熱水解聯(lián)合氯化鈣改善活性污泥脫水性能.pdf

1、脫水是活性污泥處理處置的重要環(huán)節(jié)，也往往是工程技術(shù)的瓶頸。數(shù)十年來，已經(jīng)提出十余種強化活性污泥脫水的技術(shù)方法，其中熱水解法由于簡單易行、效果較好而受到廣泛的關(guān)注，但是存在能耗大、對設(shè)備要求高等問題，相關(guān)脫水機理也不甚明了。一些陽離子，如Ca2+，能夠通過壓縮污泥膠體雙電層、在帶負電荷的絮體間架橋等方式改善污泥的脫水性能。為了降低活性污泥脫水能耗、提高脫水性能，本文采用熱水解聯(lián)合CaCl2處理活性污泥，研究工藝效果，剖析作用機理，在中試的

2、基礎(chǔ)上簡要分析技術(shù)經(jīng)濟指標，為后續(xù)研究和工程化打下堅實的基礎(chǔ)。
　　 常壓熱水解(50-90℃)處理時，活性污泥脫水性能惡化;常壓熱水解聯(lián)合CaCl2處理則顯著改善了活性污泥的脫水性能。隨著CaCl2投加量的增大，污泥的表面電荷顯著減少。升高溫度能夠強化CaCl2的電中和作用。紅外光譜表明，Ca2+能和活性污泥中的蛋白質(zhì)、酚類以及O-H等官能團結(jié)合。活性污泥經(jīng)常壓熱水解處理后，絮體破裂，蛋白質(zhì)和碳水化合物溶解，為Ca2+提供了更

3、多的結(jié)合位點，強化了絮體間的連接。隨著CaCl2投加量的增多，溶解性碳水化合物濃度呈降低趨勢，而溶解性蛋白質(zhì)濃度則在常壓熱水解處理后呈先降低后升高趨勢，故推測Ca2+和溶解性蛋白質(zhì)之間存在架橋平衡，而Ca2+和溶解性碳水化合物之間的架橋作用在促進污泥脫水方面起著更重要的作用。
　　 水熱法(100-200℃)處理活性污泥的效果與溫度密切相關(guān)。低于130℃時，污泥脫水性能惡化，高于此溫度時得到改善，130℃為轉(zhuǎn)折溫度。在水熱法條件

4、下，CaCl2能進一步促進污泥的脫水，20.0 mg/g DS的CaCl2即可避免單一水熱法低于轉(zhuǎn)折溫度時出現(xiàn)的脫水性能惡化現(xiàn)象。隨著反應(yīng)溫度升高和CaCl2投加量的增加，脫水性能不斷改善;當CaCl2投加量超過60.0 mg/g DS時，脫水性能趨于穩(wěn)定。在水熱法處理污泥過程中，100-160℃時，生物聚合物溶解所引起的電中和主導(dǎo)了污泥脫水性能的變化;高于160℃時，與水分子有強作用力的生物聚合物的分解成為主導(dǎo)因素。Ca2+與污泥中一

5、些溶解性生物聚合物結(jié)合，改變了污泥的組成，形成緊密的絮體，從而改善了污泥的脫水性能。
　　 中試表明，活性污泥經(jīng)常壓熱水解聯(lián)合CaCl2法處理后濾餅含固率能夠提高到30％以上。污泥在80℃、212.0 mg/g DS CaCl2條件下處理1.0 h、0.27 MPa下壓濾4.0h，濾餅含固率達37.7％。該方法的能量消耗低于水熱法、熱酸法、熱堿法、熱干化和電脫水。從節(jié)約成本的角度，可利用廢鹽酸和Ca(OH)2反應(yīng)來取代投加固體C