剩余污泥自絮凝特性试验研究

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1、硕士学位论文剩余污泥自絮凝特性试验研究STUDYONCHARACTERIZATIONOFSELF-FLOCCULATIONOFWASTEACTIVATEDSLUDGE庞鹤亮哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：TU992.3学校代码：10213国际图书分类号：628.3密级：公开工学硕士学位论文剩余污泥自絮凝特性试验研究硕士研究生：庞鹤亮导师：赫俊国教授申请学位：工学硕士学科：建筑与土木工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIn

2、dex:TU992.3U.D.C:628.162DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONCHARACTERIZATIONOFSELF-FLOCCULATIONOFWASTEACTIVATEDSLUDGECandidate：PangHeliangSupervisor：Prof.HeJunguoAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ArchitectureandCivil

3、EngineeringAffiliation：SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineeringDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要近年来，随着我国污水处理规模逐渐增大，剩余污泥产量日益增加，其处理处置成为环境保护的重要问题。剩余污泥的脱水减容是污泥处理的重要步骤。目前污水厂大多对污泥进行前期调理后脱水，

4、但调理方法存在诸多弊端，急需研究低成本、环境友好的新型调理方法。本试验基于污泥自身的自絮凝特性，考察自絮凝过程中污泥性质的变化规律，分析其影响因素及作用机理，在此基础上，探究储存时间对污泥性质及自絮凝特性的影响，并进行工程应用的技术经济分析。试验成果可为“十二۰五”松花江水专项污水处理厂示范工程的污泥处理的设计和运行管理提供技术支撑。试验通过正交实验分别考察一级搅拌自絮凝和两级搅拌自絮凝效能，分析其影响因素，发现污泥浓度、各级搅拌强度和搅拌时间均可影响一级搅拌和两级搅拌自絮凝效能，其中污泥浓度为主

5、要影响因素。采用单因素实验方法考察一级搅拌和两级搅拌自絮凝过程中各影响因素对污泥脱水性能、沉降性能和理化性质的影响规律。结果表明，污泥经一级搅拌和两级搅拌自絮凝后毛细吸水时间（CST）、污泥容积指数（SVI）、pH均降低，粒径和Zeta电位升高，说明污泥絮体具有絮凝作用，可改善污泥脱水性能、沉降性能和理化性质，同时，污泥絮体内部分EPS溶出造成污泥粘度增大。一级搅拌和两级搅拌自絮凝后污泥各指标改善程度随污泥浓度、各级搅拌强度和搅拌时间均呈先升高后降低趋势。一定范围内，较高的污泥浓度、各级搅拌强度和

6、搅拌时间均有利于提高一级搅拌和两级搅拌自絮凝效果；而过高污泥浓度虽然仍有利于自絮凝发挥絮凝作用，增大污泥粒径，但形成的絮体结构松散，过高的各级搅拌强度和搅拌时间则会破坏自絮凝后污泥絮体结构，减小污泥粒径，均导致絮体表面理化性质恶化，减弱脱水性能和沉降性能的改善程度。因此，试验条件下的一级搅拌自絮凝最佳参数为：污泥浓度18000mg/L，搅拌强度200rpm，搅拌时间3.5min；两级搅拌自絮凝最佳参数为：污泥浓度16000mg/L，一级搅拌强度400rpm，一级搅拌时间2.5min，二级搅拌强度1

7、75rpm，二级搅拌时间5min。对比两种搅拌方式自絮凝，发现两级搅拌自絮凝对污泥脱水性能、沉降性能及理化性质的改善效果优于一级搅拌自絮凝。同时，对一级搅拌和两级搅拌自絮凝过程中各指标的变化情况进行分析，发现污泥CST、SVI、pH、Zeta电位、粒径变化规律相似，各指标均可以较好的指示污泥脱水性能，与CST2之间的相关系数R在0.65~0.95范围内；污泥粘度则与各指标变化规律有所差异。通过实验室模拟污泥浓缩过程，考察30h内浓缩效能及污泥性质随浓缩时间的变化，发现浓缩后污泥含水率降低速率随浓缩

8、时间延长逐渐减慢，14h后趋于稳--I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文定，浓缩效能过低，而14h内污泥性质变化较小，由此确定最佳污泥浓缩时间为14h。在此基础上，通过实验室模拟污泥储存过程，考察72h内污泥性质及其自絮凝特性随储存时间的变化，结果表明，污泥储存过程中其代谢活动产生VFAs，导致污泥pH降低，Zeta电位升高，同时EPS被消耗，导致污泥絮凝能力减弱，粒径降低，脱水性能和沉降性能恶化，其中30h内污泥代谢活动较活跃，污泥性质变化较快，30~72h内污泥代谢活动减慢，污泥