污泥深度机械脱水优化与资源化利用研究

摘要

随着我国经济的发展，污水处理厂的数量也与日增多，产生的剩余污泥量越来越大。目前广泛采用的污泥机械脱水受限于工艺及过滤机本身的缺陷，处理后泥饼的含水率仍然高达80％以上，难以满足后续处理处置要求。本实验使用实验室自制污泥高压深度机械脱水装置，优化污泥深度机械脱水条件，并探索污泥-生物质-煤粉混合燃料制备的可能性，使污泥处置在满足无害化、减量化原则的基础上最终实现资源化利用。
　　通过自制污泥高压深度机械脱水装置模拟污泥深度机械脱水，研究了自制装置的压滤脱水性能，进一步研究了压滤压力、压滤时间、滤布种类等对污泥脱水效果的影响。研究结果表明，与传统板框压滤机相比，自制压滤装置压滤效果好，压滤后污泥含水率降低至75.30%。压滤效率高，压滤10min即可完成压滤脱水过程的快速脱水阶段。压力范围大，工作压力范围0-6MPa。实验所选用3927型滤布，16个孔径为2mm输水小孔，压滤压力2MPa，压滤时间10min为本实验自制装置最优压滤条件。
　　使用自制污泥高压深度机械脱水装置在最优压滤条件下研究无机盐调理剂、生物质调理剂对污泥脱水效果的影响。研究结果表明，氯化铁为调理效果最好的无机盐调理剂，当添加占污泥质量3%的氯化铁时，压滤后泥饼含水率降低至63.38%，且泥饼可剥落性、成形性、抗压性皆较好。木屑为调理效果最好的生物质调理剂，当污泥与木屑按质量比2:1混合后，压滤后泥饼的表观含水率降低至43.83%，污泥真实含水率降低至58.73%。将氯化铁调理剂与木屑调理剂协同作用，当污泥与木屑按质量比2:1混合均匀，并添加占污泥质量比3%的氯化铁时，此时压滤后滤布的含水率降低至39.16%，污泥真实含水率降低至55.78%，污泥的脱水性能优于只添加单一调理剂。
　　探索了制备污泥-生物质-煤粉混合燃料的可能性，当按污泥与木屑质量比2：1，添加入占污泥质量3%氯化铁制备成混合物，并将混合物与煤粉按质量比3:1制备混合燃料时，混合物燃烧热值达到17340J/g，为煤粉燃烧热值的77.62%，燃烧热值较高，达到普通燃烧标准，同时可以节约煤炭，减少煤炭燃烧后带来的含硫、含氮污染物的排放，污泥-生物质-煤粉混合燃料的制备具有可行性。

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上海交通大学硕士学位论文答辩决议书

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第一章 绪论

1.1 污泥及生物质问题

1.2 污泥的定义及性质

1.3 污泥脱水技术

1.4 污泥资源化利用

1.5 研究目的、意义及主要内容

第二章 高压深度机械脱水压滤设备的设计

2.1 实验装置、材料和方法

2.2 结果与分析

2.3 本章小结

第三章 无机盐调理剂对污泥深度机械脱水效果的影响

3.1 实验材料与仪器

3.2 实验方法

3.3 结果与分析

3.4 本章小结

第四章 生物质调理剂对污泥深度机械脱水效果的影响

4.1 实验材料与仪器

4.2 实验方法

4.3 结果与分析

4.4 本章小结

第五章 无机盐与生物质调理剂协同对污泥脱水效果的影响以及混合燃料的制备探索

5.1 实验材料与仪器

5.2 实验方法

5.3 结果与分析

5.4 本章小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 本研究的展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文