粉煤灰制備調(diào)理劑用于生活污泥脫水的試驗(yàn)研究.pdf

1、本文以粉煤灰為主要原料，對其中含有的硅鋁鐵進(jìn)行提取，并以此進(jìn)行污泥調(diào)理劑的制備，將其應(yīng)用于污泥脫水的調(diào)理過程中，并和聚氯化鋁(PAC)做對比，以污水廠自用陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)為參照考察各絮凝劑的調(diào)理效果。對于經(jīng)提取硅鋁鐵后剩余的粉煤灰本文也對其用于污泥的調(diào)理進(jìn)行了研究，為資源化利用脫水污泥并解決使用無機(jī)調(diào)理劑以及粉煤灰等助凝劑造成的濾餅增重問題，對脫水后產(chǎn)生的濾餅進(jìn)行了制備粉煤灰-污泥免燒濾料的研究。主體內(nèi)容如下:
　　

2、 單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)表明，對于二氧化硅較好的提取條件為:溫度80℃，時間20h，堿濃度3mol/L，此時濾液中二氧化硅濃度為0.485mol/L，二氧化硅提取率為27.4％。將堿浸渣洗至近中性后進(jìn)行酸浸正交試驗(yàn)，較佳的提取條件為:溫度70℃，時間2h，液固比7.5∶1，鹽酸濃度15％，此條件下三氧化二鋁提取率為31.6％，三氧化二鐵提取率為53.54％。
　　 利用堿浸液中的硅與酸浸液中的鋁鐵進(jìn)行了合成污泥調(diào)理劑研究。通過正交

3、試驗(yàn)考察了nSi∶n(Al+Fe)，反應(yīng)液pH，反應(yīng)溫度對調(diào)理劑性能的影響，選取污泥比阻為考察指標(biāo)，確定最優(yōu)組合為:nSi∶n(Al+Fe)=1∶2，反應(yīng)液pH=3.5，反應(yīng)溫度為50℃。對合成的調(diào)理劑進(jìn)行性質(zhì)測定及表征，XRD及紅外光譜(IR)分析表明調(diào)理劑為由鋁鐵硅等元素聚合成的無定形高分子物質(zhì)，掃描電鏡(SEM)觀察表明合成的調(diào)理劑為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可在調(diào)理污泥時將污泥脫穩(wěn)顆粒連接、網(wǎng)捕在一起，形成較大絮體，提高污泥脫水性能。
　

4、　 將自制污泥調(diào)理劑用于污泥調(diào)理試驗(yàn)中，并與PAC進(jìn)行對比考察，對于CPAM以及粉煤灰、堿浸粉煤灰、酸浸粉煤灰的調(diào)理性能也進(jìn)行了考察，主要進(jìn)行了真空抽濾試驗(yàn)、污泥沉降試驗(yàn)、離心脫水試驗(yàn)以及調(diào)理劑聯(lián)合使用的試驗(yàn)研究。
　　 真空抽濾試驗(yàn)中，考察了自制調(diào)理劑、PAC、CPAM以及三類粉煤灰對污泥比阻、濾餅含水率、濾液水質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在污泥比阻方面，自制調(diào)理劑的調(diào)理效果優(yōu)于PAC，在投加量皆為3.6×10-3mol/L條件下，

5、自制調(diào)理劑調(diào)理后污泥比阻為0.22×109s2/g，PAC調(diào)理后污泥比阻為0.43×109s2/g; CPAM在50mg/L的最佳投加量下比阻為0.14×109s2/g，效果好于自制調(diào)理劑及PAC;三類粉煤灰調(diào)理污泥后都可使污泥比阻減小，酸浸粉煤灰效果最好。在濾餅含水率方面，自制調(diào)理劑、PAC及CPAM對濾餅含水率的下降貢獻(xiàn)不大，自制調(diào)理劑調(diào)理后濾餅含水率略低于PAC及CPAM;三類粉煤灰調(diào)理污泥使濾餅含水率下降較多，對污泥濾餅含水率下

6、降有一定促進(jìn)作用;在濾液水質(zhì)方面，CPAM對濁度和CODCr去除率較高，自制調(diào)理劑及PAC對TP去除效果較好，三者對氨氮去除都較低，總體上自制調(diào)理劑對于濾液水質(zhì)改善效果好于PAC。
　　 污泥沉降試驗(yàn)表明，三類絮凝調(diào)理劑對污泥的沉降性能都有改善作用，其中CPAM效果較好;三類粉煤灰同樣可以改善污泥的沉降效果，其中堿浸粉煤灰的效果較好。
　　 離心脫水試驗(yàn)表明，原泥直接離心效率差，CPAM在50mg/L的投加量下效果最好，

7、離心5min后濾餅含水率為91.12％;自制調(diào)理劑在投加量為3.6×10-3mol/L時效果較好，離心5min濾餅含水率為90.82％; PAC在7.2×10-3mol/L的投加量下效果最好，離心5min濾餅含水率為91.14％，依然不如CPAM及自制調(diào)理劑。
　　 對自制調(diào)理劑、酸浸粉煤灰及CPAM的聯(lián)合調(diào)理進(jìn)行了研究，在自制調(diào)理劑與CPAM的聯(lián)合調(diào)理試驗(yàn)中，固定CPAM投加量為30mg/L，自制調(diào)理劑投加量為1.8×10-3

8、mol/L時比阻最小為0.19×109s2/g，而單獨(dú)投加CPAM時，投量為50mg/L時比阻才降為0.20×109s2/g，即聯(lián)合使用可在減少CPAM投加量的情況下取得等同效果;在酸浸粉煤灰與CPAM的聯(lián)合調(diào)理試驗(yàn)中，固定CPAM投加量為30mg/L，酸浸粉煤灰投加量為15g/L時比阻為0.14×109s2/g，小于CPAM投加量為50mg/L時的比阻，并且單獨(dú)投加粉煤灰需投加超過25g/L才可將比阻降為0.20×109s2/g以下，

9、即聯(lián)合投加可減少CPAM及酸浸粉煤灰的投加量;在自制調(diào)理劑與酸浸粉煤灰的聯(lián)合調(diào)理試驗(yàn)中，固定自制調(diào)理劑投量為1.8×10-3mol/L，當(dāng)酸浸粉煤灰投加量在20g/L以內(nèi)時聯(lián)合效果明顯，超過20g/L后聯(lián)合調(diào)理效果不明顯，單獨(dú)投加10g/L酸浸粉煤灰時，比阻為0.7×109s2/g，聯(lián)合投加時比阻降為0.31×109s2/g，成為易過濾污泥。
　　 文中同時對影響污泥調(diào)理效果的其他因素以及各調(diào)理劑的調(diào)理機(jī)理進(jìn)行了分析，對脫水污泥