城市污水處理廠污泥除渣-除砂-電化學預處理技術研究.pdf

1、隨著生活污水和工業廢水處理率的提高,污泥的產量越來越大。我國污泥年產生量約為1×107噸/年,且隨著廢水處理要求的提高,污泥產生量也逐年提高。如何提高污泥脫水性能、減少污泥處理費用成為當今各國一個重要的研究課題。
　　 本課題以城市污水廠污泥為研究對象,針對污水處理廠現有設施在某些時段除渣、除砂效果較差致使污泥中含砂、含渣量較高并進而引發后續污泥處理設施磨損嚴重,導致正常運行受到影響的問題,研究探討HUBER污泥過濾機的除渣最佳

2、工藝運行參數,同時研發了一種旋流式污泥除砂裝置,考察了不同時期,不同進泥流量條件下污泥除砂機的運行參數。此外,研究了電化學預處理對污泥脫水性能的影響;應用CST。測定儀、污泥比阻測試儀、高速離心機、電子顯微鏡和zeta電位測定儀等先進的分析儀器,系統地研究了電化學預處理對污泥比阻、CST、zeta電位、微觀結構的影響,同時測定了污泥上清液EPS濃度變化,并且利用這些結果分析電化學預處理對污泥脫水性能影響的原因。應用響應曲面法設計實驗,確

3、定了電化學處理對污泥脫水性能影響的最佳工藝參數;在此基礎上,進一步深化研究了藥劑調理與電化學處理聯用對污泥脫水性能的影響。本課題得出的研究結論主要有:
　　 (1)以HUBER污泥過濾機對城市污水處理廠產生的污泥進行除渣處理,其對污泥中粒徑大于0.5 mm的渣塊去除效率最高可達65％以上;對粒徑大于2 mm渣塊的去除效率要優于對0.5 mm的渣塊,最高可達90%以上;對污泥中粒徑大于5 mm的渣塊,未在4目孔徑的標準篩子里檢出,

4、除渣效果好。影響污泥過濾機除渣效率的主要因素為污泥進泥流量、污泥進泥濃度和污泥進泥含渣量。通過實驗研究分析表明:污泥渣的去除率隨污泥進泥流量的增加呈現先增大后減小的趨勢;隨著污泥進泥濃度的增加而減小;隨著進泥含渣量的增加而增大。初沉池污泥的濃度較高,污泥粘度較大,影響渣塊在污泥過濾機的流動性,且由于進泥含渣量較低,導致污泥過濾機對初沉池污泥的除渣效率較化學池要低。
　　 (2)以自行研發的污泥除砂機對污水處理廠產生的污泥中的砂粒

5、進行去除,結果表明,在相同進泥流量條件下,高濃度污泥、低頻率運行條件和低濃度污泥、高頻率運行條件下,除砂機對化學濃縮池中的砂粒具有較好的去除效果,最高可達90%以上;在較高污泥濃度(約4%)和較高的進泥流量條件下,較高頻率(40Hz)運行條件下,污泥除砂機對污泥的除砂效果較差,僅為20%左右,較低頻率運行條件下,污泥除砂機對污泥的粗砂去除率達75%以上,特別是在20Hz和30Hz頻率運行條件下,除砂機對污泥中的砂粒去除效果較好?？傊?在

6、較高污泥進泥濃度下,低頻率和高進泥流量條件下,污泥除砂效果較好;中等進泥流量除砂效果較差;高頻率運行條件下,除砂率隨污泥進泥流量下降而上升。
　　 (3)采用不同的電化學電壓,電解時間和電極間距處理污泥,考察電化學對污泥脫水性能的效果。通過研究表明,50 V和5 min的電化學預處理為最適處理條件。皮爾森系數分析表明,EPS和多聚糖與標準化CST值具有較好的正相關關系。電化學預處理和PAM添加劑的聯合調理作用可有效地提高污泥的脫

7、水性能。通過電化學預處理,可使PAM用量減小50%,標準化CST值減小了36.8%。掃描電鏡結果表明,電化學預處理使污泥絮體遭到破壞,細胞發生裂解,使細胞間隙水和胞內物質釋放到溶液中,在一定程度上可使污泥脫水性能得到改善。
　　 (4)通過響應面法優化實驗條件,建立多變量多項式方程用來描述電化學預處理過程,得出最適電解電壓、電解時間和電極間距分別為21 V,12 min和5 cm,此時污泥的CST減小率為22.15%。最佳實驗條

8、件下的得出的CST減小率為18.8±3.1%,表明實驗值和多項式公式得出的預測值具有很好的擬合性。
　　 (5)通過電化學處理示范工程表明,在較低污泥濃度條件下,較低的電化學處理條件對污泥的脫水性能起促進作用;在中等污泥濃度條件下,15 v,30 min為最佳電化學處理條件;在高污泥濃度條件下,高電壓處理條件能較好地改善污泥脫水性能。示范工程運行費用低,污泥經電化學處理后,效果好,CST值明顯降低。每噸污泥電化學處理的動力費用為