芬顿氧化联合氧化钙对五种市政污泥深度脱水性能影响的研究

发布时间：2017-05-11 13:05

  本文关键词：芬顿氧化联合氧化钙对五种市政污泥深度脱水性能影响的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：城市污水厂运行产生的大量活性污泥是当前生活污水处理面临的最大难题,深度脱水是实现污泥减量化的关键措施。不同污水厂的污泥脱水性能差别较大,且污泥的前处理对污泥脱水有较大影响。目前聚丙烯酰胺被广泛应用于污泥调理中,但这种调理方法没有改变其中的束水结构,污泥仍处于弹性状态,难以深度压缩脱水。研发合适可行的能改变污泥束水状态的污泥调理技术已成为行业内的迫切需要。本论文选取广州市有代表性的五个大中型污水处理厂二沉池剩余污泥作为研究对象,采用芬顿氧化联合氧化钙技术调理污泥,研究调理条件以及污泥有机质含量(简称VSS%)对污泥脱水性能的影响并分析联合作用的机理；在最佳调理条件的基础上,采用新型超高压板框压滤设备研究调理后样品在高压条件下的脱水特征及脱水深度。芬顿氧化联合氧化钙对五种VSS%污泥脱水性能影响的试验结果表明：芬顿氧化联合氧化钙能显著提高五种VSS%污泥的脱水性能,污泥比阻降低90%以上。试验分别得到了五种VSS%污泥的最佳调理条件,建立了污泥VSS%与污泥脱水性能(包括污泥比阻和滤液总有机碳)正相关关系,并获得了污泥VSS%与最佳芬顿反应时间、硫酸消耗量、Fe2+和H2O2摩尔比的线性关系。芬顿氧化联合氧化钙对五种VSS%污泥改性作用的机理探究试验结果表明：影响污泥脱水性能的主要因素是胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,简称EPS)和结合水。污泥VSS%与污泥EPS、结合水含量有密切的正相关关系,从而表征为VSS%是影响污泥脱水性能的最主要因素。高含量的EPS和结合水造成自由水难以释放。经联合调理后,芬顿氧化作用有效地去除了大部分的EPS和结合水,减少了污泥颗粒粒径,Zeta电位趋向于中性,散乱的颗粒重新絮凝,同时铁盐水解产物与硫酸钙等在颗粒表面形成刚性骨架,使污泥脱水性能进一步提高。芬顿氧化-氧化钙-超高压压滤一体化技术工艺试验结果表明：污泥的机械压滤脱水性能(包括泥饼含水率、过滤速度、压滤时间)与VSS%有密切关系；有机质含量越高,泥饼含水率越高,脱水速度越慢,需要更长的进料时间和压缩时间。但本论文采用的新型超高压压滤机能明显改善污泥的机械压滤脱水性能,泥饼含水率低于50%,过滤速度显著提高,压滤时间降低,药剂成本低于350元/tDS。芬顿氧化-氧化钙-超高压压滤一体化技术能经济可行地实现污泥的深度脱水,具有良好的应用前景。
【关键词】：市政污泥 有机质含量 深度脱水 芬顿氧化 超高压压滤
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 市政污泥处理现状14-15
• 1.2 限制污泥脱水的主要原因15-17
• 1.2.1 污泥有机质15
• 1.2.2 胞外聚合物(EPS)15-16
• 1.2.3 结合水16-17
• 1.3 化学调理剂在污泥脱水中的应用17-20
• 1.3.1 絮凝剂调理18
• 1.3.2 芬顿氧化调理18-20
• 1.4 污泥机械脱水20-23
• 1.5 课题研究目的及主要研究内容23-26
• 1.5.1 课题来源23
• 1.5.2 研究目的及意义23
• 1.5.3 研究内容23-25
• 1.5.4 研究方法及技术路线25-26
• 第二章 芬顿氧化联合氧化钙对五种有机质含量污泥脱水性能的影响26-42
• 2.1 材料与方法26-29
• 2.1.1 污泥样品26-28
• 2.1.2 试验材料及仪器28-29
• 2.1.3 试验过程29
• 2.2 评价指标29-30
• 2.2.1 污泥比阻的测定29-30
• 2.2.2 污泥滤液总有机碳浓度的测定30
• 2.2.3 污泥基本性质的测定30
• 2.3 结果与讨论30-40
• 2.3.1 芬顿反应时间对不同有机质含量污泥脱水性能的影响30-31
• 2.3.2 氧化钙投加量对不同有机质含量污泥脱水性能的影响31-32
• 2.3.3 初始pH值对不同有机质含量污泥脱水性能的影响32-33
• 2.3.4 Fe~(2+)和H_2O_2投加量对不同有机质含量污泥脱水性能的影响33-36
• 2.3.5 污泥VSS%与污泥脱水性能的关系36-40
• 2.4 本章小结40-42
• 第三章 芬顿氧化联合氧化钙对五种有机质含量污泥改性作用的机理探究42-52
• 3.1 材料与方法42-45
• 3.1.1 污泥样品42-43
• 3.1.2 试验材料及仪器43-44
• 3.1.3 试验过程44-45
• 3.2 评价指标45-46
• 3.2.1 污泥比阻的测定45
• 3.2.2 污泥滤液总有机碳浓度的测定45
• 3.2.3 污泥基本性质的测定45
• 3.2.4 污泥EPS的提取以及测定45
• 3.2.5 污泥中多糖以及蛋白质的测定45
• 3.2.6 污泥中结合水的测定45-46
• 3.2.7 污泥微观指标的测定46
• 3.3 结果与讨论46-51
• 3.3.1 污泥调理前后EPS的变化46-47
• 3.3.2 污泥调理前后结合水的变化47-48
• 3.3.3 污泥调理前后粒径分布以及zeta电位的变化48-49
• 3.3.4 污泥调理前后絮体形态的变化49-50
• 3.3.5 污泥VSS%与污泥EPS以及结合水之间的关系50-51
• 3.4 本章小结51-52
• 第四章 芬顿氧化-氧化钙-超高压压滤一体化污泥深度脱水工艺的应用研究52-63
• 4.1 材料与方法52-55
• 4.1.1 污泥样品52-53
• 4.1.2 试验材料及仪器53
• 4.1.3 试验过程53-55
• 4.2 评价指标55-56
• 4.2.1 污泥比阻的测定55-56
• 4.2.2 污泥的含水率56
• 4.2.3 污泥过滤速度的测定56
• 4.3 结果与讨论56-61
• 4.3.1 污泥的压滤结果56-59
• 4.3.2 联合处理的成本估算59-60
• 4.3.3 污泥调理机制的模型60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 结论与展望63-66
• 参考文献66-72
• 攻读硕士期间发表的论文72-74
• 致谢74

【参考文献】

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2 黄廷林;张刚;聂小宝;孙昕;;造粒流化床浓缩技术处理给水厂排泥水的中试研究[J];给水排水;2005年11期

3 王红武,李晓岩,赵庆祥;活性污泥的表面特性与其沉降脱水性能的关系[J];清华大学学报(自然科学版);2004年06期

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1 彭梦君;PDA应用于市政污泥脱水的初步研究[D];南京理工大学;2009年

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本文编号：357290