微波與CPAM聯(lián)用對(duì)污泥結(jié)構(gòu)及其脫水性能的影響.pdf

1、城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥數(shù)量巨大且含水量極高。因此，如何提高污泥的脫水性能，是一個(gè)重要的研究課題。目前應(yīng)用最廣泛的預(yù)處理方法是添加陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)，然而，CPAM的廣泛使用將對(duì)周?chē)沫h(huán)境造成潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
　　本研究采用微波輻射，CPAM調(diào)質(zhì)以及微波與CPAM聯(lián)用這三種調(diào)質(zhì)方法，從微觀角度出發(fā)，基于分形理論對(duì)微波調(diào)質(zhì)和微波與陽(yáng)離子聚丙烯酰胺聯(lián)合調(diào)質(zhì)前后污泥的比阻(SRF)、濾餅含水率、污泥粒徑（d0.5）、分形維數(shù)(Df

2、)、絮體強(qiáng)度(FS)、絮凝能力(FA)、表面相對(duì)疏水性(RH)的變化規(guī)律進(jìn)行分析，并研究各個(gè)參數(shù)的變化對(duì)污泥脫水性能的影響，以此探討調(diào)質(zhì)污泥的機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果如下：
　　適宜的微波輻射能夠明顯改善污泥脫水性能和結(jié)構(gòu)。在不同的微波功率下，隨著微波輻射時(shí)間的延長(zhǎng)，污泥比阻和含水率均呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。不同功率的微波輻射均能夠增大污泥的粒徑，使其粗大化。隨著微波輻射時(shí)間的延長(zhǎng)，污泥分形維數(shù)D3與D2以及絮體強(qiáng)度均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)

3、，而污泥顆粒表面相對(duì)疏水性則是始終保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。同時(shí)，適量的微波調(diào)質(zhì)可以使FA增大。
　　單獨(dú)采用CPAM時(shí)，CPAM的最佳投加量為80mg/L，此時(shí)污泥比阻和濾餅含水率較原污泥分別下降了81.60％和9.34％，而RH和FA分別增大至86.86％和38.36％。隨著CPAM投加量的不斷增加，D3逐漸減小，而D2值不斷增大，F(xiàn)S顯著增大。
　　采用微波絮凝聯(lián)合調(diào)質(zhì)污泥可以使其脫水性能進(jìn)一步提高，而微波輻射和CPAM聯(lián)合進(jìn)行污

4、泥調(diào)質(zhì)時(shí)，后者主要起到脫水作用。經(jīng)微波預(yù)處理再絮凝的污泥比單獨(dú)添加CPAM的污泥絮體粒徑小。與單獨(dú)微波調(diào)質(zhì)不同，在同一投加量下，隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)，污泥絮體粒徑逐漸減小，分形維數(shù)D3與 D2逐漸增大。微波絮凝劑聯(lián)合調(diào)質(zhì)后的污泥RH、FS、FA相比單獨(dú)微波輻射后的較大。
　　在微波調(diào)質(zhì)下，較大的d0.5可以明顯提高污泥的脫水性能，密實(shí)的絮體結(jié)構(gòu)有助于污泥脫水，同時(shí)增大的絮體強(qiáng)度也有利于真空過(guò)濾;對(duì)污泥比阻影響較大的因素主要有粒度、分

5、形維數(shù)和絮體強(qiáng)度。在微波與CPAM聯(lián)用調(diào)質(zhì)下，污泥比阻和濾餅含水率隨d0.5增大而出現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。在相同作用時(shí)間下，隨著絮凝劑的投加量的增大，孔隙率逐漸增大，而D3和污泥比阻逐漸減小。絮體強(qiáng)度的增大有利于絮體過(guò)濾，但在最強(qiáng)絮狀結(jié)構(gòu)下并未達(dá)到最優(yōu)脫水效率，而污泥比阻隨絮體強(qiáng)度的增大而減小。在微波與CPAM聯(lián)用調(diào)質(zhì)下對(duì)污泥比阻影響較大的因素同樣也主要有粒度、分形維數(shù)和絮體強(qiáng)度。本文基于SPSS statistics17.0軟件建立污