活化過硫酸鹽-骨架構建體復合調(diào)理污泥深度脫水研究.pdf

1、市政污泥具有有機物含量高，泥餅可壓縮性強，親水性強等特點，如何改善污泥脫水性能，提高脫水效率成為污水與污泥處理領域的共性難題?；罨^硫酸鹽（S2O82-）高級氧化技術具有氧化性能穩(wěn)定，受pH影響小等優(yōu)點，能有效破壞污泥親水性結構；工業(yè)固廢磷石膏（PG）可形成骨架構建體解決污泥壓縮性問題。據(jù)此，本文提出基于Fe2+/S2O82-與骨架構建體組合成的復合調(diào)理劑（簡稱S-P復合調(diào)理劑）用于污泥復合調(diào)理及深度脫水處理。主要研究內(nèi)容如下：

2、　　1、S-P復合調(diào)理劑組成及調(diào)理參數(shù)優(yōu)化
　　不同焙燒溫度預處理PG作為骨架構建體的實驗表明：105~300℃焙燒2 h處理PG單獨用于污泥調(diào)理時，調(diào)理污泥中存在大量的半水石膏（CaSO4·0.5H2O），而S-P復合調(diào)理體系中存在的大量離子能促進半水石膏快速發(fā)生水化反應生成條柱狀或棒狀的二水石膏相（CaSO4·2H2O），其中150℃焙燒預處理PG作為骨架構建體時條柱狀晶體含量最高。當焙燒預處理溫度≥400℃，條柱狀晶體逐漸消

3、失，具有細長針狀結構的無水石膏相（CaSO4）開始出現(xiàn)。選擇150℃焙燒PG作為骨架構建體組成S-P復合調(diào)理劑，基于表面響應法得到其優(yōu)化配方為：Fe2+=23.5 mg/g DS（DS代表干基污泥量）、S2O82-=100.0 mg/g DS、PG=300.0 mg/g DS。在此條件下，泥餅含水率為45.7％，脫水效率達到91.7％。
　　2、S-P復合調(diào)理作用機理研究
　　三段式投加Fe2+有利于維持Fe2+/SPS體系

4、具有較高的氧化電位。醇淬滅實驗證實體系中存在大量SO4·-自由基，其對污泥絮體的破壞作用主要體現(xiàn)在：（1）造成蛋白質(zhì)和多糖在濾液及可提取態(tài) LB-EPS(Loosely Bound-Extracellular Polymeric Substances）和TB-EPS（Tightly Bound-Extracellular Polymeric Substances）的含量發(fā)生明顯變化。Fe2+/SPS調(diào)理使LB-EPS和TB-EPS中的蛋

5、白質(zhì)和多糖降低。S-P復合調(diào)理使LB-EPS中蛋白質(zhì)增加了53.6％，多糖降低了30.8％，而TB-EPS中蛋白質(zhì)和多糖分別降低了21.2％、20.5％。（2）促進污泥中結合水向自由水的轉變，使結合水含量由原泥的2.60 g/g DS降低至0.81 g/g DS。（3）改變粒徑分布，使污泥粒徑有變小的趨勢，造成3~40μm的粒徑體積頻率分數(shù)增加7.3％，40~130μm粒徑體積頻率分數(shù)降低了7.4％。（4）SRF和CST分別降低了91.

6、6和88.4％。
　　加入焙燒磷石膏作為骨架構建體后，F(xiàn)e2+/SPS調(diào)理促進半水石膏快速生成具有規(guī)則棒狀結構的二水石膏“填充”于污泥絮體中發(fā)揮骨架構建體的作用，使 S-P調(diào)理污泥的孔分布在0.4~6.0μm，保持了水分的過濾通道，從而有利于提高污泥的脫水效果。
　　3、S-P污泥復合調(diào)理對不同來源泥質(zhì)適應性
　　基于對武漢市5個不同污水處理廠4個季度的剩余污泥特性分析，運用S-P復合調(diào)理板框脫水研究表明：泥餅含固率與

7、初始污泥的含固率正相關，與有機物負相關。當初始污泥含固率大于3％，有機物含量低于50％，更容易獲得較好的脫水效果，能將泥餅含水率控制在60％以下。初步結果表明：S-P復合調(diào)理劑對于不同污水處理工藝、不同季節(jié)排放的不同泥質(zhì)具有較好的調(diào)理與脫水適應性。
　　4、S-P復合調(diào)理污泥深度脫水過程中氮、磷及重金屬等轉化規(guī)律
　　建立了從污泥濃縮-調(diào)理-脫水全程自動化控制的污泥深度脫水中試示范線。選擇4段保壓進料（0.2 MPa保壓20

8、 min、0.4 MPa保壓20 min、0.6 MPa保壓20 min、0.8 MPa保壓30 min）有利于提高脫水效果。中試脫水泥餅含水率降至49~65％，脫水效率達到93~98％，系統(tǒng)基本滿足物料平衡。在S-P體系復合調(diào)理及深度脫水過程，污泥中95.4~97.1％的N和99.3~99.9％的P保留在泥餅中。重金屬向濾液轉移的傾向為Cd＞Zn/Pb＞Cr＞Cu。S-P復合調(diào)理體系深度脫水濾液返回污水處理廠不會對原污水處理廠正常運行