加热加酸碱提高污水处理厂剩余污泥脱水效果的试验研究

论文摘要

污泥机械脱水的难点在于部分结合水的去除,加热加酸碱作为污泥机械脱水前预处理方法,能有效的释放污泥内部的结合水,使污泥自由水的比例升高,从而达到很好的预处理目的。同时加热加酸碱能有效的破解污泥细胞。本文研究了热处理对剩余污泥脱水性能的影响,以离心30min后泥饼的含水率衡量污泥的可脱水程度,以污泥比阻(SRT)衡量污泥的过滤速度。实验结果表明,随着温度的升高,污泥的可脱水程度增大,污泥比阻降低。在160℃的条件下水解之后,泥饼的含水率可从原泥离心后的72.3%降至61%,比阻从5.21×1012m/kg降至1.79×112m/kg。VSS随热水解温度的升高和时间的延长不断增大,在160℃热水解90min之后溶解率上升到75.35%。对于污泥离心之后的滤出液,SCOD随温度的升高时间的延长不断增大,在160℃热水解90min后SCOD浓度达到4574.17mg/L,氨氮、总氮浓度也随温度的上升而加大,在150℃水解后氨氮的浓度达到152.84mg/L,总氮在160℃水解后达到533.18mg/1,相比原污泥的滤出液分别增加了83.90mg/L,464.09mg/Lo pH和碱度随热水解温度的升高缓慢的下降。酸碱处理都能使污泥中水分的分布发生改变,改善污泥脱水性能。实验结果表明,酸碱处理对污泥脱水程度、过滤速度提高不明显,pH=1、pH=13的情况下泥饼的含水率分别为69%和70%,酸预处理后污泥的可脱水程度略高于碱预处理。滤出液的SCOD都呈上升的趋势。酸处理后在pH=3时SCOD达到最大,为288.85mg/L；碱处理后在pH=13时SCOD急剧上升,达到568.29mg/L。总氮和氨氮也呈上升趋势,在pH=13时总氮的值达到最大,为105.96mg/L,在pH=3时氨氮的值达到最大,为85.19mg/L。本实验研究了pH=1酸处理后,在不同温度下剩余污泥的水解60min的情况。酸预处理之后再通过热处理,可以在较低的温度同样达到释放污泥颗粒内部水分的作用。在120℃热酸预处理后对污泥的可脱水程度大大的提高,泥饼的含水率已下降至58%,达到实验研究的目的。160℃热酸处理后泥饼的含水率为47%,相比单独热水解后泥饼的含水率下降了13.02%。热酸处理后的滤出液水质比热水解处理之后的要好。通过正交实验,得出三个因素对污泥脱水程度和脱水速率的影响,三个因素的重要性依次为pH、温度、时间。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 污泥处理与处置技术发展情况
• 1.2.1 污泥处理技术发展情况
• 1.2.2 污泥处置技术发展情况
• 1.3 污泥的分类与特性
• 1.3.1 污泥的分类
• 1.3.2 污泥的特性
• 1.4 污泥微观结构与水分组成
• 1.4.1 污泥的胶羽结构
• 1.4.2 污泥水分组成
• 1.5 污泥脱水技术概述
• 1.6 污泥机械脱水前处理方法研究进展
• 1.6.1 物理方法
• 1.6.2 化学方法
• 1.6.3 生物方法
• 1.6.4 组合方法
• 1.6.5 小结
• 第2章 实验装置、分析方法及内容
• 2.1 实验装置
• 2.2 实验用料来源
• 2.3 实验仪器
• 2.4 分析方法
• 2.4.1 含水率的分析方法
• 2.4.2 污泥比阻的分析方法
• 2.4.3 COD的分析方法
• 2.4.4 PH值及总碱度的分析方法
• 2.4.5 氮的分析方法
• 2.4.6 剩余污泥浓度的分析方法
• 2.4.7 重金属的分析方法
• 2.5 本课题研究的原理、目的及内容
• 2.5.1 研究的原理
• 2.5.2 研究的目的
• 2.5.3 本课题研究的内容
• 第3章 热处理对剩余污泥脱水性能的影响
• 3.1 热处理对污泥脱水程度的影响
• 3.2 热处理对污泥过滤速度的影响
• 3.3 固体物质的溶解
• 3.4 热处理对污泥滤出液的影响
• 3.4.1 COD
• 3.4.2 氮的转化
• 3.4.3 PH和碱度
• 第4章 酸碱对剩余污泥脱水性能的影响
• 4.1 酸碱处理对泥饼含水率的影响
• 4.2 酸碱处理对污泥过滤速度的影响
• 4.3 酸碱处理对污泥滤出液的影响
• 4.3.1 COD
• 4.3.2 氮的转化
• 第5章 热酸对剩余污泥脱水性能的影响
• 5.1 热酸水解对剩余污泥脱水性能的影响
• 5.1.1 热酸水解对污泥脱水的影响
• 5.1.2 固体物质的溶解
• 5.1.3 COD的溶解
• 5.1.4 氮的转化
• 5.1.5 重金属
• 5.2 热酸水解实验优化
• 5.2.1 因素水平
• 5.2.2 正交表头设计
• 5.2.3 正交实验设计及结果
• 5.2.4 极差分析及结果
• 5.2.5 方差分析及结果
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢