基于硫酸根自由基高级氧化对剩余污泥的破解和脱水性能的研究

发布时间：2018-04-04 15:18

  本文选题：高级氧化技术　切入点：污泥破解　出处：《安徽工程大学》2015年硕士论文

【摘要】：随着我国经济发展逐年加快和对环境问题的重视程度的增加,城镇污水处理厂逐渐增多,污水的排放量急剧增大。普通城镇污水的主要处理方法是活性污泥法及其衍生工艺,但是工艺的最大的弊端是处理过程中会产生大量剩余污泥,据统计产生的污泥量约为污水量的0.3%-0.5%之间。剩余污泥经过机械脱水后的含水率仍然高达80%以上,因此存储、运输和处置都比较困难,其中含有有机无机质、细菌、胶体等复杂的成分,并且污泥中还含有一定的病原菌和重金属,必须对其进行妥善处理防止造成二次污染。本文研究利用亚铁离子(Fe2+)活化过硫酸根(S2082-)产生硫酸根自由基(SO4-·)对剩余污泥进行氧化破解,通过考察污泥的相对疏水性(RH)、污泥比阻(SRF)和溶解性COD(SCOD)来表征污泥的疏水性、脱水性能和破解程度。通过正交实验优化获取Fe2+/S2O82-体系破解污泥的机理和关键参数的控制范围,为污泥减量化技术的工程应用提供一种可靠的新工艺。为进一步改善的脱水性能,通过添加工业粉煤灰,强化污泥的过滤性能和氧化破解性能。实验结果表明：当C (S2O82)=15 mmol/L/L、C(Fe2+)/C(S2O82-)=0.3、 T=35℃、pH=3的较优条件下反应8小时,SRF从1.65e+11下降到4.6e+10, SCOD从85 mg/L升高到550mg/L,RH从13%升高到69%.随着pH的增加,反应后的SRF逐渐上升,尤其是在pH值超过4之后比阻急剧升高。C(Fe2+)/C(S2O82)比例的升高和C(S2082-)的增加都会使反应的破解程度先变好后变差,主要是因为过量的Fe2+会消耗已经产生的硫酸根自由基使氧化过程变慢,过量的S2O82-会成为S04-·的猝灭剂抑制氧化的过程。而升高温度增加反应时间都可以有利于污泥破解。镜检后发现污泥被氧化破解后分散变为颗粒状碎片；FT.-IR结果显示存在于污泥表面的各种官能团对应的特征吸收峰强度在氧化破解处理之后都有一定程度的减弱；热重分析表明氧化处理的污泥没有明显物理吸附水失重区,说明在硫酸根自由基(SO4-·)作用下,污泥菌胶团结构由于氧化作用被破坏后变松散,溶胞将有机物释放出来,使污泥的表观疏水性增强,降低其与水结合能力,从而使污泥的脱水性能得到了显著提高,有利于污泥减量化处理。添加工业粉煤灰改善硫酸根自由基强化污泥脱水性能的优化条件如下：当pH=5、粉煤灰投加量12.5 g/L 及 C (Fe2+)/C (S2O82-)=0.4是SRF最小值为6.6 E+09,相比硫酸根自由基破解污泥实验中的最小值4.5 E+10相比提高了85%,说明由于工业粉煤灰不仅使污泥空隙度会增大,降低污泥的粘度,可作为过滤骨架提高污泥的透水性能。另一个原因是加入粉煤灰后,构建过滤骨架以及利用粉煤灰中催化活性金属氧化物Fe2O3、CuO、等活性元素的释放,强化了硫酸根自由基的产生,可以大幅降低SRF,能显著改善了污泥的脱水性能。
[Abstract]:In this paper , it is difficult to get rid of secondary pollution by adding industrial fly ash and sludge specific resistance ( S2O82 - ) = 0.3 , T = 35 鈩，

本文编号：1710522