典型污泥化学调理脱水实验研究

以印染厂、造纸厂、给水厂、城镇污水厂水处理产生污泥为研究对象,先对典型污泥的性质进行了探究,然后分别投加FeCl3、聚丙烯酰胺(PAM)调理剂,经抽滤和压滤实验,综合考察污泥滤饼的含水率、比阻、浊度等指标。结果表明,造纸污泥的比阻(SRF)最高(为3.51×109s2/g),束缚水含量和滤饼含水率最低,分别为13.3 g/g干泥和79.6%,比阻决定了脱水速率,含水率与束缚水含量呈负相关;污水厂污泥、印染污泥、造纸污泥最佳FeCl3投加量分别为10%、9%、8%,压滤后含水率分别为65.4%、60.9%、62.7%。最佳PAM投加量分别为0.2%、0.4%、0.3%,压滤后含水率分别为63.1%、59.6%、62.1%。污水厂污泥含水率最高,说明纯生化污泥一般较难脱水,污水厂污泥经复合调理(PAM、FeCl3投加量降至0.15%、4%),含水率降至60.3%,说明复合调理效果较好,且单一药剂的投加量减小。     

药剂投加顺序及形态对污泥浓缩性能的影响

污水处理厂产生的污泥中固体物质主要是胶质微粒,其与水的亲和力很强,在脱泥时,需对污泥进行调理,通常是先投加污泥调理剂后加助凝剂,随后通过机械脱水等方法进行脱水处理。河南某污水处理厂污泥处理采用的是板框压滤机,压泥药剂为三氯化铁、氢氧化钙。试验前该厂采用先投加固体三氯化铁后投加固体白灰进行脱水,本文主要探究的是三氯化铁、白灰的投加顺序及固液体形态对污泥浓缩性的影响,以此来提高脱泥效率。     

HAS固化剂、CaO与FeCl_3联合作用于污泥脱水及机理分析

选用三氯化铁溶液、固相粉末(石灰∶HAS固化剂=1∶1)为污泥脱水改性剂,采用中心复合设计(CCDs)法设计实验,对改性剂的最佳配方进行实验研究。以污泥的含水率和SRF为响应值,借助实验设计软件Design Expert,对药剂的最佳投配比例进行优化设计。并通过对比和分析实验数据和扫描电镜图,对污泥改性脱水机理进行分析。得出氯化铁和固相粉末的最佳的投配比是氯化铁4.95%、固相粉末(石灰∶HAS固化剂=1∶1)16.50%。其反应机理是氯化铁溶液在改性脱水体系中,起到了有效的絮凝作用;固体粉末在改性脱水体系中,起到了骨架支撑和构建复合絮凝体的作用,有效改善了污泥的机械脱水能力。     

四种污泥脱水剂对泥饼焚烧的影响试验

以上海市某生活污水厂二沉池污泥为研究对象,以毛细吸水时间(CST)、泥饼含水率、泥饼硫含量、压滤出水氯含量为评价指标,系统对比研究了硫酸铝(AS)、聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁(FeCl₃)、聚合硅酸铝铁(PSAF)四种药剂对污泥脱水及焚烧的影响。研究结果表明：对于污泥脱水,FeCl₃脱水效果最差,药剂AS调理后的泥饼硫含量升高,会对污泥焚烧产生不利影响,具体的影响程度与药剂添加量、其他混合调理药剂种类、污泥掺烧比例等因素有关。综合考虑泥饼含水率、泥饼硫含量、处理污泥的吨药剂成本因素,PSAF是较合适的污泥脱水药剂并且得到的泥饼适合焚烧处理。     

市政改性污泥脱水性能探讨

采用正交实验设计方法,以氯化铁溶液及改性黏土为调理剂,探究不同温度下污泥脱水性能的改变。以污泥的毛细吸水时间(CST)为指标,对药剂最佳投配比例和最佳反应温度进行优化设计。结合扫描电镜、红外光谱分析、zeta电位分析了改性机理。结果表明,在氯化铁投加7%、改性黏土投加50%(投加量均以污泥干基计)、反应温度为60℃的条件下,CST取得最小值22.12 s;改性后污泥絮体结构松散,呈多孔状,有利于水分脱离。     

传统与加载絮凝工艺处理铜镍废水的污泥特性对比研究

以高浓度铜镍废水为研究对象,分别采用传统絮凝和加载絮凝工艺,探究了聚合氯化铝(PAC)投加量、阴离子聚丙烯酰胺(APAM)投加量、回流污泥量对出水效果、污泥的脱水性能和沉降性能的影响。结果表明:加载工艺比传统工艺处理效果更好,更节省药剂投加量,对药剂投加量的波动变化适应性更强;PAC的投加量对同种工艺下污泥CST值的影响明显,传统和加载絮凝两种工艺中,不同PAC投加量对应的CST差值最大分别达到9.4 s和8.6 s;不同APAM投加量下,加载工艺产生的污泥CST值总体比传统工艺的小8~9 s,表明加载工艺的污泥脱水性能普遍优于传统工艺;药剂投加量相同时,加载絮凝工艺得到污泥的沉降性能比传统工艺更好;结合出水效果、污泥脱水性能、污泥沉降性能和处理成本,确定采用加载工艺处理铜镍废水,其最佳工艺条件为:PAC=20 mg/L,APAM=4 mg/L,污泥回流量=100 mL。     

粉煤灰改善污水污泥脱水性能的实验研究

将粉煤灰用于污水污泥的调质,分析了污泥和粉煤灰的相关性质,通过实验确定粉煤灰投加量对污泥沉降性能和真空抽滤性能的影响,在最佳投加量下进行了粉煤灰和PAM调理效果的对比,结果表明,污泥属于难脱水物质,而粉煤灰属于易脱水物质;适量的粉煤灰能改善污泥的沉降性能,投加量为45%(干基)时,污泥的SV值由原泥的91.6%减小到76.8%;粉煤灰显著改善了污泥的脱水性能,最佳投加量为45%,比阻为0.36×1013m/kg,较原泥减小86%,泥饼含水率也由85.2%降低到71.3%;粉煤灰的调理效果略差于PAM,但经济优势较大,为粉煤灰在污泥调理中的应用提供了一定的依据。     

使用无机调理剂改善污泥脱水性能的试验研究

污泥脱水是剩余污泥处理的关键环节。试验对无机调理剂——聚合氯化铝(PAC)和三氯化铁(Fe Cl3)分别进行了单独投加时对污泥脱水性能影响的试验研究。结果显示,当PAC投加量为20mg/g DS,Fe Cl3投加量为50mg/g DS(DS为污泥干固体含量)时,污泥脱水性能改善最明显。从经济成本角度考虑,使用PAC进行污泥调理更为经济合适。     

混凝调理印染污泥脱水研究

通过对佛山市某工业园集中式印染污水处理厂的污泥进行调查和研究,分别考察了单独使用聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(CPAM)以及两种混凝剂联合使用调理印染污泥效果。实验表明:使用单一调理剂PAC、CPAM时,污泥离心脱水后含水率分别为89.02%和84.88%。经真空抽滤,测得污泥比阻为3.46×1012,0.687×1012m/kg,所得泥饼含水率分别为77.04%和75.24%。使用两种混凝剂联合调理印染污泥,离心后污泥含水率为86.18%。真空抽滤脱水后,污泥比阻为6.007×1012m/kg,滤饼含水率为75.28%。因此针对该污水厂产生的印染污泥,优选投加CPAM,投加量为50 mg/L。     

Fenton催化氧化在污泥减量化中的应用研究

为了解决城市污泥难于脱水的问题,本实验采用Fenton和阳离子PAM联用试剂对污水处理厂的浓缩污泥进行脱水性能研究。对分别单独采用Fenton试剂、阳离子PAM以及Fenton和阳离子PAM联用试剂对污泥的脱水性能进行了对比。探讨了污泥最佳脱水效果的工艺条件。实验结果表明:针对广州某污水处理厂的浓缩污泥,单独投加Fenton试剂对污泥的减量化效果在pH=3、反应时间为120min、30%双氧水投加量为4g/kg污泥、Fe~(2+)/H_2O_2=1:10 (摩尔比)的条件下,达到取佳,可减量20.12%;而单独添加阳离子PAM的减量效果为23.64%;Fenton试剂与PAM联用时,在PAM的投加量为30mg/L时,双氧水投量为4g/kg,减量效果将达到29.63%,且经Fenton试剂处理后的污泥脱水时间为仅经PAM试剂处理后脱水时间的四分之一左右,大大提高了污泥在单位时间里的脱水效率。     

北京市第九自来水厂污泥脱水试验研究

选择不同药剂对给水污泥进行化学调理,通过小试污泥比阻(SRF)初步确定出适宜于高压隔膜压滤过程的污泥调理方案,同时利用中试进行验证。旨在保证污泥高效脱水基础上实现脱滤液回用,以期为自来水厂污泥脱水工艺的选择提供建议。试验结果表明:采用氯化铁和PAC分别与石灰复配投加不仅可以将污泥含水率降至60%以下,同时能够控制脱水后污泥的绝干量。对于所有中试试验,脱水过程中的脱滤液浊度在绝大部分时间内小于0.2 NTU,能够达到回用要求。     

基于RSM模型对污泥联合调理的参数优化

研究了CaO、PAFC联合表面活性剂(1227)预处理对污泥脱水性能的影响,以污泥滤饼含水率(WC)和毛细吸水时间(CST)作为评价指标进行单因素实验,得出药剂投加量的最佳范围.然后通过以响应曲面优化法(RSM)为依据的Box-Behnken实验,建立了滤饼含水率和CST减少率二次多项式预测模型,进而得到联合调理的最佳工艺参数.结果表明,联合调理能够明显提高污泥的脱水性能,CaO、PAFC和1227的最佳药剂量分别为42.00,60.40,80.89mg/g,此条件下滤饼含水率为(68.30±0.26)%,CST减少率为(87.30±0.32)%.同时,在最优条件下进行了验证实验,结果与模型预测值基本吻合,表明基于响应曲面法所得的最佳工艺参数准确可靠,对相关污泥处理及条件优化具有一定的指导意义.     

混凝沉淀法在某钨矿废水处理中的应用

本文通过添加硫酸与氯化钙前处理后,再分别添加聚合氯化铝(PAC),聚合氯化铁(PFC),通过混凝沉淀处理钨矿废水。其中1%的PAC的处理效果比PFC好,实验进一步表明:1%的PAC药剂在p H为7.35,投加量为200 mg/L时,处理该钨矿废水浊度去除率可达到80%以上,COD去除率可达到76%以上,处理该废水较为合理。     

污泥压滤脱水条件的优化研究

采用压滤试验,研究了强压条件下剩余污泥的脱水性能及影响因素,确定了污泥压滤脱水的最佳操作条件。结果表明,随着压力的增加、压滤时间的延长和絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)投加量的增加,所得净滤液量均明显增大。综合考虑脱水效果和经济因素,最佳压滤脱水的条件为:压力0.6MPa,压滤时间30min,聚丙烯酰胺的投加量2.5kg/t干泥。     

活化过硫酸盐-骨架构建体协同污泥深度脱水研究

以市政污水处理厂污泥为处理对象,以污泥含水率、污泥比阻和固、液两相中有机物含量作为表征指标,研究了Fe~(2+)活化过硫酸盐与骨架构建体协同对污泥脱水性能的影响,并对其机理进行分析。实验结果表明,在过硫酸盐投加量为320 mg/g,n(Fe~(2+))∶n(SPS)为1.5∶1,石灰投加量为400 mg/g,粉煤灰投加量为500 mg/g时,污泥含水率可降低至54.09%,同时,脱水污泥中的有机质含量减少,滤液中的蛋白质和COD含量升高,污泥的脱水性能得到显著改善。     

Fenton-like试剂联合PFS对污泥脱水性能影响的过程研究

以泥饼含水率和污泥比阻为主要评价指标探究Fenton-like试剂(Co2+/H2O2)联合聚合硫酸铁(PFS)改善污泥脱水性能的可行性,并采用响应面法优化污泥脱水的条件;通过滤液中的SCOD、EPS、多糖和蛋白质以及Zeta电位、粒径等指标初步探讨其调理机制。结果表明:Fenton-like试剂联合PFS可以改善污泥的脱水性能,当pH为2.98,Co~(2+)、H_2O_2和PFS的投加量分别为10.44,59.45,48.63 mg/g时污泥的脱水性能最佳,此条件下泥饼含水率从原污泥的79.77%降至(63.12±0.5)%,污泥比阻从原污泥的1.17×10~(13)m/kg降至(5.32±0.29)×10~(12)m/kg。Fenton-like试剂处理后,污泥粒径达到最小,破坏污泥絮体结构释放了束缚水和细胞内部水。投加PFS后已破碎的污泥絮体重新再絮凝,形成更加密实的新絮体,提高了污泥的脱水性能;污泥粒径和Zeta电位同时增大,说明再絮凝过程是以电中和的机理为主导的。     

草酸、壳聚糖与CaO联合调理对污泥脱水性能的影响

为提高剩余污泥脱水性能,本文采用单因素实验确定草酸、壳聚糖和CaO各因素的影响水平范围,基于响应曲面优化法建立了污泥滤饼含水率预测模型,通过粒子群算法计算污泥滤饼含水率预测模型,优化草酸、壳聚糖与CaO联合调理污泥脱水的最佳配比,并分析了污泥调理过程中胞外聚合物（EPS）的变化特性,深入解析了污泥脱水的关键机制.结果表明,草酸、壳聚糖与CaO联合调理污泥能明显提高污泥脱水性能,调理后的污泥滤饼含水率为64.017%,最佳投加量分别为0.377,0.029,0.040g/g;模型拟合度良好（R²=0.9651）,方差分析表明草酸对于污泥滤饼含水率的影响为主要因素;草酸投加量与溶解型EPS（SL-EPS）呈显著正相关关系,而与紧密型EPS（TB-EPS）呈显著负相关关系.该研究成果可为剩余污泥脱水性能的提高提供技术与方法参考.     

双氧水与硫酸铝联用改善污泥脱水性能的试验研究

基于化学溶胞和絮凝剂单独调理污泥,均能在一定程度上改善污泥脱水性能。通过联用双氧水和硫酸铝对污水厂剩余污泥进行调理,分析两者联用对污泥脱水性能的改善效果,探求最佳的试验条件。将污泥脱水滤液回用至原泥(含水率80%),探求滤液回用在两种药剂联用下对脱水性能的改善效果。试验结果表明:在双氧水和硫酸铝联合调理下,污泥的脱水性能有明显改善;两者联用的最佳条件如下:初始污泥pH=3,投加2 mL/L(AR H_2O_2体积/湿污泥体积)的双氧水,调理60 min,再投加0.2 g/g的硫酸铝。     

零价铁活化过一硫酸盐联合单宁酸调理改善市政污泥脱水性能的机理研究

探讨了零价铁（ZVI）活化过一硫酸盐（PMS）联合单宁酸（TA）调理对市政污泥高压压滤深度脱水的影响;通过单因素试验,考察了TA、ZVI和PMS投加量及初始pH值对污泥脱水性能的影响,并深入探究实现污泥深度脱水的潜在机理.结果表明,初始pH值为6.0,ZVI投加量为120 mg·g^-1干污泥量（DS）,PMS投加量为100 mg·g^-1DS,TA投加量为0.06 mmol·L^-1·g^-1DS时,污泥的脱水效果达到最佳,比阻（SRF）和结合水去除率分别高达88.60%和53.17%.经调理联合高压压滤系统处理后,污泥泥饼含水率由89.75%降低至45.17%.进一步研究表明,联合调理实现污泥深度脱水分为3个阶段,包括氧化、絮凝和蛋白质沉淀.最终,ZVI/PMS联合TA调理可大幅提高污泥的脱水性能.该研究结果可为ZVI/PMS联合TA调理技术在市政污泥深度脱水中的应用提供一定的参考价值.     

阳离子聚丙烯酰胺（PAM）改善污泥脱水性能的研究

通过对污泥含水率的测定和滤液蛋白质的测定,考察了阳离子聚丙烯酰胺（PAM）对污泥脱水性能的影响。结果表明,PAM能够改善污泥的脱水性能,最佳的投加量为0.96mg/g,污泥的含水率73.38%。通过激光粒度分析研究PAM对污泥的作用机理,发现投加PAM之后,污泥的絮体变大,占体积分数90%的颗粒粒径大于206.170μm,明显的大于原泥。实验表明,PAM是通过＂架桥吸附＂和＂水化作用＂改善污泥的脱水性能。