市政污泥氧化破解及高壓壓濾深度脫水技術研究.pdf

1、市政污水處理廠剩余污泥產生量巨大，含水率高。目前應用最廣泛的投加有機高分子絮凝劑輔以機械脫水的處理方法僅可將污泥含水率降至80％左右，脫水深度難以提高。污泥胞外聚合物(EPS)形成的親水性絮體結構可束縛大量水分，被認為是限制污泥脫水效果的主要原因。本文利用氧化劑對污泥EPS進行破解，釋放更多被束縛水分，再結合高壓壓濾脫水技術，以期實現污泥的深度脫水。
　　本研究先以污泥比阻(SRF)、污泥毛細吸水時間(CST)、污泥上清液中總有機

2、碳(TOC)、蛋白質、多糖以及DNA濃度為評價指標，初步探究了4種氧化劑(KMnO4、NaClO2、 Ca(ClO)2和Fenton試劑）與氯化鐵和石灰聯合調理對污泥的脫水性能的影響。結果表明，氧化劑對污泥有一定的破解作用，其上清液中TOC、多糖和DNA濃度都呈增大趨勢，但前三種氧化劑中只有投加KMnO4的污泥SRF隨投加量增大逐漸減小，10mg/g KMnO4與40mg/g FeCl3/、100mg/g CaO聯合調理時污泥SRF減小

3、率可達90.7％，經高壓壓濾后的泥餅含水率可降至62.1％。KMnO4氧化反應產物具有吸附絮凝作用，使破解后的污泥碎片重新絮凝，改善污泥脫水性能。Fenton試劑與CaO聯用的初步探究試驗也顯示出良好的處理效果，污泥SRF減小率可達94.8％，經高壓壓濾后泥餅含水率降至58.4％，脫水效果相對更好。
　　基于上述試驗結果及目前Fenton處理污泥技術的不足，本研究嘗試開發一種快速實用的Fenton氧化污泥脫水技術。在有效改善污泥脫

4、水性能的前提下將Fenton反應時間縮短到5min。正交試驗結果表明，當pH為3，Fe2+、H2O2和CaO投加量分別為50、30和50mg/g時，SRF減小率可達96.4％。試驗發現Fe2+投加量是對污泥脫水性能影響最顯著的因素。在最佳Fenton處理方案下，污泥上清液中EPS的濃度最低，且污泥粒徑的變化表現出其破解與重新絮凝的過程，表明Fenton試劑既是一種強氧化劑，更是一種有效的污泥碎片混凝劑。對泥餅顯微結構的觀察發現其表面呈相