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动电技术处理城市污水脱水污泥的试验研究

作　者: 肖秀梅
导　师: 吴星五
学　校: 同济大学
专　业: 环境工程
关键词: 动电技术脱水污泥等电点电渗流重金属含水率
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

城市化进程的加快，城市污水量越来越多，污水处理厂大量兴建，污泥产量越来越大，污泥出路问题成为难题。污泥的减量化与资源化，已成为我国乃至世界环境界广泛关注的课题之一，重金属问题是资源化利用中的一大障碍。动电技术过去用于食品加工业中的脱水和被重金属污染土壤的修复，由于其操作方便，可同时去除多种重金属，最近开始被用于污泥脱水和污泥中重金属去除的试验研究。本文研究采用动电技术对城市污水脱水污泥中重金属去除及污泥减量化的可行性。以上海市白龙港污水处理厂脱水污泥为研究对象，在恒电压条件下对污泥动电处理，对处理过程中污泥床上电压分布、电渗流方向及处理前后污泥的含水率、重金属等各理化性质的变化等进行了试验研究。研究发现：对原污泥动电处理时，电渗流向阴极方向流动，系统电压降主要发生在污泥床的阳极区，使得系统脱水驱动力减小，处理后污泥的含水率很不均匀，由阳极区向阴极区逐渐升高。本文通过对阳极板开孔及动电处理过程中逐渐向阴极方向移动阳极的方法来缓解这种现象。阳极板开孔时，可减少极化现象，污泥床电阻增加较慢，电渗流增加速度较快。动电处理12h，极板开孔系统污泥床的电阻是不开孔系统的3／5左右；动电处理72h，两系统污泥床的电阻相差不大，但开孔系统收集到的电渗流累积量比不开孔系统的多20％。AA法对污泥动电处理后，污泥床各区域的含水率比较均匀。采用固定阳极法(FA法)对含水率为74.61％的原污泥动电处理96h后，阳极区污泥的含水率降至49.5％，阴极区的仅可降至61.9％，平均含水率为55.5％；同样条件下，采用AA法处理后，各区域污泥的含水率为53％～57.2％，平均为55.3％，且AA法比FA法节约能耗。但对重金属的去除效果都不好。动电处理过程中，电渗流的方向与污泥的pH值有关，并且影响重金属离子的移动。当污泥的pH值高于其等电点时，电渗流向阴极方向流动，处理后污泥中重金属含量阳极区低，阴极区高；当污泥的pH值为其等电点时，电渗流向阳极、阴极两个方向流动，处理后污泥中重金属含量中间区低，阳、阴极两区较高；当污泥的pH值低于其等电点时，电渗流向阳极方向流动，处理后污泥中重金属含量阳极区最高，其它区域无明显变化规律。对污泥酸化预处理并在两极室增设极液，可以提高重金属的去除率，但酸化后污泥的pH值须高于其等电点，以使电渗流的方向与重金属离子移动方向一致。当将污泥酸化至pH值为6.35，且阳极室用去离子水作为极液，阴极室用0.01N的硝酸溶液作为极液，并维持其pH值在2左右，对酸化污泥动电处理120h，污泥中Zn、Cu、Ni的平均去除率分别为46.9％、36.9％、53.1％，阳极区的去除率均在60％以上；同时，污泥含水率由74.12％降至67.83％。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-13
第1章引言  13-30
  1.1 城市污水污泥的处理与处置现状  13-15
    1.1.1 国外城市污水污泥处理与处置现状  13-14
    1.1.2 国内城市污水污泥处理与处置现状  14
    1.1.3 城市污水污泥处理与处置评价  14-15
  1.2 城市污水污泥脱水技术研究进展  15-17
    1.2.1 自然干化  15
    1.2.2 机械脱水  15-16
    1.2.3 电渗透脱水  16-17
  1.3 城市污水污泥重金属去除技术研究进展  17-22
    1.3.1 生物淋滤技术  18-19
    1.3.2 化学固定技术  19-20
    1.3.3 植物修复技术  20-21
    1.3.4 动电处理技术  21-22
  1.4 动电技术研究进展  22-27
    1.4.1 动电技术作用原理  22-25
    1.4.2 动电修复技术工艺  25-27
    1.4.3 运行条件、控制类型  27
  1.5 本论文研究目标、内容和技术路线  27-30
    1.5.1 研究目标  27-28
    1.5.2 研究内容  28-29
    1.5.3 研究技术路线  29-30
第2章试验方法及装置  30-47
  2.1 试验方法  30-31
    2.1.1 试验设备与仪器  30
    2.1.2 样品的分析测定方法  30-31
  2.2 试验材料  31-32
  2.3 试验装置  32-34
  2.4 试验条件的探讨  34-47
    2.4.1 不同电压梯度时的试验  34-41
    2.4.2 试验装置的改进  41-46
    2.4.3 小结  46-47
第3章 FA法与 AA法对原污泥动电处理的试验研究  47-57
  3.1 试验方法  47-48
  3.2 结果与讨论  48-56
    3.2.1 电流变化  48-49
    3.2.2 电渗流变化  49-50
    3.2.3 pH值变化  50-51
    3.2.4 电导率变化  51
    3.2.5 含水率变化  51-52
    3.2.6 VS变化  52-53
    3.2.7 氧化还原电位变化  53
    3.2.8 重金属含量变化  53-55
    3.2.9 能耗分析  55-56
  3.3 本章小结  56-57
第4章 FA法对酸化污泥动电处理的试验研究  57-72
  4.1 试验方法  57-58
  4.2 结果与讨论  58-71
    4.2.1 电流变化  58-59
    4.2.2 电渗流变化  59-61
    4.2.3 pH值变化  61-62
    4.2.4 电导率变化  62-63
    4.2.5 含水率变化  63-64
    4.2.6 污泥中重金属形态随pH值的变化  64-65
    4.2.7 电渗流中重金属含量  65-67
    4.2.8 污泥中重金属含量的变化  67-70
    4.2.9 VS变化  70-71
  4.3 本章小结  71-72
第5章总结与建议  72-74
  5.1 总结  72-73
  5.2 建议  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-79
个人简历在读期间发表论文情况  79

动电技术处理城市污水脱水污泥的试验研究

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