 1.1.3 城市污泥的来源及分类15-16
• 1.1.4 污泥的产生量16-17
• 1.1.5 污泥的处理处置17-19
• 1.1.6 污泥的处理处置概况19-22
• 1.2 污泥的调理22-26
• 1.2.1 污泥调理对污泥脱水效果的影响22
• 1.2.2 污泥物理调理22-24
• 1.2.3 污泥的化学调理24-25
• 1.2.4 生物调理法25-26
• 1.3 污泥脱水技术26-28
• 1.3.1 自然干化26-27
• 1.3.2 污泥浓缩27
• 1.3.3 机械脱水27-28
• 1.3.4 污泥干化28
• 1.4 课题研究的目的和意义28-29
• 1.5 研究的内容29-30
• 第二章 课题研究内容及实验设计30-35
• 2.1 实验准备30-31
• 2.1.1 实验泥样30
• 2.1.2 实验药品30-31
• 2.2 实验测定项目及方法31-34
• 2.2.1 污泥比阻的测定31-34
• 2.2.2 其他参数测定34
• 2.3 数据处理34-35
• 第三章 污泥药剂调理脱水的实验研究35-59
• 3.1 原污泥的脱水性能35-36
• 3.1.1 原污泥的性质35
• 3.1.2 原污泥的比阻值35-36
• 3.2 单体调理剂脱水研究36-44
• 3.2.1 氧化钙对污泥调理的研究36-37
• 3.2.2 氯化铝对污泥调理的研究37-38
• 3.2.3 硫酸铁对污泥脱水的研究38-40
• 3.2.4 硅藻土对污泥调理的研究40-41
• 3.2.5 PAM 对污泥调理的研究41-43
• 3.2.6 壳聚糖对污泥调理的研究43-44
• 3.3 化学调理剂对污泥的复合调理的实验研究44-55
• 3.3.1 PAM 和 AlCl3复合对污泥调理44-45
• 3.3.2 PAM 和 CaO 的复合对污泥调理45-47
• 3.3.3 PAM 和 Fe2(S04)3复合对污泥调理47-48
• 3.3.4 PAM 和硅藻土复合对污泥调理48-49
• 3.3.5 壳聚糖和 CaO 复合对污泥调理49-51
• 3.3.6 壳聚糖和硅藻土复合对污泥调理51-52
• 3.3.7 壳聚糖和氯化铝复合对污泥调理52-54
• 3.3.8 壳聚糖和硫酸铁复合对污泥调理54-55
• 3.4 现场脱水实验55-59
• 第四章 污泥脱水机理分析59-65
• 4.1 污泥的水分59-60
• 4.2 化学混凝原理60-61
• 4.2.1 压缩双电层机理60
• 4.2.2 吸附电中和机理60
• 4.2.3 吸附架桥机理60-61
• 4.2.4 网捕卷扫机理61
• 4.3 各个药剂的调理机理61-65
• 4.3.1 CaO 调理机理61
• 4.3.2 硫酸铁、氯化铝的调理机理61-62
• 4.3.3 硅藻土的调理机理62
• 4.3.4 PAM 的调理机理62-63
• 4.3.5 壳聚糖的调理机理63-65
• 第五章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间发表的论文71-72

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