電磁波預(yù)處理對(duì)剩余污泥絮凝脫水效果的影響研究.pdf_第1頁(yè)
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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(jìn)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(duì)剩余污泥絮凝脫水效果的影響,對(duì)電磁波技術(shù)運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)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(cè)全套處理流程中污泥含水率、TN、TP、SCOD、EPS等污泥特性指標(biāo)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(qiáng)度的變化趨勢(shì)相似:剩余污泥接受低強(qiáng)度的電磁波預(yù)處理后,脫水性能變好,在經(jīng)歷一段中強(qiáng)度電磁波預(yù)處理后脫水性能惡化,隨著電磁波強(qiáng)度的繼續(xù)增大,脫水性能又得到不同程度改善。同時(shí),5800MHz電磁波對(duì)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(qiáng)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(shí),電磁波加載時(shí)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(yàn)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(shí)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(shí)間越長(zhǎng)、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(jìn)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(duì)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(shí),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(jī)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(jī)物溶出量同電磁波能量的關(guān)系,得到以下有機(jī)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(qiáng)度為0-40 kWh/m3時(shí)和5800MHz頻率電磁波強(qiáng)度為36.85-86.41kWh/m3和102.93-135.96 kWh/m3時(shí),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(tuán)中作為細(xì)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(qiáng)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

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