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(qiáng)化活性污泥脫水的技術(shù)方法，其中熱水解法由于簡(jiǎn)單易行、效果較好而受到廣泛的關(guān)注，但是存在能耗大、對(duì)設(shè)備要求高等問題，相關(guān)脫水機(jī)理也不甚明了。一些陽(yáng)離子，如Ca2+，能夠通過壓縮污泥膠體雙電層、在帶負(fù)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(jī)理，在中試的

2、基礎(chǔ)上簡(jiǎn)要分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，為后續(xù)研究和工程化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　 常壓熱水解(50-90℃)處理時(shí)，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(qiáng)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(tuán)結(jié)合?；钚晕勰嘟?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(diǎn)，強(qiáng)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(shì)，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(shì)，故推測(cè)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(jìn)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(shí)，污泥脫水性能惡化，高于此溫度時(shí)得到改善，130℃為轉(zhuǎn)折溫度。在水熱法條件

4、下，CaCl2能進(jìn)一步促進(jìn)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(shí)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(dāng)CaCl2投加量超過60.0 mg/g DS時(shí)，脫水性能趨于穩(wěn)定。在水熱法處理污泥過程中，100-160℃時(shí)，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(shí)，與水分子有強(qiáng)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(dá)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