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不同混凝剂对污泥脱水性能的影响研究
更新时间:2016-06-16 来源:环境科学学报 作者:牛美青,张伟军,王东升,徐孝雅,段晋明

摘要:采用无机和有机混凝剂对污泥进行调理,通过测定污泥比阻、Zeta 电位以及污泥上清液中蛋白质、多糖和 DNA 含量,同时结合污泥上清液的三维荧光光谱分析,研究了不同混凝剂及其投加量对污泥脱水性能的影响. 结果表明: 当聚合氯化铝( PAC) 、高效聚合氯化铝( HPAC) 和氯化铁( FeCl3 ) 的投加量在干污泥量的 10% 附近时,污泥比阻值最小,同时三维荧光强度值也最小,Zeta 电位以及上清液中蛋白质、多糖和DNA 的含量基本趋于稳定. 无机混凝剂与有机混凝剂联合作用调理污泥后其脱水效果明显优于单一混凝剂调理. 有机混凝剂与无机混凝剂投加顺序对污泥脱水性能影响显著,先投加无机混凝剂再投加有机混凝剂的脱水效果最佳,研究筛选出两种混凝剂联合作用调理污泥后,其脱水效果顺序为 10% PAC + 0. 5% PAM > 10% FeCl3 + 0. 5% PAM > 10% HPAC + 0. 5% PAM.

1 引言( Introduction)

污水处理过程中产生的大量污泥,因其颗粒较细,含水率高,给其处理和处置带来很多困难. 故必须对污泥进行处理,以减小后续处理的能耗和费用. 研究表明,污泥颗粒带负电荷,与表面裹着的水合层形成一种稳定的胶体悬浮液,由于亲水性胶体粒子形成双电层,它与水的亲和力很强,因此沉降性能和脱水性能很差,导致污泥中固体和水的分离比较难( 涂玉,2008) . 同时发现存在于污泥中的有机成分,特别是细菌及胞外聚合物( EPS) 会影响污泥脱水性能,增加污泥脱水难度 ( Thapa et al. , 2009) . 研究表明,污泥脱水性能与胞外聚合物( EPS) 各组分含量存在一定的联系,EPS 中多糖含量与污泥沉降性能呈正相关,即多糖含量越多,沉降性能越好,污泥脱水性能越佳( Goodwin et al. , 1985) . 而蛋白质和 DNA 含量越高,污泥脱水性能越差( Liao et al. ,2001) .

传统的改善污泥脱水效果的方法有污泥物理调理法和化学调理法,化学调理法因其操作简便、价格低廉、效果显著成为最常用的方法之一. 常用的化学调理剂有无机混凝剂、有机高分子混凝剂和微生物混凝剂,前两种混凝剂是目前化学调理的主流方向. 单一混凝剂调理容易出现投加量过大而使脱水效果急剧下降的现象( Lee et al. ,2000) . 无机调理剂对过滤速度的提高不如有机调理剂,但是其“骨架”作用也能达到较好的脱水效果( 王蓉 2008;王久思 2002) . 显然两种药剂联合调理已经引起研究者广泛兴趣,因此本论文在无机混凝剂调理基础上重点分析有机混凝剂与无机混凝剂联合作用对污泥脱水性能的影响,选用氯化铁( FeCl3 ) 、聚合氯化铝( PAC) 、高效聚合氯化铝( HPAC) 和阳离子型聚丙烯酰胺( PAM) 作为混凝剂,研究不同化学混凝剂的投加量和组合对污泥比阻的影响,利用三维荧光和直接定量测定污泥调理前后上清液中胞外聚合物( EPS) 的组成变化趋势,最终分析污泥上清液、三维荧光光谱与污泥脱水性能的关系,在此基础探讨了污泥化学调理的机理.

版权、出处:《环境科学学报》

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