核桃壳骨架构建剂对污泥脱水性能影响的研究
污泥含水率高，难脱水，若能高效脱除污泥中的水分，则可减少污泥体积，降低最终运输和污泥处置费用。在处理城市污泥之前，通常采用机械脱水增加污泥的固体含量，然而污泥过滤的速度慢，机械脱水成本高昂。污泥脱水困难与污泥固体中有机物和胶体含量高有关。用絮凝剂进行化学调理虽然减小了污泥过滤比阻，改善了污泥的过滤性能，但在机械脱水阶段，絮凝污泥的高压缩性使泥饼很难达到较高的含固率，且易引起泥饼孔隙关闭，泥饼颗粒变形，随之污泥过滤性降低。农林废弃物核桃壳作为骨架构建剂可以增加污泥紧实和不可压缩的结构特性，给水提供通路，提高污泥脱水性能和泥饼性能。本研究中，通过测量添加核桃壳前、后以及经聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂处理后的污泥添加核桃壳前、后混合污泥泥饼的含水率、污泥过滤比阻（SRF）、毛细吸水时间(CST)等参数来衡量核桃壳对污泥脱水性能的改善，具体实验如下: (1)核桃壳基本性质的表征和供试污泥基本特性的测试 核桃壳的真密度近似于水的密度，易漂浮。灰分低，当核桃壳粒径为＜0.25mm时，灰分最大2.62％。三类原污泥的比阻都大于1.0×1013m/kg，都难于机械脱水。 (2)脱水方式对污泥脱水效果的影响 真空抽滤后的污泥脱水效果明显优于离心脱水。核桃壳调理后污泥离心时，核桃壳漂浮于液面或沉积在泥层底部而影响其在泥层中的均匀分布，因此核桃壳调理后污泥宜采用真空抽滤脱水方式进行研究。 (3)PAM对污泥的调理效果 PAM对污泥的调理效果证明了电中和效应与吸附架桥——传统絮凝机理，结果表明在一定范围内，污泥经阴离子聚丙烯酰胺（APAM）和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）调理后脱水性能得到有效改善，且CPAM对污泥的絮凝效果比APAM强。 (4)核桃壳对污泥的调理作用 向污泥中添加核桃壳，实验得到无论何种粒径，随着核桃壳剂量的增加，泥饼含水率逐渐下降。当核桃壳的添加量相同时，核桃壳的粒径越小，泥饼的含水率越低。实验最佳添加比例是核桃壳与污泥的干重比为4∶6，最佳粒径为＜0.25mm。实际操作根据进一步处置要求确定添加量和粒径。 (5)核桃壳与PAM联合调理对污泥脱水性能的影响 相比于其他调理方式，用核桃壳与CPAM联合调理的泥饼含水率最低。混合污泥真空抽滤15min后，核桃壳与CPAM联合调理泥饼含水率为66.35％，核桃壳调理后为68.99％，CPAM调理后为68.27％，APAM调理后为73.40％，而原泥则为73.79％。 CPAM剂量不能显著提高污泥脱水率，核桃壳的作为唯一的调理剂需要的剂量高，皆对污泥脱水性的改善很有限。倘若两者结合使用，与污泥固体发生相互作用，形成均一的渗透性结构，脱水效果大大提高。
污泥处理;脱水性能;核桃壳;骨架构建剂;絮凝机理
陕西科技大学
硕士
环境科学与工程
丁绍兰
2014
中文
X703
54
2014-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）