污泥與石油焦成漿絮凝結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性機(jī)理研究.pdf

1、城市污泥是城市生活污水處理過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染與破壞。石油焦是石化工業(yè)延遲焦化裝置的副產(chǎn)品，由于其高含硫量，直接作為燃料會(huì)加重鍋爐脫硫負(fù)荷，高硫石油焦的高效、清潔利用成為能源領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問題。將城市污泥與石油焦共成漿氣化，可以利用污泥絮凝結(jié)構(gòu)提高水焦?jié){的穩(wěn)定性，同時(shí)可節(jié)約污泥脫水處理所需的熱量。但污泥與石油焦共成漿濃度低，不能大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，且共成漿過程中兩者相互作用機(jī)理有待深入研究。
　　本文考察兩

2、種改性劑和污泥添加量對(duì)泥焦?jié){流變特性、穩(wěn)定性、成漿濃度和Zeta電位的影響。利用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)和轉(zhuǎn)矩流變儀，建立漿體的穩(wěn)定性理論模型，首次定量計(jì)算出泥焦?jié){的空間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。借助SEM-EDX、紅外光譜分析等方法，深入探討了污泥改性對(duì)泥焦?jié){流變性和穩(wěn)定性的作用機(jī)理。借助聚焦光束反射測(cè)量?jī)x(FBRM)研究了污泥與石油焦顆粒在共成漿過程中的相互作用機(jī)理。首先，選用Fe2(SO4)3和Ca(OH)2對(duì)污泥進(jìn)行改性處理，改性劑的加入降低了漿體的粘度。隨

3、著改性劑添加量的增加，漿體帶電量減小，顆粒間靜電斥力減小，漿體穩(wěn)定性降低，析水率增大。綜合考慮泥焦?jié){的流變性和穩(wěn)定性，確定Fe2(SO4)3和Ca(OH)2改性劑的最佳添加量分別為污泥質(zhì)量的3％和5％。加入污泥后，泥焦?jié){的最大成漿濃度為62％，污泥改性處理后最大成漿濃度有所提高。其次，建立了泥焦?jié){空間結(jié)構(gòu)強(qiáng)度理論模型，研究發(fā)現(xiàn)剪切泥焦?jié){時(shí)的單位質(zhì)量能耗約為剪切水焦?jié){時(shí)的2～3倍，污泥能夠顯著提高水焦?jié){的穩(wěn)定性。污泥的加入提高了漿體的觸變

4、環(huán)面積，且觸變環(huán)面積反映出的漿體穩(wěn)定性規(guī)律與兩種理論模型結(jié)論相一致。SEM-EDX分析結(jié)果表明，污泥絮體包裹石油焦顆粒形成具有一定強(qiáng)度的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)污泥中-OH基團(tuán)、-NH基團(tuán)及-CH基團(tuán)形成的氫鍵通過鍵合作用，使得復(fù)合焦粒結(jié)合成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)漿體的穩(wěn)定性。最后，借助FBRM在線分析泥焦?jié){的粒徑分布和顆粒數(shù)在共成漿過程中的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn)，污泥絮體與石油焦顆粒絮凝結(jié)合成大顆粒，因此漿體中大顆粒數(shù)增大，小顆粒數(shù)和總顆粒數(shù)均減少