改性粉煤灰对污泥深度脱水的效果及机理分析

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1、改性粉煤灰对污泥深度脱水的效果及机理分析ModifiedFlyonEffectandMechanismofSludgeDewateringDepthAnalysis研究生：李建丰指导教师：傅金祥教授黄殿男副教授学科专业：市政工程二〇一五年十二月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文改性粉煤灰对污泥深度脱水的效果及机理分析作者姓名：李建丰入学年份：2013年9月指导教师：傅金祥教授学科专业：市政工程申请学位：工学硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015年10月论文答辩日期：2015年11月学位授予日起：2016年1月答辩委员会主席：答辩委员会组

2、成：论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：2015年10月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络

3、提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：2015年10月硕士研究生学位论文摘要I摘要长期以来随着城市化的进展，污泥产量极具增加。污泥的基本特征是含水率高，为了节省处理费用，大部分污泥未做处理简单填埋或堆放,致使城市出现了污泥围城现象，严重地污染了地下水和生态环境。进行污泥深度脱水处理后，可以合理地减轻污泥后期处理处置。经深度脱水处理后可以极大地减小体积，降低处置成本，同时对污泥的后续资源化利用也有很大的帮助。当今社会污泥处理大多采用投加单

4、一药剂生石灰，对污泥含水率的降低和有毒病原菌的抑制有一定的作用，但是同时也产生了很多缺点，例如污泥pH较高，不易资源化利用等。本试验采用单一化学药剂和改性复合药剂混合投加方式，针对污泥中的含水率、pH、有机质含量、重金属各项指标进行测定以及微观观察的手段，使污泥的减量化无害化资源化达到国家要求，从而减轻污泥对环境的污染。本试验以沈阳市北部污水处理厂剩余污泥为研究对象，以调理剂的经济性、无害性为前提条件，采用粉煤灰、改性粉煤灰干化药剂，考察投加不同药剂组分和含量对污泥脱水效果的影响，并对粉煤灰进行改性以提高其对污泥脱水效率，通过系列试验，确定污泥脱水最佳药剂配方和投量。同时，通

5、过SEM分析、XRD分析和比表面积分析，从改性后粉煤灰和粉煤灰-污泥共混物微观结构入手，深入探究改性粉煤灰污泥脱水机理，为该技术的工程应用和过程调控提供理论基础。主要研究成果如下：（1）单独投加粉煤灰可以改善污泥的脱水性能，当粉煤灰污泥投量比为13:100时，污泥脱水效果最好，经7天自然风干后，污泥含水率由初始80.67%降至62.91%。处理后污泥pH值由6.64升高到8.11，呈弱碱性；有机质含量由43.34%降低至28.97%。污泥中有机质的减少有助于剩余污泥制作烧结砖过程热值的降低，极大地降低能耗，提高经济效益。（2）为进一步提高污泥化学干化脱水效率，本研究开展酸法、

6、碱法对粉煤改性试验研究，改性后粉煤灰投加到污泥样品中，研究结果表明，硫酸：盐酸体积比为3:1时，改性粉煤灰对污泥脱水效果最好。当酸改性粉煤灰和污泥投量比为13:100时，经7天自然风干后，污泥含水率由初始80.67%降至53.33%，与未经改性粉煤灰污泥脱水相比，其含水率降低了9.58%，pH几乎没有改变，有机质增加了1.67%，有机质的增加有利于污泥后续资源化利用。（3）对粉煤灰/改性粉煤灰污泥脱水干化机理进行分析，通过SEM-EDS分析，SiO2为粉煤灰的主要组分，当其投加到污泥中时可以提供骨架结构，增大污泥孔隙率，提供水分通道提高脱水效率；通过比表面积分析，结果表明：改

7、性后粉煤灰较未改性粉煤灰，比表面积提高3.92倍，证明改性后比表面积加大，提高脱水率；在对粉煤灰进行改性时，在投加改性粉煤灰硫酸：盐酸=3:1，投加量为13g时脱水后污泥的含水率下降到53.33%。改性粉煤灰作为调理剂有效地改善了污泥脱水性能的前提下，调理脱水后的污泥的pH值也得到了一定程度的降低，接近中性，有利于污泥的后续II摘要硕士研究生学位论文资源化利用。同时采用微观表征的手段，探究了污泥深度脱水的机理。关键词：污泥脱水；粉煤灰；复合调理剂；含水率；归一法硕士研究生学位论文AbstractIIIA