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改性粉煤灰对城市污泥的调理作用及机理分析

作　者: 陈畅亚
导　师: 曾光明；张盼月
学　校: 湖南大学
专　业: 环境工程
关键词: 城市污泥污泥调理粉煤灰改性机理
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 82次
引　用: 1次
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内容摘要

城市和工业废水在用活性污泥法处理的过程中常常会产生大量的剩余污泥,这些剩余污泥由于含水率高,体积庞大,已成为城市污水处理厂污泥处理的“瓶颈”问题。机械脱水是目前应用最多的减小污泥体积的方法。化学调理法被广泛应用于改善污泥的机械脱水性能,但由于所使用的调理剂价格昂贵,导致处理的成本费用较高,制约了其的发展。因此,寻找新的价格低廉、效果显著的调理剂成为目前重要的研究工作之一。本文考察了改性粉煤灰对城市污泥的调理作用并对其作用机制进行了分析。粉煤灰是电厂的废物,将其改性后,对城市污泥进行调理以改善污泥脱水性能,既处理了污泥,同时也为粉煤灰提供了出路,是一种以废治废的方法。本文以硫酸作为改性剂,考虑酸浓度、酸灰比和酸浸时间的影响,以污泥比阻作为评价指标,采用正交试验法确定粉煤灰改性的最佳条件,所得出最佳的改性条件为:酸浓度为4 mol/L,酸灰比5:1 ml/g,酸浸时间为3 h。将改性后的粉煤灰应用于污泥调理,真空过滤脱水实验、离心脱水实验和沉降实验被用于调理改善污泥脱水沉降性能的研究。结果显示,粉煤灰能有效地调理污泥,降低污泥的比阻值,且改性后的粉煤灰比未改性的粉煤灰具有更好的调理性能。改性粉煤灰投量为30 g/L时,污泥比阻由原来的1.86×10¹³ m/kg下降到4.23×10¹¹ m/kg,滤饼的含水率由86.90%下降到56.52%。通过对调理前后污泥的扫描电镜照片和显微镜照片,以及对胞外聚合物组成和含量、Zeta电位等参数的测定,对改性粉煤灰调理污泥的机理进行了分析,为改性粉煤灰在污泥调理中的实际应用提供理论基础和指导。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
插图索引  10-11
附表索引  11-12
第1章绪论  12-28
  1.1 我国污泥的概况  12-22
    1.1.1 城市污水污泥的来源及分类  12-13
    1.1.2 污泥的产生量  13-14
    1.1.3 污泥的性质  14-18
    1.1.4 污泥处理与处置  18-19
    1.1.5 我国污泥的处理处置概况  19-22
  1.2 污泥脱水  22-25
    1.2.1 污泥机械脱水的基本原理  22
    1.2.2 影响污泥脱水的因素  22-23
    1.2.3 污泥调理  23-24
    1.2.4 污泥机械脱水  24-25
  1.3 选题背景、研究目的与内容  25-28
    1.3.1 选题背景  25-26
    1.3.2 研究目的  26
    1.3.3 主要研究内容  26-28
第2章粉煤灰的改性  28-38
  2.1 前言  28-31
    2.1.1 粉煤灰的产生、组成及基本性质  28-29
    2.1.2 粉煤灰在环境工程中的利用  29-30
    2.1.3 粉煤灰的改性  30
    2.1.4 正交试验设计  30-31
  2.2 实验部分  31
    2.2.1 实验目的  31
    2.2.2 实验仪器与药剂  31
  2.3 材料与方法  31-34
    2.3.1 药品及试剂  31-32
    2.3.2 供试污泥  32
    2.3.3 供试粉煤灰  32
    2.3.4 主要性能参数与测定方法  32-34
  2.4 实验内容  34-35
    2.4.1 粉煤灰的预处理  34
    2.4.2 粉煤灰的改性  34-35
    2.4.3 污泥调理实验  35
    2.4.4 改性粉煤灰性质分析  35
  2.5 实验结果与讨论  35-37
    2.5.1 污泥改性正交试验  35-36
    2.5.2 改性粉煤灰的性质  36-37
  2.6 小结  37-38
第3章改性粉煤灰调理污泥  38-47
  3.1 前言  38
  3.2 实验部分  38-39
    3.2.1 实验目的  38-39
    3.2.2 实验仪器与药剂  39
  3.3 材料与方法  39-41
    3.3.1 药品及试剂  39-40
    3.3.2 供试污泥  40
    3.3.3 供试改性粉煤灰  40
    3.3.4 主要性能参数与测定方法  40-41
  3.4 实验内容  41
    3.4.1 污泥调理实验  41
    3.4.2 真空脱水过滤实验  41
    3.4.3 离心脱水实验  41
    3.4.4 沉降实验  41
  3.5 实验结果与讨论  41-46
    3.5.1 污泥真空脱水过滤实验  41-43
    3.5.2 离心脱水实验  43-44
    3.5.3 污泥沉降试验  44-46
  3.6 小结  46-47
第4章机理分析  47-56
  4.1 前言  47
  4.2 实验部分  47-48
    4.2.1 实验目的  47
    4.2.2 实验仪器与药剂  47-48
  4.3 材料与方法  48-50
    4.3.1 药品及试剂  48
    4.3.2 供试污泥及改性粉煤灰  48-49
    4.3.3 主要性能参数与测定方法  49-50
  4.4 实验内容  50-51
    4.4.1 胞外聚合物的提取与测定  50
    4.4.2 Zeta 电位测定  50-51
    4.4.3 显微镜观察  51
    4.4.4 污泥热值测定  51
  4.5 实验结果与讨论  51-55
    4.5.1 改性粉煤灰投加量对胞外聚合物的影响  51-52
    4.5.2 改性粉煤灰投加量对Zeta 电位的影响  52-53
    4.5.3 显微镜照片  53-54
    4.5.4 污泥热值  54-55
  4.6 小结  55-56
结论  56-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  63

改性粉煤灰对城市污泥的调理作用及机理分析

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