过硫酸盐与烷基糖苷用于污泥调理及脱水机理研究

摘要

市政污泥是污水处理的副产物,随着城市污水处理厂数量和处理量的增加,污泥产量也迅猛增加。由于其具有高度亲水性,所以能否实现污泥的深度脱水对后续污泥处置意义重大。本文主要研究了过硫酸盐高级氧化技术以及与表面活性剂联合作用对污泥深度脱水性能的影响规律及机理。主要包括以下内容:
　　以比阻为过滤性能的评价指标进行表面响应法(RSM)的系列实验,考察调理参数对污泥脱水的影响。实验发现,污泥调理时的搅拌速度(MP)、投药次数(AT)和反应时间(RT)等因子对污泥比阻(SRF)都有不同程度的影响,各因子之间的交互作用对其也有影响。经过分析得出最优的调理参数为:MP1=300r/min,AT=2次,MP2=150r/min,RT=10min。
　　亚铁离子催化过硫酸钠(SPS)高级氧化技术对污泥脱水性能和沉降性能都有改善作用,通过单因子和RSM优化实验发现当SPS投量为82.3mg/gDS(DryBasis),Fe2+为15mg/gDS时,能使污泥SRF下降至0.2278×1013m/kg,比阻降低率达91.07％。对原污泥及通过SPS调理污泥进行了蛋白质、多糖含量、粒径分布、SEM等对比分析测试研究。实验结果表明,原污泥以菌胶团形式存在,为密集的团状结构,SPS经过Fe2+催化后,生成的中间产物SO4-?,能够破坏污泥中有机物,使污泥絮体变成结构松散的层状,团状结构上也产生了裂隙,出现孔洞,污泥絮体的粒径也不同程度地减小。使胞外聚合物(EPS)发生了溶解,并消耗体系中的蛋白质和多糖,污泥EPS中LB-EPS和TB-EPS的比例发生变化,改善了污泥的脱水性能。
　　非离子型表面活性剂烷基糖苷(alkylglycoside,APG)与SPS有一定的协同作用,实验发现,在以上调理基础上继续投加APG0.5mg/gDS时,可以将污泥比阻由原污泥的2.786×1013m/kg降低至0.098×1013m/kg,SRF下降率为96.42%。APG主要发挥疏水缔合作用,随着APG的投加,污泥絮体由分散状态重新聚合到一起,污泥粒径也逐渐变大,而重新形成的的凝聚体是一种松散的、孔隙率大的形态,由此为水分通过提供了通道,改善了污泥的脱水性能和沉降性能。经过复合配方调理以后的污泥中有机物比原污泥中的要少,而且会不同程度地向滤液中迁移,但是当减少SPS的投量时,APG并不能大幅度降低污泥SRF。

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1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 国内外污泥处理处置概况

1.3 污泥脱水研究概况

1.4 化学调理剂在污泥脱水中的应用现状

1.5 论文研究内容及创新点

2 实验材料和方法

2.1 实验原料

2.2 实验方法

3 过硫酸盐调理剂对污泥脱水的影响

3.1 调理参数对污泥脱水性能的影响

3.2 投加量对污泥脱水性能的影响

3.3 投加量对污泥沉降性能的影响

3.4 板框压滤实验

3.5 本章小结

4 调理剂对污泥改性作用机理研究

4.1 调理剂对污泥EPS的影响

4.2 调理剂对污泥粒径的影响

4.3 调理剂对Zeta电位的影响

4.4 调理剂对滤液中COD含量的影响

4.5 调理剂对滤液pH的影响

4.6 调理剂对抽滤时间的影响

4.7 调理剂对污泥微观形貌的影响

4.8 本章小结

5 复合调理对污泥脱水性能的研究

5.1 复合调理剂对污泥脱水性能的研究

5.2 复合调理剂对污泥改性的机理研究

5.3 板框压滤实验

5.4 本章小结

6 结论及建议

6.1 结论

6.2 建议

致谢

参考文献

附录