阳离子调理剂与阳离子聚电解质联合作用于活性污泥脱水及其机理研究

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随着生活污水和工业废水处理率的提高,污泥的产量越来越大。我国污泥年产生量约为1×107吨/年,且随着废水处理要求的提高污泥产生量也逐年提高。如何提高污泥的脱水性能,减少污泥处理费用成为当今各国一个重要的研究课题。目前广泛采用的污泥脱水方法是聚电解质法,其具有絮凝沉降性能好的优点,但存在着滤饼含水率偏高等问题。因此,本文以去除污泥中水为目的,合成一类污泥调理剂,不仅考察了它们对污泥絮体结构的影响(EPS、污泥絮体粒径、表面相对疏水性及污泥絮体强度),还考察了它们对脱水指标的影响(如毛细吸水时间CST、污泥比阻SRF、污泥过滤沉降速度、污泥滤饼含水率及结合水含量)。研究主要从以下两个方面展开:(1)实验室自合成一类污泥调理剂。其在固体表面作用原理是通过降低气/液界面张力、增大固/液接触角,改变污泥表面性质从而改善污泥的脱水性能。研究发现:调理剂依靠静电引力和疏水组分间的缔合作用吸附在活性污泥表面。随着投加量的增加,污泥表面EPS不断脱落,使污泥絮体特征发生了一系列变化:絮体粒径变小、相对疏水性增加等。污泥絮体特征的变化直接导致污泥脱水指标的变化,当调理剂CSC16投加量为0.02g/g干污泥时,污泥滤饼含水率降低为73.9%,脱水效果非常明显,但实验也显示表面活性剂对污泥的过滤性能和沉淀性能没有显著的提高。(2)结合调理剂和聚电解质于污泥脱水时的优缺点,通过投加不同比例的调理剂和聚电解质对活性污泥进行脱水,并与单独投加聚电解质对比,实验发现,调理剂作用于后,污泥絮体中大量结合水被去除,聚电解质絮凝时包裹的水不再是结合水而较易被除去。两种药剂联合作用后,污泥絮体结构更致密,粒径和强度都大幅增加,过滤速度也明显提高,且当两种药剂投加量分别为0.01g/g DS和0.0075g/g DS时,污泥滤饼含水率降低至72.3%,达到了非常好的脱水效果。
摘要第4-6页
ABSTRACT第6-8页
第一章 绪论第12-20页
    1.1 选题的目的和意义第12-13页
    1.2 国内外污泥处理和处置研究进展第13-17页
        1.2.1 污泥处理第13-15页
        1.2.2 污泥处置第15-17页
    1.3 我国污泥处理与处置的问题与建议第17-20页
        1.3.1 我国污泥处理与处置现状第17-18页
        1.3.2 问题与建议第18-20页
第二章 文献综述第20-32页
    2.1 污泥第20-24页
        2.1.1 污泥的分类第20页
        2.1.2 污泥的特性第20-24页
    2.2 污泥调理第24-26页
        2.2.1 污泥调理的意义第24-25页
        2.2.2 污泥调理的分类第25-26页
    2.3 化学调理第26-27页
    2.4 化学调理剂第27-29页
        2.4.1 无机絮凝剂第27-28页
        2.4.2 有机絮凝剂第28页
        2.4.3 表面活性剂第28-29页
    2.5 表面活性剂在污泥调理中的应用第29-31页
    2.6 本文研究的主要内容及思路第31-32页
第三章 自合成调理剂对活性污泥性能影响的研究第32-60页
    3.1 设计思路第32页
    3.2 实验材料第32-34页
        3.2.1 调理剂第32-33页
        3.2.2 实验试剂第33页
        3.2.3 实验仪器第33-34页
    3.3 自合成污泥调理剂第34-38页
        3.3.1 污泥调理剂临界胶束浓度的测定第34页
        3.3.2 试验用调理剂在活性污泥表面的吸附性能研究第34-38页
    3.4 实验方法第38-47页
        3.4.1 污泥测试操作流程第38-39页
        3.4.2 污泥调理第39页
        3.4.3 离心污泥上清液中EPS含量的测定第39-42页
        3.4.4 污泥絮体颗粒粒径和表面相对疏水性的测定第42-43页
        3.4.5 毛细吸水时间CST的测试第43页
        3.4.6 污泥比阻SRF的测定第43-45页
        3.4.7 污泥泥饼含水率及结合水量的测定第45-46页
        3.4.8 污泥沉降性能测试第46-47页
    3.5 结果与讨论第47-60页
        3.5.1 调理剂对污泥絮体特性的影响第47-52页
        3.5.2 调理剂对污泥脱水性能的影响第52-56页
        3.5.3 调理剂对污泥沉降性能的影响第56-60页
第四章 调理剂与阳离子聚电解质联合作用对活性污泥脱水性能的影响研究第60-75页
    4.1 设计思路第60-61页
    4.2 实验材料第61-62页
        4.2.1 实验药剂第61页
        4.2.2 实验仪器第61-62页
    4.3 实验方法第62-64页
        4.3.1 污泥测试操作流程第62页
        4.3.2 污泥调理第62-63页
        4.3.3 污泥测试方法第63-64页
    4.4 结果与讨论第64-73页
        4.4.1 联合作用对污泥絮体特性的影响第64-68页
        4.4.2 联合作用对污泥脱水性能的影响第68-73页
        4.4.3 调理后污泥风险评价第73页
    4.5 本章小结第73-75页
第五章 结论、问题与建议第75-77页
    5.1 结论第75-76页
    5.2 问题及建议第76-77页
参考文献第77-82页
致谢第82-83页
攻读学位期间发表的学术论文目录第83页
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