微波辐射和粉煤灰联合改善污水污泥脱水性能的研究

摘要

污泥产量的增加及其带来的环境污染问题已成为环保界关注的焦点，污泥的处理与处置已成为当今社会一项关系国家环境保护事业和国民生态的大事。污泥脱水是污泥处理与处置的瓶颈，微波辐射在污泥处理中的应用是近年来研究的热点。本论文针对污泥处理处置的关键技术，将微波辐射与粉煤灰联合使用，应用于污泥脱水预处理中，按照污泥处理所遵循的减量化、无害化、资源化的原则，研究微波能作用以及与粉煤灰联合作用下污泥脱水性能的改善情况，分析联合处理中处理顺序以及各参数的控制，探索污泥处理与处置的新方向，并为其处理与处置提供理论依据和实践指导。
　　考察了微波辐射3min内污泥的沉降性能和真空抽滤性能的变化，微波辐射对污泥挥发性悬浮固体溶解率、上清液 COD和污泥微观形态的影响，粉煤灰对污泥相关性质的影响，以污泥比阻和滤后泥饼含水率为分析指标，着重研究了微波辐射、粉煤灰以及两者联合处理对污水污泥脱水性能的改善情况。结果表明：低强度的微波辐射对污泥相关性质的影响不显著，没有从根本上改善污泥的结构；适宜的微波辐射能显著改善污泥的沉降性能和脱水性能，经适宜（度）的微波辐射处理后，污泥比阻由未处理时的2.53×109 s2/g减小到0.3×109 s2/g左右，达到容易直接进行脱水的比阻范围，滤后泥饼含水率也由直接脱水的85.2％降低到70%左右，污泥的 SV值由91.2%降低到44.1%；高强度过量的微波辐射使污泥颗粒破坏，污泥中微生物细胞发生裂解，胞内物质外溢，混合液中有机物含量的增加使污泥粘度增大，脱水性能变差。
　　适量的粉煤灰能改善污泥的沉降性能，粉煤灰投加量分别为0‰、2‰、4‰、6‰时，污泥的 SV值分别为91.6%、88.2%、83%和76.8%，粉煤灰投加量为8‰时对污泥脱水性能的改善效果最好，污泥的比阻为0.36×109 s2/g，泥饼含水率为67.2%。
　　微波辐射和粉煤灰联合处理污水污泥时，先微波辐射再粉煤灰调理对污泥脱水性能的改善效果优于先粉煤灰调理后微波辐射的处理效果。先微波辐射后粉煤灰调理处理污泥时，随着粉煤灰投加量的增加，污泥脱水性能的改善效果越好，联合处理发挥了两者的协同作用，进一步改善了污泥的脱水性能。而先投加粉煤灰调理再微波辐射处理时，粉煤灰投加量对污泥脱水性能的影响不大，微波辐射的作用受到了一定程度的抑制。以污泥比阻和滤后泥饼含水率为比较指标，对微波辐射和粉煤灰联合处理与传统调理剂聚丙烯酰胺（PAM）的处理效果进行对比，发现联合处理的效果优于 PAM的改善效果。

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第一章 绪论

1.1 污泥的产生及带来的环境问题

1.2 污水处理厂污泥处理处置的一般工艺流程

1.3 微波在污泥处理过程中的应用

1.4 研究的背景、意义及主要内容

第二章 实验分析方法及污泥的基本性质

2.1 实验材料、仪器及设备

2.2 微波辐射处理污泥的实验方法

2.3 污泥比阻的测定

2.4 污泥沉降性能测定

2.5 污泥的含水率

2.6 污泥的 pH值

2.7 污泥的容重

2.8 污泥的挥发份

2.9 污泥的无机组成成分

2.10 其它实验分析方法

2.11 本章小结

第三章 微波辐射和粉煤灰单独对污泥性质的影响

3.1 微波辐射对污泥性质的影响

3.2 粉煤灰对污泥脱水性能的影响

3.3 本章小结

第四章 微波辐射和粉煤灰联合改善污泥脱水性能的效果

4.1 不同处理顺序下脱水性能改善效果的对比

4.2 联合处理与PAM处理效果的对比

4.3 本章小结

第五章 结论与建议

5.1 结论

5.2 建议

参考文献

致谢

附录（攻读硕士学位期间发表的论文及参与的课题）