電解質(zhì)調(diào)理市政污泥電滲透脫水及規(guī)律研究.pdf

1、市政污泥產(chǎn)量逐年遞增，污泥含水率過高是限制其進一步處理處置的主要因素之一。傳統(tǒng)的離心及帯式壓濾機等機械脫水方式獲得的脫水泥餅含水率僅能降到80wt％左右。本文以上述機械脫水污泥為研究對象，在自主設計的電滲透實驗裝置上開展了污泥電滲透脫水技術的研究，對操作參數(shù)進行了優(yōu)化；探討了不同價態(tài)的陽離子電解質(zhì)調(diào)理劑對電滲透脫水的影響規(guī)律；并對電滲透脫水過程中物質(zhì)遷移情況進行了探討。主要內(nèi)容如下：
　　1.污泥電滲透脫水參數(shù)優(yōu)化
　　分別

2、對電滲透脫水過程中的電壓、電流、機械壓力和污泥量進行了優(yōu)化，研究了其對電滲透脫水的影響。結果表明，在恒壓電滲透脫水中，隨著電壓的增加，泥餅含固率先增加后降低，在30V時達到最大為40.6wt%。在恒流條件下，隨著電流的增加電滲透脫水效率隨之增加，但電流過高會使上層泥餅迅速干化導致脫水效率下降。在電流為1.0A時，泥餅含固率最大為38.6wt%。但恒流條件所需能耗更多，因此認為恒壓條件更有利于電滲透脫水。隨著機械壓力的增加，脫水效率先增加

3、后保持不變。當機械壓力為3.11kPa時，泥餅含固率達到40.5wt%。隨著污泥量的減少，電滲透脫水效果變好但脫水能耗增加。當污泥量40g時，最終泥餅含固率為40.2wt%達到填埋要求，且能耗相對較低。綜合考慮脫水效果和能耗，確定在自制的電滲透脫水裝置上，優(yōu)化運行參數(shù)為：電壓30V、電流1.0A、機械壓力3.11kPa以及污泥量40g。
　　2.不同價態(tài)陽離子電解質(zhì)調(diào)理污泥電滲透脫水影響規(guī)律的研究
　　以硫酸鈉、硫酸亞鐵和硫

4、酸鐵為電解質(zhì)調(diào)理劑，對比研究不同價態(tài)陽離子電解質(zhì)對電滲透脫水的影響。結果表明，相對硫酸鈉體系，硫酸亞鐵和硫酸鐵電解質(zhì)都能有效弱化電解和電遷移，降低能耗。其中硫酸鈉投加量在0.1mol/kg Dry Solids（DS）能提高電滲透脫水效果，但會增加脫水能耗；硫酸亞鐵調(diào)理可以提高單位能耗脫水量，但不能有效提高脫水效率；而硫酸鐵投加量在0.1mol/kg DS時，不僅能提高電滲透脫水效果，還能提高脫水速率和降低比能耗。因此，認為硫酸鐵調(diào)理體

5、系最有利于電滲透脫水。電滲透脫水后，污泥中的重金屬離子均有不同程度的去除。對硫酸鈉調(diào)理體系、硫酸亞鐵調(diào)理體系和硫酸鐵調(diào)理體系，銅離子、鋅離子和鉛離子的最大去除率分別為5.6%、4.8%、13.5%；19.6%、4.9%、22.5%；14.2%、9.8%、11.5%。
　　3.電滲透過程中物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律的探究
　　以硫酸鈉電解質(zhì)為調(diào)理劑，通過將污泥進行分層處理，對比了調(diào)理泥和原泥在電滲透過程中不同層之間的水分、有機物、蛋白質(zhì)

6、、多糖、pH、Zeta電位和金屬離子等的變化情況。結果表明，電滲透脫水符合S型曲線，可以分為三個階段：初始脫鹽段、快速脫水段以及脫水極限段。通過分層實驗發(fā)現(xiàn)：在初始脫鹽段，主要發(fā)生金屬離子電遷移，水分遷移緩慢；在快速脫水段，水分在電滲的作用下開始快速脫除；在脫水極限段，由于上層泥餅含水率降低，上層泥餅電阻值迅速增加，導致脫水達到極限。特別是硫酸鈉電解質(zhì)投加量較大時，電滲透脫水三個階段呈現(xiàn)明顯的S型曲線規(guī)律，有利于進一步揭示電滲透脫水規(guī)律

7、。
　　從分層實驗中發(fā)現(xiàn)，有機物從陰極向陽極遷移。加入硫酸鈉調(diào)理后，有機物遷移量增加。陰極泥餅pH變大而陽極泥餅pH變小。加入硫酸鈉調(diào)理后，陰、陽兩極泥餅pH梯度增加。電滲透過程中，原泥的Zeta電位主要受泥餅pH的影響；而調(diào)理泥Zeta電位主要受離子強度的影響。在電滲透過程中，鈉離子和鉀離子快速遷移至濾液中；鈣離子和鎂離子自陽極向陰極遷移，并富集在陰極附近；鐵離子和鋁離子遷移量較小。電滲透對重金屬離子都有不同程度的去除作用。