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超聲法處理污水廠的剩余污泥

文檔作者：章峰，朱仁發(fā)，徐冰文檔來源：合肥學(xué)院		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月13日
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第4l卷，第6期
2015年12月
安徽化工
ANHUI CHEMICAL INDUSTRY
Vo1．41．No．6
Dec．2015 65
超聲法處理污水廠的剩余污泥
章峰，朱仁發(fā)，徐冰
(合肥學(xué)院，安徽合肥230601)
摘要：合肥市經(jīng)開區(qū)生活污水處理廠的污泥，在超聲預(yù)處理后，進(jìn)行了PAM和PAC的混合投加污泥脫水效果的優(yōu)化研究。98％污泥在
0．1％PAM+10％PAC的混合配比下，污泥的脫水效果較好。超聲對不同濃度污泥的處理進(jìn)行了優(yōu)化。
關(guān)鍵詞：污泥；超聲；比阻；脫水；配比
doi：10．3969~．issn．1008-553X．2015．06．021
中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008—553X(2015)06—0065—03
在處理生活污水的過程中，會有大量的污泥產(chǎn)生，這
些污泥的含水率高達(dá)95％一99．5％t”?，F(xiàn)代社會對環(huán)境的
關(guān)注越來越嚴(yán)格，因此，處理污泥之前，需要進(jìn)行一些預(yù)
處理來降低含水率，從而降低處理成本和易于運(yùn)輸、轉(zhuǎn)
運(yùn)。而污泥脫水過程的關(guān)鍵問題在于改善污泥本身的脫
水性能，一般采用投加混凝劑、絮凝劑方法來對污泥進(jìn)
行調(diào)質(zhì)[2-3]。
本文以合肥市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)生活污水處理廠的剩余
污泥為研究對象，首先測定未處理污泥的比阻，再加人
絮凝劑和混凝劑，觀察其脫水效果。之后，將混凝劑及絮
凝劑進(jìn)行復(fù)配，考查污泥的比阻變化，以確定對該污泥
樣品較優(yōu)化的復(fù)配投配 。 ，
1 實驗部分
1．1 實驗材料
聚合氯化鋁(PAC)：配成質(zhì)量濃度為10％的溶液；
陽離子聚丙烯酰胺(PAM)：樣品溶劑配制成質(zhì)量濃度為
2％。的溶液；超聲儀器；秒表、真空泵、壓力表、緩沖瓶、量
筒、布氏漏斗、濾紙等。
1-2 實驗方法
污泥比阻是單位質(zhì)量的污泥在一定壓力下過濾時
在單位過濾面積上的阻力。污泥比阻越小，處理的效果
越好，因而利用污泥比阻的大小可以判斷處理污泥的效
果。根據(jù)公式：
： (1)
w
式中：A：過濾面積m )；P：過濾時的壓力(kg·m-2)；
：動力粘滯度(kg·S·ITI )；w：濾過單位體積的濾液在過
濾介質(zhì)上截留的干固體重量(kg·rfl-3)；b：過濾方程
t／v=b·v+a所代表的直線的斜率It：過濾時間(s)，V：濾液
體積(m。)]。
實驗裝置見圖1。
1．布氏漏斗2．膠管3．壓力器
4．真空泵5．控制閥門
圖1實驗裝置圖
用量筒量取20mL污泥，測定其含水率，換算成污
泥的干重 。分別量取250mL的污泥置于5個250mL的
燒杯中，放入超聲儀進(jìn)行超聲波處理10min，再分別加
人不同濃度的PAM和PAC，攪拌器攪拌，每組的條件一
致。攪拌結(jié)束后，分別依次倒人布氏漏斗中，不同時間(0、
10、20、30、40、50、60、90、120、150、180、240、300、360、480、
600s)，分別讀取數(shù)據(jù)，利用時間(t)與體積(V)關(guān)系，根據(jù)
fv=b·v+a的方程求b，根據(jù)公式(1)算出比阻r(s2／g)。
2 結(jié)果與討論
測得合肥市經(jīng)開區(qū)污水處理廠活性污泥的含水率
為98．1％。根據(jù)測定的含水率，換算成污泥的干重 。
2．1 超聲處理對單獨(dú)使用絮凝劑污泥減量化的影響
超聲處理后污泥在不同絮凝劑(PAM、PAC)作用
下，減量化的結(jié)果見圖2、圖3。
收稿日期：2015—04—20
作者簡介：章峰(1987一)，男，研究生；通訊聯(lián)系人：朱仁發(fā)(1963一)，男，教授，研究方向：固體廢棄物的處理處置，0551—62158442， 13515513735,zrfustc@163-com。
66 總第198期2015年第6期(第41卷) 安徽化工
U U U．1 U．Z 0 U．4
PAM (％)
圖2超聲對不同濃度PAM的影響
從圖2、圖3可看出，經(jīng)過超聲處理后的污泥脫水
效果更好，這主要是由于超聲可以破壞污泥中的一些菌
膠團(tuán)結(jié)構(gòu)，使其中的水釋放出來；而且超聲會產(chǎn)生一些
熱量，使污泥細(xì)胞發(fā)生破裂和擾動，進(jìn)而促進(jìn)了脫水。從
圖1可以看出，隨著PAM濃度的增加，污泥比阻先降低
后增大。這主要是由于加入低濃度的藥劑，分子帶有的
正電荷無法完全中和污泥的負(fù)電荷，使得帶有負(fù)電荷的
污泥相互排斥，于是污泥的比阻高；如果藥劑過量，藥劑
的正電荷會與污泥的絮團(tuán)鏈接在一起，這樣同性電荷相
PAM 【％ )
圖4超聲對不同濃度PAM含有10％PAC的影響
從圖4、圖5可以看出，混合試劑比單獨(dú)投加藥劑
的效果要好很多。在圖4中，先加入的PAC是無機(jī)試
劑，中和了一部分試劑，形成了小的絮團(tuán)，然后加入分子
量很大的PAM，這樣帶有正電荷的大分子絮團(tuán)與帶有
負(fù)電荷的小的絮團(tuán)相互結(jié)合，促進(jìn)了脫水。從圖5可以
看出，加入了PAM后，開始時污泥的脫水效果明顯，隨
著PAC量的增加，脫水效率反而降低。這主要是因為無
機(jī)藥劑過量，污泥帶上了正電荷，與加入帶有正電荷的
PAM相互排斥，不利于絮狀物的形成，從而不利于脫
水。從圖4還可以看到，混合試劑在0．1％PAM和10％
PAC的混合配比下，污泥的脫水效果比較好。
圖3超聲對不l司濃度PAC的影響
斥，也會使污泥的比阻升高，不利于脫水，因而需要找到
合適的投加量。然而在圖2中，隨著PAC濃度增加，污
泥的比阻隨之增加。這主要是因為藥劑中的Al 和Fe
容易在水中形成溶劑，正離子與電負(fù)性的污泥顆粒相互
作用，污泥顆粒通過碰撞、范德華力、吸附等作用湊擁在
一團(tuán)，形成大的基團(tuán)，促進(jìn)了污泥的脫水。
2．2 混合藥劑的絮凝試驗
超聲處理后的污泥在混合絮凝劑作用下的處理結(jié)
果見圖4、圖5。
U I Z J ■ 0 口 ， IU ¨ I l I4 l0 I 1， l
PAC(％)
圖5超聲對不同濃度PAC含有0．2％PAM的影響
2．3 不同濃度污泥的絮凝試驗
取合肥市經(jīng)開區(qū)污水處理廠的活性污泥，測得其含
水率為98．1％，分別將含水率為98．1％的污泥濃縮到含
水率為95％、96％、97％、98％的污泥。
從圖6、圖7可知，經(jīng)超聲處理，PAC、PAM對不同
濃度的污泥有著不同的影響。圖6中，在污泥中加入相
同濃度的PAM，95％的污泥脫水效果比較好；圖7中，污
泥中加入相同濃度的PAC，96％的污泥脫水效果比較
好。這主要是由于不同濃度的污泥加入不同配比的藥
劑，污泥中形成的絮團(tuán)大小不一，造成了脫水效果也不
一樣。
6 5 4 3 2 ，
一 ∞ 。1)醴羞
6 5 4 3 2 ， O
— s6。1)盟羞
6 5 4 3 2 1 O
— 。1)嶷丑
章峰，等：超聲法處理污水廠的剩余污泥 67
0
疊
丑
PAC (％)
圖6 PAC對不同濃度污泥的影響
3 結(jié)論
(1)超聲對污泥的預(yù)處理有很好的促進(jìn)作用。
(2)超聲對不同濃度污泥的處理效果有很大區(qū)別。
污水廠可以將污泥濃縮到一定濃度再進(jìn)行處理，這樣更
利于污泥脫水。
(3)混合配比的絮凝劑提高了污泥的脫水效果，并
且降低了處理污泥的成本。
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0
理
丑
0
000 005 0．10 015 020 0．25 0 30 0 35 040 0．45
PAM(％)
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口
Treatm ent of Excess Sludge Reduction W astewater Treatm ent Plant by Ultrasonic M ethod
ZHANG ，ZHU Ren-fa，XU Bing
(Hefei University，Hefei 230601，China)
Abstract：According to Hefei Economic Development Zone sewage treatment plant sludge，observed amixing PAM ，PAC
dosing and sludge dewateilng optimization．After ultrasonic pretreatment in 98％ of the sludge at 0．1％ PAM~1 0％ PAC mixing
ratio．the sludge dewatering is the better．Uhrasound sludge treatment with different concentrations were optimized．
Key words：sludge；ultrasound；specific resistance；dehydration；matching
<> ●< > ●<> ●<> ●< > ●<> ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●<> ●< > ●<> ●-(> ●< > ●< > ●< > ●<> ●< > ●<> ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●<> ●<> ●< > ●<> ●<> ●< > ●0 ●<> ●<> ●<> ●<> ●<> ● 0 ●o ●< > ●<> ●< > ●<> ●< > ●<> ●<> ●<> ●< > ●
(上接第64頁)
Ozone+ Ultrafiltration on the Characteristic Study of M unicipal Sewage Treatment
Plant Secondary Efl uent Dissolved Organic Compound
zHANG Fang-fanf，LIShi-lonf，LIU Chao_ ，LING Cong，DUAN Wen-sonbJ
(1．Department of Environmental Science and Engineering，Anhui Normal University，Wuhu 241000，China；
2．Anhui Traffic Navigation Engineering Co．，Ltd．，Hefei 2300 1 1，China)
Abstract：The dissolved organic compound (D0C)of municipal sewage treatment plant secondary efluent is used for
research object，adopting ozone as pretreatment means and passing through 4000，6000，1 0000，20000，30000Dahon polyether
sulfone (PES)uhrafihration membrane to uhrafihrate the water samples。studying dissolved organic matter of the secondary
efiuent．The results indicate that① the molecular weight of dissolved organic compound caused flux decline is mainly in the
range of more than 20000Dahon；(~the size of the dissolved organic compound of municipal sewage treatment plant secondary
efluent is mainly in the range of less than 4000Dahon：(~)ozone can lower the high molecular weight of organics．
Key words：0zone；uhrafiltration；D0C；molecular weight distilbution
6 5 4 3 2

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