電磁波預(yù)處理對剩余污泥絮凝脫水效果的影響研究.pdf

1、隨著城市污水處理率的不斷提高，污泥的減量化工作日益緊迫。電磁波技術(shù)應(yīng)用于改善污泥脫水性能已有一些進展，但僅局限于靜態(tài)、單一性研究。將電磁波技術(shù)同傳統(tǒng)絮凝調(diào)理技術(shù)結(jié)合，研究電磁波預(yù)處理帶來的污泥特性的改變及其對剩余污泥絮凝脫水效果的影響，對電磁波技術(shù)運用于實際生產(chǎn)具有現(xiàn)實意義。本課題組建了2450MHz和5800MHz兩種頻率的電磁波污泥絮凝脫水組合工藝，采用武漢市沙湖污水處理廠二沉池剩余污泥，將污泥先通過電磁波預(yù)處理裝置，后添加絮凝劑P

2、AM+，通過絮凝攪拌裝置完成絮凝反應(yīng)，追蹤監(jiān)測全套處理流程中污泥含水率、TN、TP、SCOD、EPS等污泥特性指標的變化情況。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴污泥的脫水性能隨2450MHz和5800MHz電磁波強度的變化趨勢相似：剩余污泥接受低強度的電磁波預(yù)處理后，脫水性能變好，在經(jīng)歷一段中強度電磁波預(yù)處理后脫水性能惡化，隨著電磁波強度的繼續(xù)增大，脫水性能又得到不同程度改善。同時，5800MHz電磁波對脫水性能的影響存在滯后性，且可用

3、于改善污泥脫水性能的強度區(qū)間較2450MHz電磁波更窄。響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表明，2450MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝在取得最優(yōu)脫水效果時，電磁波加載時間約為70s，污泥加載量約為100mL，絮凝劑投加量集中在5-6 g/kg-SS、電磁波加載功率和 pH因素的取值不固定，存在多種組合；5800MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝響應(yīng)面優(yōu)化試驗得到的優(yōu)化方案中，電磁波加載功率約為200W，電磁波加載時間在40s左右，污泥pH值為5，污泥加載量

4、約為70mL，絮凝劑投加量在9-10 g/kg-SS之間。從提升脫水性能的角度來說，2450MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝效果略優(yōu)，但5800MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝的能耗更低。⑵研究發(fā)現(xiàn)電磁波的加載功率越大、加載時間越長、污泥加載量越低，上清液中LB-EPS越多、TB-EPS越少。在電磁波作用于剩余污泥初期，處于外層的高含水率LB-EPS首先剝落進入水相，有利于污泥脫水性能的改善。電磁波持續(xù)作用，TB-EPS逐漸轉(zhuǎn)變成LB-

5、EPS松散粘附于膠體外側(cè)，使污泥顆粒表面的吸附水含量大幅度增加，污泥的脫水性能惡化。污泥TB-EPS中蛋白質(zhì)比重對污泥脫水性能有著指示作用，蛋白質(zhì)比重越大，污泥脫水性能越優(yōu)。同時，發(fā)現(xiàn)電磁波預(yù)處理帶來的污泥TN、SCOD大量釋放與LB-EPS含量的變化有關(guān)，之間存在著線性關(guān)系。⑶電磁波的熱效應(yīng)帶來有機物的大量溶出。通過考察2450MHz電磁波污泥絮凝脫水組合工藝的有機物溶出量同電磁波能量的關(guān)系，得到以下有機物溶出模型： CLB-EPS=

6、0.019W+1.735 CSCOD=0.6×10-3W+0.458 CTN=0.007W-0.070 CTN=0.052T+0.080 CSCOD=4.3×10-3T+0.470 CLB-EPS=0.137T+2.129 CTN=-0.022V+5.436 CSCOD=1.81×10-3V+0.908 CLB-EPS=-0.059V+16.190。⑷電磁波預(yù)處理為剩余污泥帶來了顯著的非熱效應(yīng)——“功率密度窗”效應(yīng)。電磁波污泥絮凝脫水組

7、合工藝中，污泥脫水性能在2450MHz頻率電磁波強度為0-40 kWh/m3時和5800MHz頻率電磁波強度為36.85-86.41kWh/m3和102.93-135.96 kWh/m3時，分別得到不同程度的改善。⑸通過電鏡掃描觀察污泥微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)電磁波預(yù)處理可使菌膠團中作為細胞連接物的粘性物質(zhì)——EPS明顯降低，改善污泥脫水性能。而同等強度的5800MHz頻率電磁波預(yù)處理作用效果較2450MHz頻率稍弱：絮體顆粒更大，胞外粘性物質(zhì)更