水处理污泥中铝盐、铁盐回收利用的研究

摘要

在中国的水处理工艺中,每年都会产生大量的化学污泥,如果处置不当,会对环境造成不良的影响。现阶段,最常用处置方法是污泥经脱水后进行土地填埋处置,这种方法会占用大量的土地,并污染周围的环境。污泥的资源化和减量化势必是今后污泥处置的重点。酸化法回收污泥中的混凝剂既能溶解污泥中的铝盐和铁盐,又可以减少后续处置污泥的体积和干污泥的量。酸化法回收的混凝剂中除了含有铝和铁,还含有一些在强酸性条件溶解性物质和胶体物质。回收的混凝剂的纯度一般不适合回用于给水处理工艺中。化学强化一级处理(CEPT)是一种高效、低能耗、运行成本低、管理维护方便的城市污水处理工艺。针对我国目前城市水环境污染严重,经济不发达,城市污水处理能力较低的实际情况,研究和发展CEPT技术对我国污水处理具有重要的现实意义。因此,回收的混凝剂可以用在CEPT法处理污水的工艺中。本课题研究了给水污泥和污水污泥中混凝剂的回收利用的问题。采用化学污泥酸化工艺回收污泥中的混凝剂,并回用于污水处理中。本论文研究了铝盐、铁盐混凝剂的最佳回收条件,并提出污泥总固体减少量和混凝剂回收率之间存在线性关系。影响污泥中混凝剂回收率的因素主要包括pH值、搅拌时间和污泥的性质。其中,pH值对混凝剂的回收率影响最大。本研究对回收的混凝剂进行了成分分析。结果表明,在相同浓度条件下,回收的混凝剂的重金属和有机物含量都高于新鲜的混凝剂。循环使用混凝剂,重金属、有机物等杂质会累积,可能影响出水水质。回收的铝盐和铁盐混凝剂对CEPT处理效果的试验表明,回收的混凝剂的对污染物的去除效果新鲜的混凝剂没有明显差异。采用酸化法回收利用水处理污泥中的混凝剂可以实现污泥的资源化与减量化。在我国应用,可达到经济效益和环境效益的统一。

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 水处理现状

1.1.2 污泥处理处置现状

1.2 化学污泥中混凝剂的回收利用

1.2.1 污泥中混凝剂的回收方法

1.2.2 化学强化一级处理工艺

1.2.3 混凝剂回收利用的可行性

1.3 课题研究的目的及内容

1.3.1 研究的目的和意义

1.3.2 研究的主要内容

第2章 试验材料方法及条件的确定

2.1 试验原水

2.1.1 松花江原水

2.1.2 小区生活污水

2.2 试验材料

2.2.1 试验药剂

2.2.2 试验仪器

2.3 试验分析项目及分析方法

2.3.1 ICP-AES分析预处理

2.4 试验基本参数的选择

2.5 本章小结

第3章 试验污泥样品的制备

3.1 铝盐给水污泥的制备

3.1.1 松花江水水质及混凝水力条件

3.1.2 Al_2(SO_4)_3最佳投加量的测定

3.1.3 铝盐给水污泥的制备

3.2 铁盐给水污泥的制备

3.2.1 Fe_2(SO_4)_3最佳投加量的测定

3.2.2 铁盐给水污泥的制备

3.3 铝盐污水污泥的制备

3.3.1 数据分析方法

3.3.2 生活污水水质及混凝水力条件

3.3.3 污水处理中Al_2(SO_4)_3最佳投加量的测定

3.4 铁盐污水污泥的制备

3.4.1 污水处理中Fe_2(SO_4)_3最佳投加量的测定

3.4.2 铁盐污水污泥的制备

3.5 本章小结

第4章 污泥中混凝剂回收条件的确定

4.1 给水污泥中铝盐回收的最佳条件

4.1.1 pH值对铝盐回收率的影响

4.1.2 搅拌时间对铝盐回收率的影响

4.1.3 污泥性质对铝盐回收率的影响

4.1.4 酸化污泥的减量效果

4.2 给水污泥中铁盐回收的最佳条件

4.2.1 pH值对铁盐回收率的影响

4.2.2 搅拌时间对铁盐回收率的影响

4.2.3 污泥性质对铁盐回收率的影响

4.2.4 酸化污泥的减量效果

4.3 污水污泥中铝盐回收的最佳条件

4.3.1 pH值对铝盐回收率的影响

4.3.2 搅拌时间对铝盐回收率的影响

4.3.3 酸化污泥的减量效果

4.3.4 铝盐混凝剂的循环使用

4.4 污水污泥中铁盐回收的最佳条件

4.4.1 pH值对铁盐回收率的影响

4.4.2 搅拌时间对铁盐回收率的影响

4.4.3 酸化污泥的减量效果

4.4.4 铁盐混凝剂的循环使用

4.5 机理分析

4.5.1 酸化法回收混凝剂的机理

4.5.2 污泥减量及改善污泥脱水性能机理分析

4.6 本章小结

第5章 回收的混凝剂的成分及应用效果分析

5.1 回收的混凝剂的成分分析

5.1.1 回收的混凝剂的重金属含量分析

5.1.2 回收的混凝剂TOC和UV_(254)分析

5.1.3 总结与讨论

5.2 回收的混凝剂的应用效果分析

5.2.1 给水污泥中回收的铝盐处理生活污水的试验

5.2.2 给水污泥中回收的铁盐处理生活污水的试验

5.2.3 污水污泥中回收的铝盐处理生活污水的试验

5.2.4 污水污泥中回收的铁盐处理生活污水的试验

5.3 CEPT工艺的机理分析

5.3.1 铝盐与铁盐的絮凝作用

5.3.2 铝盐和铁盐除磷原理

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢