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基于给水厂污泥特性的化学调理机制研究及综合利用

文献类型:学位论文

作者李明霜
答辩日期2021-06
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师王东升
关键词化学调理,给水厂污泥脱水,铝形态,Apam,污泥特性 chemical Conditioning, Drinking Water Treatment Sludge deWatering, Aluminum Speciation, Apam, Sludge Characteristic
学位名称工学硕士
学位专业环境工程
其他题名Chemical conditioning mechanism and utilization based on drinking water treatment sludge properties
英文摘要

      随着经济的发展以及社会的进步,我国居民用水需求不断增长,相应的给水 厂产水量也不断增加,在这一过程中产生了大量污泥,关于这部分污泥的脱水及 进一步资源利用已成为当前研究的热点。给水厂污泥由于含水率高,污泥颗粒可 与其表面的水化层形成稳定的胶体悬浮液,难以在自然条件下自行沉降脱水,因 此需投加调理剂使其达到脱水效果。本文研究了不同调理剂对污泥脱水性能的改 善效果,着重探讨了不同调理药剂与污泥颗粒之间的作用机制,具体内容和结果 如下:

      1. 分析了某给水厂原水性质和原泥性质与污泥脱水性能之间的相关性,得出进 水浊度、污泥粒径、污泥中有机物的含量对污泥脱水性能有较大的影响。进 水浊度越高,进入污泥中的悬浮颗粒越多,污泥固体浓度越高,污泥脱水性 能越差;污泥中有机物浓度越高,污泥颗粒表面水化层越难去除,污泥脱水 性能越差;污泥粒径越小,污泥粘度越大,污泥脱水性能越差。

       2. 研究了两种铝系混凝剂 Al13 和 AlCl3 中的铝形态对污泥脱水性能的影响。结 果表明,随着投药量的增大,污泥 CST 逐渐下降,相对于 AlCl3,Al13在投加 量较少的情况下便可取得较好的脱水效果。Al13 在调理过程中形成的絮体较 小,但是对有机物的去除能力强。AlCl3 中的铝形态以 Ala 为主,Ala可通过络 合作用与有机物结合,但未能形成沉淀,Al13中的铝形态以 Alb 为主,Alb 可 作为核团与有机物形成絮体沉淀下来,因此 Al13 调理的污泥上清液有机物浓 度和余铝浓度均低于 AlCl3。

       3. 研究了两种有机高分子调理剂 APAM 和 HCA 对污泥脱水性能的影响,结果 表明,APAM 的最佳投加量仅为 HCA 的一半,且 APAM 的调理效果占优。 APAM 调理的污泥絮体粒径远远大于 HCA,絮体粒径的增大有利于水通道的 形成进而促进污泥水分的释放,HCA 仅可释放毛细水,而 APAM 可释放污 泥的毛细水和表面吸附水。APAM 通过氢键的吸附架桥形成大块絮体以改善 污泥脱水性能,Zeta 电位的升高和有机物的变化显示出电中和及去水化作用 是 HCA 的主要调理机制。

       4. 研究了 Al13 和 APAM 复合投加对给水厂污泥脱水性能的影响,结果表明, Al13 的加入可降低 APAM 的投加量,当 Al13 投加量为 0.35 g∙L -1 时可使 APAM 的投加量降低 40%。APAM 可通过吸附架桥作用使污泥颗粒聚集成大块疏松 絮体,Al13 能够中和污泥的负电使其进一步脱稳聚沉,并降低生物大分子的 浓度,同时 Al13 可以与 APAM 发生络合反应,形成疏松的网状絮体,有利于 污泥水分的脱出。

页码90
源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47016]  
专题生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
李明霜. 基于给水厂污泥特性的化学调理机制研究及综合利用[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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