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1、第30卷第3期环境化学Vo.l30,No.32011年3月ENVIRONMENTALCHEMISTRYMarch2011生石灰与微波协同作用对污泥脱水的影响*杨国友石林柴妮(华南理工大学环境科学与工程学院,工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广州,510006)摘要采用生石灰与微波协同作用,对广州市猎德污水厂浓缩污泥脱水的影响进行了实验研究.结果表明,-113-112-1单独投加生石灰,加入量为40gL时,污泥比阻由原来的4.7210mkg降至1.910mkg,降低了13-1约96
2、%;单独使用微波调理污泥,在800W功率微波下辐射100s,可使污泥比阻由原来的4.7210mkg13-1降至1.2810mkg,降低了约72.9%;将经投加4g生石灰调理的100mL污泥在功率800W的微波下辐射11-1100s,污泥比阻进一步降低至0.9810mkg,降低了约99.8%,比单独投加生石灰提高了约3.8%,提高了污泥的脱水性能.与微波协同作用可以强化污泥脱水,并在提高污泥脱水性能的同时减少了生石灰的用量.关键词生石灰,微波辐射,污泥,脱水.城市污水处理厂剩余污泥的处理费用约占污水处理厂总运行费
3、用的25%40%,有时甚至高达[1][23]60%.污泥处理处置已成为污水处理厂面临的又一难题,并成为水处理行业发展的制约因素.其主要原因是含水率过高,经机械脱水后仍有80%的含水率,后续处理处置十分困难.在焚烧、堆肥、填埋、综合利用等污泥处置方法中,污泥脱水是最重要的前处理过程,高效脱除污泥中的水分,成为经济、[4]高效处理污泥的瓶颈.[5]在污泥处理过程中,常通过投加化学药剂来改善污泥的脱水性能,常用的无机混凝剂(如聚合氯[6]化铁,PFC)和有机高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺,PAM),具有生物毒性、难以被生物降解.因
4、此寻求一[78][89]些安全高效的污泥脱水添加剂就变得越来越迫切.目前国内外已有利用生石灰、粉煤灰、细粉[10][11]煤、甘蔗渣和木屑等提高污泥脱水性能的研究.CaO本身就是污泥絮凝时常用的助凝剂,由于其强碱性还常被用来稳定污泥.将CaO作为污泥脱水添加剂,其效果要优于其它添加剂,并且可在提高污泥的脱水效率的同时实现污泥的稳定化.20世纪90年代初,国外学者就将微波技术用于污水污泥的处理,其技术优势表现为加热速度快,[12]热效高,热量立体传递,设备体积小等.生石灰的强碱性对污泥中的有害病菌等微生物具有灭活作用,微波
5、辐射也能杀灭病菌,两种方法结合使污泥稳定化加强,大大消弱污泥臭气的产生.但同时投入生石灰势必产生较强碱性的污水和脱水污泥,实际应用中可利用工业酸洗废水进行中和处理.本文针对生石灰与微波协同作用对污泥脱水效率的影响进行了实验研究,以提高污泥的脱水效率,为污泥资源化和安全处置提供有利条件.1实验部分1.1污泥来源以广州市猎德污水处理厂污泥浓缩池污泥为研究对象,猎德污水厂污水来源主要为城市生活污水,日处理污水量约为64万吨,污泥日产量约68吨(以水率80%计).其浓缩池污泥含水率为9421%,pH-1-1-1值为7.79,有
6、机质含量为39.48%,TSS为33.65gL,VSS为19.54gL,COD为52313mgL,未13-1经处理的污泥比阻为4.7210mkg.1.2实验方法-1用量筒量取100mL浓缩污泥,放入300mL烧杯中,投加定量的CaO,以180rmin快速搅拌-11min,再以80rmin慢速搅拌2min.将调理后的污泥倒入锥形瓶中加塞密封,置于微波炉中在一定功2010年6月29日收稿.*通讯联系人,Emai:lcelsh@iscut.edu.cn3期杨国友等:生石灰与微波协同作用对污泥脱水的影响69
7、9率下进行微波辐射处理,最后将微波辐射后的污泥,倒入布氏漏斗中,打开真空泵,在0.05MPa真空度下进行定压抽滤,直至滤饼龟裂真空度破坏时结束.记录抽滤时间和滤液体积,计算污泥比阻.取脱水后的污泥滤饼若干称重,再将其放入105烘箱中烘干至恒重称重,测滤饼含水率.2结果与讨论2.1生石灰投加量对污泥脱水的影响-CaO在污泥混凝中的作用形式是Ca(OH)2,而不是通过提供OH来调节污泥pH值或提供游离态2+的Ca来发挥作用;pH>12,则是形成大量Ca(OH)2絮体物的必要条件;石灰在污泥脱水过程中能起[7]到填充料的作用
8、,使污泥不易粘附堵塞滤布,在污泥中构建更加多孔的、可渗透的、刚硬的格子框架结构,促使污泥颗粒化,降低污泥粘度,让自由水更容易透过,从而提高污泥脱水效率.分别称取0、1、2、3、4、5g分析纯的CaO,投入到装有100mL浓缩污泥的烧杯中,充分混合,再将投加CaO调理后的污泥倒入布氏漏斗中抽
