活化過(guò)硫酸鹽-骨架構(gòu)建體復(fù)合調(diào)理污泥深度脫水研究.pdf

1、市政污泥具有有機(jī)物含量高，泥餅可壓縮性強(qiáng)，親水性強(qiáng)等特點(diǎn)，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(lǐng)域的共性難題?；罨^(guò)硫酸鹽（S2O82-）高級(jí)氧化技術(shù)具有氧化性能穩(wěn)定，受pH影響小等優(yōu)點(diǎn)，能有效破壞污泥親水性結(jié)構(gòu)；工業(yè)固廢磷石膏（PG）可形成骨架構(gòu)建體解決污泥壓縮性問(wèn)題。據(jù)此，本文提出基于Fe2+/S2O82-與骨架構(gòu)建體組合成的復(fù)合調(diào)理劑（簡(jiǎn)稱(chēng)S-P復(fù)合調(diào)理劑）用于污泥復(fù)合調(diào)理及深度脫水處理。主要研究?jī)?nèi)容如下：

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

3、失，具有細(xì)長(zhǎng)針狀結(jié)構(gòu)的無(wú)水石膏相（CaSO4）開(kāi)始出現(xiàn)。選擇150℃焙燒PG作為骨架構(gòu)建體組成S-P復(fù)合調(diào)理劑，基于表面響應(yīng)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(dá)到91.7％。
　　2、S-P復(fù)合調(diào)理作用機(jī)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(shí)驗(yàn)證實(shí)體系中存在大量SO4·-自由基，其對(duì)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(fù)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(jìn)污泥中結(jié)合水向自由水的轉(zhuǎn)變，使結(jié)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(shì)，造成3~40μm的粒徑體積頻率分?jǐn)?shù)增加7.3％，40~130μm粒徑體積頻率分?jǐn)?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(gòu)建體后，F(xiàn)e2+/SPS調(diào)理促進(jìn)半水石膏快速生成具有規(guī)則棒狀結(jié)構(gòu)的二水石膏“填充”于污泥絮體中發(fā)揮骨架構(gòu)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(guò)濾通道，從而有利于提高污泥的脫水效果。
　　3、S-P污泥復(fù)合調(diào)理對(duì)不同來(lái)源泥質(zhì)適應(yīng)性
　　基于對(duì)武漢市5個(gè)不同污水處理廠4個(gè)季度的剩余污泥特性分析，運(yùn)用S-P復(fù)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(guān)，與有機(jī)物負(fù)相關(guān)。當(dāng)初始污泥含固率大于3％，有機(jī)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(jié)果表明：S-P復(fù)合調(diào)理劑對(duì)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(yīng)性。
　　4、S-P復(fù)合調(diào)理污泥深度脫水過(guò)程中氮、磷及重金屬等轉(zhuǎn)化規(guī)律
　　建立了從污泥濃縮-調(diào)理-脫水全程自動(dòng)化控制的污泥深度脫水中試示范線。選擇4段保壓進(jìn)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(dá)到93~98％，系統(tǒng)基本滿足物料平衡。在S-P體系復(fù)合調(diào)理及深度脫水過(guò)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?yàn)V液轉(zhuǎn)移的傾向?yàn)镃d＞Zn/Pb＞Cr＞Cu。S-P復(fù)合調(diào)理體系深度脫水濾液返回污水處理廠不會(huì)對(duì)原污水處理廠正常運(yùn)行