电解/电絮凝联合零价铁活化过硫酸钠提高污泥脱水性能研究

摘要

我国污泥产量巨大，若得不到妥善安置，可能造成严重的二次环境污染。在污泥处理与处置中，污泥脱水是一个关键的减量环节。然而污泥脱水性能差，严重影响污泥后续处置。剩余污泥有机质含量高且亲水性强，其胞外聚合物及细胞内部含有大量结合水，严重恶化污泥脱水性能，故在污泥脱水之前必须对污泥进行调理。活化过硫酸盐高级氧化技术氧化性能稳定，活化产生的强氧化性 SO4-?可在中性 pH条件下有效破坏污泥亲水性结构；而电化学处理具有绿色环保、无二次污染的特点。
　　本研究将电解/电絮凝与零价铁活化过硫酸钠氧化技术进行了创新性结合，该技术在提高市政污泥脱水性能上具有协同效应，且其具有提高工业污泥脱水性的潜力。市政污泥最优脱水条件为：在配备零价铁诱导电极时，通电电压40V，过硫酸钠浓度为4.15 g/L；调理后，市政污泥比阻降低87.4％，污泥毛细吸水时间降低49.1%。本文对不同种类污泥经电解/电絮凝联合零价铁活化过硫酸钠调理前后的脱水性能，Zeta电位，EPS性质，污泥黏度等物化特性及形貌特征进行了研究。结果表明，该技术可有效破解 EPS及污泥细胞，降低污泥粘度及负电荷，释放污泥EPS及细胞结合水；三维荧光光谱分析表明，该技术可明显破解 EPS中色氨酸和芳香族类蛋白物质；扫描电镜分析进一步表明，破碎的 EPS和细胞经电解/电絮凝联合零价铁活化过硫酸钠氧化调理后可再絮凝，可进一步提高脱水性能。初步成本分析表明该技术在经济上可行。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 污泥概述

1.2 污泥处理与处置

1.3 污泥调理及脱水技术研究进展

1.4 选题背景、研究目标、研究内容及技术路线

第2章 实验材料与方法

2.1 实验材料与药品

2.2 实验仪器

2.3 实验装置

2.4 实验方法

2.5 分析方法

第3章 电解/电絮凝联合零价铁活化过硫酸钠预处理污泥条件优化

3.1 过硫酸钠剂量对市政污泥脱水性能影响

3.2 通电电压对市政污泥脱水性能影响

3.3 市政污泥最优联合脱水条件

3.4 Zeta电位对脱水性能的影响·

3.5 小结

第4章 电解/电絮凝联合零价铁活化过硫酸钠预处理污泥脱水机理分析

4.1 电解/电絮凝联合零价铁活化过硫酸钠调理对不同污泥脱水性能的影响及其机理探讨

4.2 EPS对脱水的影响

4.3 三维荧光光谱分析

4.4 污泥黏度对脱水性能的影响

4.5 污泥絮体扫描电镜分析

4.6 初步经济性分析

4.7 小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 课题创新性

5.3 展望

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文

附录B 攻读硕士学位期间所申请的专利

附录C 攻读硕士学位期间所参与的研究课题

致谢