城市污水处理厂污泥的化学调理特性研究及复合凝聚剂的研制

【摘要】：本文通过对五种不同来源污泥投加聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、壳聚糖(CTS)和累托石后比阻(SRF)的变化,确定了PAC、PFS、CTS和累托石的最优投加剂量,并研制了复合凝聚剂及其优化组分配比。探讨了污泥中束缚水含量和Zeta电位(ZP)对SRF的影响,并考察污泥胞外聚合物(EPS)中蛋白质、多糖含量与束缚水、ZP的关系。结果表明：在PAC、PFS和CTS调理过程中,污泥束缚水含量越高和ZP(绝对值)越大与SRF的相关性越好,污泥束缚水含量升高和ZP变大均不利于SRF减小。而原污泥的束缚水含量、ZP与EPS中多糖、蛋白质含量密切相关,多糖、蛋白质含量增加导致束缚水含量升高、ZP变大,PAC、PFS和CTS最优投加剂量增加。相对于蛋白质,投加PAC和PFS对多糖影响更显著；相对于多糖,投加CTS对蛋白质影响更显著。在调理过程中投加累托石,对束缚水和ZP的影响较小,SRF的变化源自投加累托石后滤饼结构的改变,累托石的最优投加剂量与污泥浓度呈正相关。最后,通过含水率和SRF确定了复合凝聚剂的最优投加剂量为PAC0.044g/g干基、PFS0.029g/g干基、CTS0.013g/g干基和累托石0.06g/g干基.,并考察了复合凝聚剂投加后污泥性质的变化。 【关键词】：污泥 胞外聚合物 束缚水 比阻 Zeta电位 复合凝聚剂
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-10
• 第1章 前言10-12
• 1.1 课题研究的背景10-11
• 1.2 课题研究的目的和意义11
• 1.3 研究的内容与任务11-12
• 第2章 文献综述12-26
• 2.1 污泥来源及主要特性12-15
• 2.1.1 污泥来源12-13
• 2.1.2 污泥处理和处置过程13-14
• 2.1.3 污泥的风险14-15
• 2.2 污泥中的水分及污泥脱水影响因素15-16
• 2.2.1 污泥中的水分15
• 2.2.2 影响污泥脱水的主要因素15-16
• 2.3 污泥调理16-19
• 2.3.1 污泥的物理调理16-17
• 2.3.2 污泥的化学调理17-19
• 2.4 絮凝剂的分类19-21
• 2.4.1 无机絮凝剂19
• 2.4.2 聚合物絮凝剂19-20
• 2.4.3 微生物絮凝剂20
• 2.4.4 复合絮凝剂20-21
• 2.5 机械脱水设备21-23
• 2.5.1 离心脱水机22
• 2.5.2 带式压滤器22
• 2.5.3 压滤过滤机22-23
• 2.6 污泥的最终处置23-25
• 2.6.1 卫生填埋23
• 2.6.2 污泥堆肥23
• 2.6.3 污泥焚烧23-24
• 2.6.4 土地利用24-25
• 2.7 研究课题的提出25-26
• 第3章 实验设计26-34
• 3.1 实验方案设计26-27
• 3.1.1 实验污泥来源26
• 3.1.2 药剂机理探讨26-27
• 3.1.3 复合凝聚剂的研制27
• 3.2 污泥指标测定27-34
• 3.2.1 含水率、有机质和污泥浓度的测定27-28
• 3.2.2 污泥比阻(SRF)的测定28-29
• 3.2.3 束缚水含量的测定29-30
• 3.2.4 EPS提取与多糖和蛋白质测定30-31
• 3.2.5 分形维数测定31-32
• 3.2.6 实验仪器和实验药剂32-34
• 第4章 污泥的化学调理34-55
• 4.1 污泥性质分析及EPS与Zeta电位和束缚水的关系34-36
• 4.1.1 污泥性质分析34-35
• 4.1.2 EPS与束缚水和Zeta电位的关系35-36
• 4.2 PAC和PFS对五种不同来源污泥的调理36-46
• 4.2.1 PAC和PFS投加量对SRF的影响36-38
• 4.2.2 污泥束缚水含量对SRF的影响38-41
• 4.2.3 污泥颗粒表面Zeta电位对SRF的影响41-44
• 4.2.4 PAC和PFS最优投加量与EPS的关系44-45
• 4.2.5 PAC和PFS最优投加量时多糖和蛋白质含量变化45-46
• 4.3 壳聚糖对五种不同来源污泥的调理46-51
• 4.3.1 壳聚糖投加量对SRF的影响46-47
• 4.3.2 壳聚糖对污泥束缚水含量的影响47-48
• 4.3.3 壳聚糖对污泥颗粒表面Zeta电位的影响48-49
• 4.3.4 壳聚糖最优投加量与EPS关系49-50
• 4.3.5 壳聚糖最优投加量时多糖和蛋白质含量变化50-51
• 4.4 累托石对五种不同来源污泥的调理51-54
• 4.4.1 累托石投加量对SRF的影响51-52
• 4.4.2 累托石对束缚水含量和Zeta电位的影响52-53
• 4.4.3 累托石最优投加量与污泥浓度之间关系53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第5章 复合凝聚剂的研制55-68
• 5.1 复合凝聚剂P的研制55-59
• 5.1.1 最优配比确定55-56
• 5.1.2 复合凝聚剂P调理后污泥性质变化56-58
• 5.1.3 本节小结58-59
• 5.2 复合凝聚剂Q的研制59-63
• 5.2.1 最优配比确定59-60
• 5.2.2 复合凝聚剂Q调理后污泥性质变化60-62
• 5.2.3 本节小结62-63
• 5.3 复合凝聚剂E的研制63-68
• 5.3.1 最优配比确定63-64
• 5.3.2 复合凝聚剂E调理后污泥性质变化64-67
• 5.3.3 本节小结67-68
• 第6章 结论与建议68-69
• 6.1 结论68
• 6.2 建议68-69
• 参考文献69-75
• 致谢75

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