生活污泥調(diào)質(zhì)研究

1、生活污泥調(diào)質(zhì)工藝的研究【摘要】本文以泉州市寶洲污水處理廠的污泥為研究對象，研究在污泥中分別加入脫硫石膏、石灰、活性氧化鎂、碳酸鈉、硫酸鋁這五種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)質(zhì)后的脫水率。實(shí)驗(yàn)測定了用脫硫石膏、石灰、活性氧化鎂、碳酸鈉、硫酸鋁這五種化學(xué)物質(zhì)調(diào)質(zhì)后的污泥脫水率，從而確定最佳化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)為脫硫石膏，調(diào)質(zhì)物質(zhì)與污泥的最佳配比為100g污泥加入4g脫硫石膏?！娟P(guān)鍵詞】污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)；污泥脫水率；最佳化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)；化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)與污泥的最佳配比引言隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，生活水平迅速提高，人們對于環(huán)境的要求也越來越高了，所以出現(xiàn)了城市污水處理廠的大批建成和投產(chǎn)，污水處理率得到了進(jìn)一步的提高，但同時(shí)也產(chǎn)生了大量

2、的污泥。大多數(shù)污水處理廠在建設(shè)期間主要考慮解決污水處理的問題，受資金、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、政策等因素的影響，污泥最終處置方案并不確定，一般擬定為填埋、綠化、農(nóng)用等方向，實(shí)際運(yùn)行時(shí)多以填埋處置為主。生活垃圾填埋場污染控制標(biāo)準(zhǔn)(GB 16889-2008)實(shí)施以后，填埋場不再接收含水率高于60的污泥。因此，城市污水處理廠污泥的最終處置已成為亟待解決的問題1。污水處理廠產(chǎn)生的污泥中一般都含有大量病原菌、寄生蟲、多種重金屬元素等難降解有毒有害物質(zhì)，會(huì)對環(huán)境及人類健康造成較大的危害。城市污水處理廠都會(huì)要求對產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水處理后進(jìn)行無害化甚至資源化處置。但由于污泥顆粒的特殊絮體結(jié)構(gòu)及高度親水性，直接進(jìn)行脫水處理有

3、較大的難度，需要投加絮凝劑進(jìn)行化學(xué)調(diào)質(zhì)以改變其特性，來增強(qiáng)污泥脫水效果2，污泥的調(diào)質(zhì)。構(gòu)成污泥的固體顆粒一般都很細(xì)小，而且常常帶負(fù)電荷，形成一種穩(wěn)定的膠體懸浮液，使污泥脫水比較困難。為了提高污泥脫水效率，需要對污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)，以改變污泥的理化性質(zhì)，使凝聚力增強(qiáng)，顆粒變大。污泥調(diào)質(zhì)是污泥脫水過程中不可缺少的工藝過程?？墒褂玫男跄齽┓N類很多，因?yàn)橛袡C(jī)高分子絮凝劑投加量少，不會(huì)增加泥餅量，不會(huì)降低熱值，也無腐蝕性，并且絮凝效果好，形成的絮體大，強(qiáng)度高，不易破碎，故使用有機(jī)高分子絮凝劑3。存在污泥中水分大致有3種形式：存在于污泥顆粒間隙中的水為游離水、間隙水，約占污泥水分的70左右；存在于顆粒間的毛細(xì)管

4、中，稱為毛細(xì)水約占20左右；存在于污泥顆粒內(nèi)部的內(nèi)部水和黏附于表面的附著水，約占10左右。一般情況下，游離水、間隙水可以通過重力沉降和自然脫水等重力濃縮脫水方法脫除，而毛細(xì)結(jié)合水如果不施以更大的離心力和壓力，是去除不了的。另外，在固體內(nèi)部的保留水，用一般的機(jī)械操作也難以去除，而固體表面的吸附水，空隙部分的間隙水分別殘留著，它們都與粒子群表面的化學(xué)結(jié)合力很強(qiáng)，無法用機(jī)械方法去除。因此研究污泥脫水，應(yīng)將重點(diǎn)放在對毛細(xì)水和附著水的去除上，有效改變污泥的化學(xué)、生化學(xué)、物理特性是去除著兩部分水的重要方法?，F(xiàn)在常用的方法有物理調(diào)質(zhì)和化學(xué)調(diào)質(zhì)兩大類。物理調(diào)質(zhì)有淘洗法、冷凍法及熱調(diào)質(zhì)等方法，而化學(xué)調(diào)質(zhì)則主要向

5、污泥中投加化學(xué)藥劑，改善其脫水性能。以上調(diào)質(zhì)方法在實(shí)際中都有應(yīng)用，但以化學(xué)調(diào)質(zhì)為主，原因在于化學(xué)調(diào)質(zhì)流程簡單，操作不復(fù)雜，且調(diào)質(zhì)效果很穩(wěn)定4。 結(jié)合我國特殊的國情，我國在環(huán)境保護(hù)方面起步較晚，污泥的處理沒有得到足夠的重視，沒有形成成熟的配套污泥處理技術(shù)，與國外差距較大。但隨著國家環(huán)保形勢的發(fā)展，各污水處理廠已經(jīng)意識(shí)到污泥無害化處理勢在必行。經(jīng)過近幾年的探索、研究和引進(jìn)消化，使我國的污泥處理技術(shù)有了相應(yīng)發(fā)展，特別是污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)這一方面有了很大的進(jìn)步，現(xiàn)在國內(nèi)常用的化學(xué)調(diào)質(zhì)方法為投藥調(diào)質(zhì)，對污泥進(jìn)行化學(xué)預(yù)處理，從而降低污泥的比阻，使其易于脫水，常用的方法有：石灰處理、酸處理、堿處理，高分子絮凝劑處

6、理等5。但是相對于國外，國內(nèi)污泥處理技術(shù)還是顯得簡陋和不配套，國外由于發(fā)展的較早和環(huán)保政策的嚴(yán)格，在污泥處理技術(shù)和工藝方面比較成熟，而且配套齊全，具有比較豐富的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，因此值得我們借鑒，現(xiàn)在國外污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)、機(jī)械脫水技術(shù)已相當(dāng)成熟。在污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)上，發(fā)展了新型高效的高分子絮凝劑。并且根據(jù)污泥的性質(zhì)選擇不同的絮凝劑，在脫水時(shí)應(yīng)用了硅藻土石灰石等物質(zhì)作為助濾劑，從而提高污泥脫水性能6。本文以泉州市寶洲污水處理廠的污泥為研究對象，研究在污泥中分別加入脫硫石膏、石灰、活性氧化鎂、碳酸鈉、硫酸鋁這五種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)質(zhì)后的脫水率。實(shí)驗(yàn)測定了用不同化學(xué)物質(zhì)調(diào)質(zhì)污泥的脫水率，從而確定最佳化學(xué)調(diào)質(zhì)物

7、質(zhì)以及最佳化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)與污泥的最佳配比。1.實(shí)驗(yàn)部分1.1 主要儀器與試劑電子天秤（BS224S型，北京賽多利斯儀器有限公司）;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9076A型，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）;100ml燒杯（天津玻璃儀器廠生產(chǎn)）；泉州市寶洲污水處理廠污泥；PH精密試紙（上海三愛思試劑有限公司）；脫硫石膏（莆田湄洲灣火力發(fā)電廠）；碳酸鈉（天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司）；硫酸鋁（天津市大茂化學(xué)試劑廠）；石灰，活性氧化鎂，稱量紙。1.2 污泥含水率的測定 本文研究的污泥是泉州市寶洲污水處理廠的污泥,污泥黏稠，半固體，臭味極大。 污泥含水率的測定方法:分別取三只潔凈的100ml燒杯，稱重，記錄數(shù)據(jù)

8、，再分別稱取50g左右污泥，編號1.2.3，稱重，記錄數(shù)據(jù)，放到烘箱在105度的條件下烘8小時(shí)，再稱重，記下數(shù)據(jù)，再烘8小時(shí)，再稱，記下數(shù)據(jù)，反復(fù)烘干直到稱得的重量不變，稱為達(dá)到恒重。原重-恒重=水分重。水分重/原重*100%=含水率。 表1-1污泥含水率測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號燒杯/g污泥+燒杯/gM1/gM2/gM3/gM4/gM5/g50.63101.1282.9964.4164.3764.3364.3358.04108.4987.1871.7271.6971.6671.6645.4495.9874.9458.9958.9658.9358.93由表1-1可計(jì)算出污泥的含水率為：73.06%1.3

9、 污泥pH值的測定污泥pH值的測定方法：污泥與蒸餾水按1:1的比例進(jìn)行攪拌混勻，靜置幾小時(shí)后用PH試紙測其pH值。稱取30.56g污泥于潔凈的100ml燒杯中，加入31ml的蒸餾水，靜置8小時(shí)后，用PH試紙測得其pH值為：7.0-7.5之間。1.4 實(shí)驗(yàn)方法 本實(shí)驗(yàn)分為兩部分，第一部分為探索污泥與脫硫石膏、石灰、活性氧化鎂、碳酸鈉、硫酸鋁這五種化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)的最佳配比范圍，第二部分為確定最佳化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)以及污泥與最佳化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)的最佳配比。第一部分： 實(shí)驗(yàn)分為五組進(jìn)行，分別為污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)、污泥+石灰調(diào)質(zhì)、污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)、污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)、污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)。1.4.1污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)

10、取9只潔凈干燥的100ml燒杯，將其編號為19。分別稱取100g污泥于9只燒杯中，再稱取質(zhì)量分別為5g、10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g、45g的脫硫石膏于9只燒杯中，然后倒在平板上用手?jǐn)嚢杌靹?。攪拌混勻后分別取適量于稱量紙上，編號為19，再分別于電子天平上稱量質(zhì)量，記錄第一次質(zhì)量m1,把9份樣品放在自然條件下干燥。早晚各稱取一次質(zhì)量，計(jì)算脫水率。污泥+石灰調(diào)質(zhì)、污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)、污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)、污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)步驟與上述的污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)的方法一致。第二部分：由第一部分的實(shí)驗(yàn)可確定，污泥加入上述五種化學(xué)物質(zhì)調(diào)質(zhì)的最佳配比范圍都為100g污泥+1-5g化學(xué)調(diào)

11、質(zhì)物質(zhì)，所以第二部分實(shí)驗(yàn)為確定最佳的化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)和污泥與最佳化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)的最佳配比。1.4.2污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)取5只潔凈干燥的100ml燒杯，將其編號為15。分別稱取100g污泥于5只燒杯中，再稱取質(zhì)量分別為1g、2g、3g、4g、5g的脫硫石膏于5只燒杯中，然后倒在平板上用手?jǐn)嚢杌靹颉嚢杌靹蚝蠓謩e取適量于稱量紙上，編號為15，再分別于電子天平上稱量質(zhì)量，記錄第一次質(zhì)量m1,把5份樣品放在自然條件下干燥。早晚各稱取一次質(zhì)量，計(jì)算脫水率。污泥+石灰調(diào)質(zhì)、污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)、污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)、污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)步驟與上述的污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)的方法一致。2.結(jié)果與討論2.1第一部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果

12、分析：2.1.1 污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-1污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號脫硫石膏加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g546.5943.0641.6239.8838.7735.9634.1932.5429.3426.801054.8250.9249.1447.2045.9842.6840.5138.6635.3132.251561.7657.5855.6953.5652.2348.8946.5044.6441.0137.632061.6657.5155.8253.6852.3249.0146.6744.8141.9937.45

13、2564.4859.9557.9555.7654.3750.9848.5446.4542.6139.103061.3957.0355.2953.2752.0048.8946.6344.7441.1337.763562.8958.6056.2554.0452.4449.4147.0245.0041.0737.514069.9565.5263.2760.9459.3956.1853.7151.5947.5643.814563.1759.1156.9954.8853.4650.1547.7545.6941.7438.34 表2-2 污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)后脫水率脫硫石膏加入量/g510152025303

14、54045脫水率/%42.4841.1739.0739.2639.3638.4940.3637.3739.31圖2-1 污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)后脫水率與脫硫石膏投加量的關(guān)系曲線Figure 2-1 sludge + FGD gypsum quenched after dehydration rate of FGD gypsum dosage curve 由表2-2與圖2-1可知，剛開始時(shí)，隨著脫硫石膏加入量的增加，脫水率較高且下降趨勢明顯。當(dāng)脫硫石膏加入量增大到一定程度時(shí)，脫水率開始趨于平穩(wěn)。曲線大致呈開始下降趨勢明顯，后趨于平穩(wěn)的狀態(tài)，但又具有一定的跳躍性，其原因分析如下：脫硫石膏是熱電廠采用濕

15、式石灰石 (石灰 )石膏法煙氣脫硫時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)品,由煙氣中的SO2與脫硫劑CaCO3發(fā)生反應(yīng)而形成。脫硫石膏的主要化學(xué)組分為二水硫酸鈣。在污泥中加入脫硫石膏調(diào)質(zhì)是由于較細(xì)的脫硫石膏與污泥中的少量活性SiO2、A l2O3反應(yīng)形成水化產(chǎn)物鈣礬石及單硫型的硫鋁酸鹽，該水化產(chǎn)物不斷填充孔隙并相互搭接促進(jìn)結(jié)構(gòu)不斷地致密。針狀的晶體以分子力或化學(xué)力把各顆粒結(jié)合在一起形成堅(jiān)硬的致密體,污泥表面不斷地溶解形成A l2O42-、SiO32-離子，這些離子與SO42-、Ca2 +作用形成鈣礬石和水化硅酸鈣產(chǎn)物, 其化學(xué)反應(yīng)式為A l2O42-+6Ca2 +3 SO42-+31H2OC3A3CaSO431H2O

16、A l2O42-+ 4Ca2 + SO42-+ 12H2OC3ACaSO412H2O 自由水反應(yīng)變成結(jié)合水，隨著水化反應(yīng)不斷的進(jìn)行，Al2O42、SiO32離子不斷的被消耗，污泥顆粒不斷的被溶解。形成的水化產(chǎn)物的量不斷增加針狀鈣礬石、不規(guī)則的單硫型水化硫鋁酸鈣、板狀的氫氧化鈣與局部形成的C - S - H凝膠粒子,以及未水化的污泥顆粒相互穿插。污泥與脫硫石膏反應(yīng)形成的主要水化產(chǎn)物為鈣礬石、水化硅酸鈣、單硫型水化硫鋁酸鹽以及氫氧化鈣，表現(xiàn)出較高的膠凝性能，從而有利于污泥的脫水7。通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象隨著脫硫石膏加入量的增加，污泥的表面也會(huì)出現(xiàn)硬化的現(xiàn)象，不利于污泥的脫水及后續(xù)的資源化使用。綜上所述：

17、探索出污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)的最佳配比范圍為100g污泥+1-5g脫硫石膏，此時(shí)的脫水率較高、而且成本較低。2.1.2污泥+石灰調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-3污泥+石灰調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號石灰加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g547.4945.3341.6540.0638.1637.0834.1932.4530.9228.871030.6329.2426.8625.8424.6123.9122.0520.9319.6718.661546.744.5740.8539.4037.4736.5233.7832.1030.5528.492058.9456.2

18、951.4849.9147.0145.8642.4140.3938.5335.942555.0252.7648.8747.3045.3044.2341.1639.2437.3934.953056.1253.8649.8748.3246.4645.3342.2440.0738.2735.743559.4756.8952.3350.5948.5447.3744.1741.7539.9437.004070.2367.5062.8761.0858.8357.6454.2651.7649.7046.784572.4969.6865.2363.7661.5060.4156.6954.0051.8648.5

19、4表2-4污泥+石灰調(diào)質(zhì)后脫水率石灰加入量/g51015202530354045脫水率/%39.2139.0838.9939.0236.4836.3137.7833.3933.04圖2-2污泥+石灰調(diào)質(zhì)后脫水率與石灰加入量的關(guān)系曲線Figure 2-2sludge + lime quenched, dehydration rate and lime added to the amount of curve由表2-4與圖2-2，可知，剛開始時(shí)，隨著石灰的加入量的增加，脫水率較高且趨于平穩(wěn)。當(dāng)石灰加入量增大到一定程度時(shí)，脫水率開始下降。曲線大致呈開始趨于平緩，后下降的狀態(tài)，但又具有一定的跳躍性，其

20、原因分析如下：石灰作為助凝劑從以下幾個(gè)方面改變污泥的脫水性能：第一，提高pH提高絮凝作用；第二，通過與污泥中腐殖酸的作用形成多網(wǎng)格狀的骨架，增強(qiáng)絮體的強(qiáng)度，降低可壓縮性；第三，石灰會(huì)破壞以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的細(xì)胞壁和酶、酸性RNA、碳水化合物的細(xì)胞組織和油質(zhì)，釋放污泥顆粒中的細(xì)胞水1。向污泥中加入石灰后，鈣和污泥中固體粒子作用，使污泥結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，脫水性能得以提高，污泥和石灰作用后，污泥變成Ca粘土。污泥中Ca-粘土粒子易相互聚合成團(tuán)粒，生成聚合狀土粒，這些粘土粒子呈堅(jiān)固的針狀，使用壓濾機(jī)脫水時(shí)易于脫水干化8。石灰調(diào)質(zhì)污泥，生成Ca(OH)2，此時(shí)污泥的堿性增強(qiáng)，強(qiáng)堿性環(huán)境能使蛋白質(zhì)變性并聚沉。但隨

21、著石灰加入量的增加，體系的堿性逐漸增強(qiáng)，達(dá)到一定程度時(shí)，污泥表面就出現(xiàn)硬化、密閉，不利于脫水，所以隨著石灰加入量的增加，污泥的脫水率會(huì)降低，但是到了石灰加入量為35g時(shí)，脫水率突然升高，這是由于污泥表面硬化程度較低、而且里面蓬松結(jié)構(gòu)較強(qiáng)，有利于脫水，所以會(huì)出現(xiàn)一個(gè)突點(diǎn)。剛析出的蛋白質(zhì)顆粒較小，呈膠體狀，膠體在絮凝沉淀的過程中會(huì)吸附周圍的蛋白質(zhì)分子。當(dāng)體系中氫氧化鈣達(dá)到飽和時(shí)，氫氧化鈣存在溶解沉淀平衡，會(huì)以沉淀的形式析出，由于周圍存在大量的蛋白質(zhì)分子，蛋白質(zhì)分子便以新析出的氫氧化鈣為膠核，形成大顆粒蛋白質(zhì)沉淀。當(dāng)生石灰過量時(shí)，依然會(huì)有少量蛋白質(zhì)析出，但速度漸漸減緩?？紤]成本的因素，生石灰加入量要

22、適當(dāng)，不宜過多。還有處理后污泥中的水一部分被結(jié)合成固體物質(zhì)氫氧化鈣，還有一部分被蒸發(fā)。氧化鈣與水反應(yīng)所生成的氫氧化鈣，會(huì)與污泥中的其他物質(zhì)發(fā)生進(jìn)一步的反應(yīng)，如氫氧化鈣與空氣中C02的反應(yīng)，進(jìn)一步增加了固體物的總量，所產(chǎn)生的熱量也可以進(jìn)一步蒸發(fā)一定的水分，進(jìn)而增加處理后污泥的含固率。綜上所述：探索出污泥+石灰調(diào)質(zhì)的最佳配比范圍為100g污泥+1-5g石灰，此時(shí)的脫水率較高、而且成本較低。2.1.3污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-5污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號活性氧化鎂加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g546.7544.0540.

23、2338.7436.7135.8232.8331.1329.5627.491058.3556.0851.4550.6548.4447.4143.9641.7139.7036.981552.4750.0847.2745.7743.8142.7839.4937.3535.5333.132060.0157.4753.5651.8149.6248.4744.9742.7640.6338.222560.1057.6353.5951.7049.3048.1644.7842.6741.0339.163064.3661.7957.6955.7553.3852.2249.0246.6944.7742.52356

24、6.1863.5359.4457.3755.1353.9150.6348.2946.4744.444071.3068.7464.8262.9260.5059.2155.7053.3151.4149.364575.1772.0367.5665.5263.9961.7158.5156.1654.5452.73表2-6污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后脫水率活性氧化鎂加入量/g51015202530354045脫水率/%41.2036.6236.8636.3134.8433.9332.8530.7729.85圖2-3 污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后脫水率與活性氧化鎂加入量的關(guān)系曲線Figure 2-3 sludge +

25、 active magnesium oxide quenched after dehydration rate with active magnesium oxide addition amount of curve由表2-6與圖2-3，可知，剛開始時(shí)，隨著活性氧化鎂加入量的增加，脫水率較高且下降很快。當(dāng)活性氧化鎂加入量增大到一定程度時(shí)，脫水率下降速度開始趨于平穩(wěn)。曲線大致呈開始快速下降，后下降的趨勢趨于平穩(wěn)，但又具有一定的跳躍性，其原因分析如下：活性氧化鎂的性質(zhì)：活性氧化鎂，分子式MgO，相對分子質(zhì)量40.30。其化學(xué)組成、物理形態(tài)等指標(biāo)與普通氧化鎂沒有太大的區(qū)別，但活性氧化鎂的部分指標(biāo)與普

26、通氧化鎂要求不同；如要有適宜的粒度分布，平均粒徑2 µm（2000nm）；微觀形態(tài)為不規(guī)則顆粒或近球形顆?；蚱瑺罹w；用檸檬酸（CAA值）標(biāo)示的活性為1225s（數(shù)值越小活性越高）；用吸碘值表示的活性為8012（mgI2/100gMgO）；比表面在520m3/g之間，視比容68.5mL/g之間。此外，由于這種氧化鎂的活性較高，容易吸水。 活性氧化鎂調(diào)質(zhì)污泥，生成Mg(OH)2，此時(shí)污泥的堿性增強(qiáng)，強(qiáng)堿性環(huán)境能使蛋白質(zhì)變性并聚沉。隨著活性氧化鎂加入量的增加，體系的堿性逐漸增強(qiáng)，但是很容易觀察到，加入活性氧化鎂污泥表面都變成灰白色，而且很快就硬化，表面結(jié)塊板結(jié)，不利于脫水，所以脫水率會(huì)

27、明顯的降低。 綜上所述：探索出污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)的最佳配比范圍為100g污泥+1-5g活性氧化鎂，此時(shí)的脫水率較高、而且污泥表面硬化程度較低，有利于污泥后續(xù)的資源化使用，成本也較低。2.1.4 污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-7污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號碳酸鈉加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g554.2551.7249.7947.4746.2243.7541.5339.6537.0336.161045.2152.6141.1539.4038.5135.9434.3332.9230.9930.411546.7744.4643.384

28、2.0241.4539.6038.3036.9435.2034.682051.5349.3148.2446.9246.3444.3742.9941.5639.6839.172543.7041.7340.6139.5639.1338.0236.7835.2633.5633.113035.8533.6732.9532.4132.2631.4230.7130.0329.0228.813541.8440.3540.1239.6239.4338.9338.3637.6836.6336.424044.0443.1743.0743.0243.0242.7342.0041.4640.7340.634546.0

29、344.8544.8044.7644.6744.2743.5342.9842.1742.07表2-8污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)后脫水率碳酸鈉加入量/g51015202530354045脫水率/%33.3432.7425.8523.9724.2319.6412.957.748.60圖2-4污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)后脫水率與碳酸鈉加入量的關(guān)系曲線Figure 2-4 sludge + sodium carbonate quenched after dehydration rate with sodium carbonate added to the amount of curve 由表2-8與圖2-4，可知，剛開始

30、時(shí)，隨著碳酸鈉的加入量的增加，脫水率較高且趨于平穩(wěn)。當(dāng)碳酸鈉加入量增大到一定程度時(shí)，脫水率開始下降。曲線大致呈開始趨于平緩，后下降速度增快的狀態(tài)，但又具有一定的跳躍性，其原因分析如下：碳酸鈉的性質(zhì)：碳酸鈉屬于鹽，不屬于堿。因?yàn)樘妓徕c的水溶液呈堿性，碳酸鈉易溶于水，碳酸鈉是一種強(qiáng)堿鹽，溶于水后發(fā)生水解反應(yīng)(碳酸鈉水解會(huì)產(chǎn)生碳酸氫鈉和氫氧化鈉），使溶液顯堿性。長期暴露在空氣中能吸收空氣中的水分及二氧化碳，生成碳酸氫鈉，并結(jié)成硬塊。吸濕性很強(qiáng)，很容易結(jié)成硬塊。碳酸鈉調(diào)質(zhì)污泥，生成NaOH，此時(shí)污泥的堿性增強(qiáng)，強(qiáng)堿性環(huán)境能使蛋白質(zhì)變性并聚沉。隨著碳酸鈉加入量的增加，體系的堿性逐漸增強(qiáng)，但是很容易觀察到

31、，隨著碳酸鈉加入量的增加，污泥的脫水率下降很快，而且加入量達(dá)到30g以上時(shí)脫水率明顯降低，而且偏低，主要是因?yàn)樘妓徕c長期暴露在空氣中能吸收空氣中的水分及二氧化碳，生成碳酸氫鈉，并結(jié)成硬塊。吸濕性很強(qiáng)，很容易結(jié)成硬塊。所以隨著碳酸鈉加入量的增加，污泥里面含有的碳酸鈉量增多，碳酸鈉吸收空氣中的水分及二氧化碳，生成碳酸氫鈉，并結(jié)成硬塊，所以污泥表面硬化而且生成很多的碳酸氫鈉，使污泥的重量增加。 綜上所述：探索出污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)的最佳配比范圍為100g污泥+1-5g碳酸鈉，此時(shí)的脫水率較高、而且污泥表面硬化程度較低，生成的碳酸氫鈉較少，有利于污泥后續(xù)的資源化使用，成本也較低。2.1.5 污泥+硫酸鋁調(diào)

32、質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論 表2-9污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號硫酸鋁加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g542.9041.8339.7937.4935.5332.7731.9530.1427.9425.741037.4636.4834.4732.6030.9128.5227.7926.2524.3522.541551.6850.3447.2644.9342.9340.0439.2437.3135.1532.992050.9249.7746.7744.6342.7540.2239.5137.8035.8933.982538.3436.6733.943

33、2.1730.5928.5427.9926.6725.1323.593050.8048.3044.7442.6440.4438.2037.5435.9934.2532.523540.8739.0735.4033.8632.2230.3129.8628.5827.2926.004051.2550.2146.9644.9843.2241.0140.5439.2537.7336.214548.5447.5244.6442.8141.0539.1838.6937.5536.1534.75表2-10污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)后脫水率 硫酸鋁加入量/g51015202530354045脫水率/%40.0039.83

34、36.1633.2738.4735.9836.3829.3528.41圖2-5 污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)后脫水率與硫酸鋁加入量的關(guān)系曲線Figure 2-5sludge dewatering rate + aluminum sulfate quenched aluminum sulfate added to the amount of curve.由表2-10與圖2-5，可知，剛開始時(shí)，隨著硫酸鋁加入量的增加，脫水率較高且呈下降的趨勢。當(dāng)硫酸鋁加入量增大到一定程度時(shí)，脫水率上升后又開始下降。曲線大致呈下降、上升、下降的趨勢，具有一定的跳躍性，其原因分析如下：硫酸鋁的性質(zhì)用途：硫酸鋁溶于水后能使水中的細(xì)

35、小微粒和自然膠粒凝聚成大塊絮狀物，從而自水中除去，故用作供水和廢水的混凝劑。在污泥調(diào)質(zhì)過程中，鋁鹽、鐵鹽等無機(jī)調(diào)質(zhì)劑主要起電性中和的作用，無機(jī)高分子絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑主要起吸附架橋作用，其中陽離子有機(jī)高分子絮凝劑同時(shí)具有電性中和與吸附架橋的作用。有機(jī)高分子絮凝劑其相對分子質(zhì)量大小比其所帶電荷類型、電荷密度更為重要9。常用的無機(jī)調(diào)理劑主要有鐵鹽和鋁鹽兩種，鐵鹽主要包括：氯化鐵(FeCl，6H20)、硫酸鐵Fe2(SO4)34H2O、硫酸亞鐵(FeS047H2O)、聚合硫酸鐵(PFS)。另外，鋁鹽主要有：硫酸鋁Al2(SO4)318H20、三氯化鋁(A1C13)、堿式氯化鋁Al(OH)2C1

36、、聚合氯化鋁(PAC)。投加無機(jī)調(diào)理劑后，可大大加速污泥濃縮作用，改善過濾脫水效果3.鋁鹽水解形成氫氧化鋁，其密度與水接近，因此其含量影響污泥沉降性能。鋁鹽含量越高，污泥沉降性能越差，調(diào)質(zhì)濃縮處理難度越大。所以我們觀察曲線圖可以觀察到隨著硫酸鋁加入量的增加污泥的脫水率呈明顯的下降趨勢，當(dāng)硫酸鋁加入量達(dá)到25g時(shí)，污泥的脫水率呈上升的趨勢，這是由于此時(shí)污泥的硬化結(jié)構(gòu)較低，蓬松程度較高，所以脫水率會(huì)有明顯的上升，但是相比較硫酸鋁加入量為5g的污泥，硫酸鋁加入量為25g的污泥的脫水率明顯較低，而且硬化程度較高，不利于后續(xù)的資源化使用以及節(jié)約成本。終上所述：探索出污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)的最佳配比范圍為100

37、g污泥+1-5g硫酸鋁，此時(shí)的脫水率較高、而且污泥表面硬化程度較低，有利于污泥后續(xù)的資源化使用以及節(jié)約成本。2.2第二部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：2.2.1污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-11污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號脫硫石膏加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g147.0244.6742.6939.9237.9536.0633.9732.3030.2828.30247.9645.4543.2840.5438.1936.1734.1732.5130.5128.51351.7849.3147.2044.4141.1938.3336.3334.

38、5432.4230.54450.5148.1545.9742.6238.9536.6434.7032.8930.8628.81552.4249.9847.6844.2840.1738.6436.6434.8232.8130.82表2-12 污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)后脫水率脫硫石膏加入量/g12345脫水率/%39.8140.5641.0242.9641.20 圖2-6污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)后脫水率與脫硫石膏投加量的關(guān)系曲線Figure 2-6 sludge + FGD gypsum quenched after dehydration rate of FGD gypsum dosage curve 由表

39、2-12和圖26可知：污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)的最佳配比為:100g污泥+4g脫硫石膏。2.2.2污泥+石灰調(diào)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-13污泥+石灰調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號石灰加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g154.9851.5648.7645.8743.9041.6639.8037.8335.8033.56250.0946.7943.9041.1539.0536.9335.2133.3431.5129.39350.9147.7444.9642.1040.1537.7235.9133.9231.9129.63449.0445.6442.7639.49

40、37.8635.7934.0632.1730.2528.18551.2247.7944.6841.7839.8637.7235.9634.0632.1529.87表2-14 污泥+石灰調(diào)質(zhì)后脫水率石灰加入量/g12345脫水率/%38.9641.3341.8042.5341.69圖2-7污泥+石灰調(diào)質(zhì)后脫水率與石灰加入量的關(guān)系曲線Figure 2-7sludge + lime quenched, dehydration rate and lime added to the amount of curve 由表2-14和圖2-7可知：污泥+石灰調(diào)質(zhì)的最佳配比為：100g污泥+4g石灰。2.2.3

41、污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-15污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號活性氧化鎂加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g147.0144.3941.8038.4736.4434.8733.7531.1929.3427.66248.9946.3643.8840.4238.4035.7634.0232.2730.4828.50348.0545.2742.6139.2337.1734.6432.9331.7829.5627.67452.2849.3346.7543.0940.9738.2036.2334.1432.0729.75550.734

42、7.7445.0741.4139.1836.4734.4732.4830.5028.19表2-16 污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后脫水率活性氧化鎂加入量/g12345脫水率/%41.1641.8242.4143.0944.43圖2-8 污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后脫水率與活性氧化鎂加入量的關(guān)系曲線Figure 2-8 sludge + active magnesium oxide quenched after dehydration rate with active magnesium oxide addition amount of curve 由表2-16和圖2-8可知：污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)的最佳配比為

43、：100g污泥+5g活性氧化鎂。2.2.4污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-17污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號碳酸鈉加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g146.9044.4641.9239.4537.4635.5334.2632.3330.4128.51241.2338.8936.5734.2632.4930.9329.5427.9326.3224.89345.0242.5039.9437.5035.6933.9932.4830.8229.1627.58449.1846.6844.0941.6239.6237.6836.2434.4032

44、.5730.99554.6851.7749.0746.4544.3642.5140.7438.8236.8634.99表2-18 污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)后脫水率碳酸鈉加入量/g12345脫水率/%39.2239.6338.7436.9936.01圖2-9污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)后脫水率與碳酸鈉加入量的關(guān)系曲線Figure 2-9sludge + sodium carbonate quenched after dehydration rate with sodium carbonate added to the amount of curve 由表2-18和圖2-9可知：污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)的最佳配比為：100g

45、污泥+2g碳酸鈉。2.2.5污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論表2-19污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)編號硫酸鋁加入量/gm1/gm2/gm3/gm4/gm5/gm6/gm7/gm8/gm9/gm10/g152.0049.1946.4343.6741.5239.6038.3336.8235.0933.03257.1754.1751.1648.3446.1544.2842.4940.4338.3636.20353.8250.8748.0845.2043.1941.3939.6937.5935.5233.30448.5545.3642.5839.5337.5935.7734.2832.6430.9929.1

46、4553.1950.1347.3144.6242.4840.5838.9937.1635.3333.28表2-20 污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)后脫水率硫酸鋁加入量/g12345脫水率/%36.4836.6838.1339.9837.43圖2-10污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)后脫水率與硫酸鋁加入量的關(guān)系曲線Figure 2-10sludge dewatering rate + aluminum sulfate quenched aluminum sulfate added to the amount of curve. 由表2-20和圖2-10可知：污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)的最佳配比為：100g污泥+4g硫酸鋁。3.結(jié)論第一

47、部分實(shí)驗(yàn)結(jié)論：圖3-1污泥+各化學(xué)物質(zhì)調(diào)質(zhì)后脫水率與化學(xué)物質(zhì)加入量的關(guān)系曲線Figure 3-1 sludge + curve of each substance quenched after the dehydration rate and chemical substances added in an amount由第一部分實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析我們可以觀察到，污泥分別與脫硫石膏、石灰、活性氧化鎂、碳酸鈉、硫酸鋁這五種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)質(zhì)后都能有效的提高污泥的脫水率，本文研究的污泥是泉州市寶洲污水處理廠的污泥，含水率為：73.06%，pH值為7.0-7.5之間，添加這五種化學(xué)物質(zhì)調(diào)質(zhì)后，都能增強(qiáng)污泥的

48、堿性，從而增強(qiáng)污泥的脫水效果,使污泥的含水率降到60%以下，符合污泥的填埋標(biāo)準(zhǔn)，也有利于污泥的后續(xù)資源化處置。通過圖3我們可以明顯的觀察到，在污泥中分別加入脫硫石膏、石灰、活性氧化鎂、碳酸鈉、硫酸鋁這五種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)質(zhì)后，污泥的脫水率有一定的差別，污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)的脫水效果最好，但脫水率最高的都是在化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)加入量為5g時(shí)，而且隨著化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)加入量的增加，污泥的脫水效果都有明顯的降低，所以由第一部分實(shí)驗(yàn)我們可以探索出污泥加入脫硫石膏、石灰、活性氧化鎂、碳酸鈉、硫酸鋁這五種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行調(diào)質(zhì)的最佳配比范圍為：100g污泥加入1-5g化學(xué)調(diào)質(zhì)物質(zhì)。第二部分實(shí)驗(yàn)結(jié)論：圖3-2污泥+各化學(xué)物質(zhì)調(diào)

49、質(zhì)后脫水率與化學(xué)物質(zhì)加入量的關(guān)系曲線Figure 3-2 sludge + curve of each substance quenched after the dehydration rate and chemical substances added in an amount由圖3-2和第二部分實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，我們可以觀察出污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)、污泥+石灰調(diào)質(zhì)、污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后污泥的脫水率相差不多，其中污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后的脫水率略高，而污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)和污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)后污泥的脫水率就明顯的偏低。通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，也可以觀察到污泥+碳酸鈉調(diào)質(zhì)和污泥+硫酸鋁調(diào)質(zhì)后污泥的滲透液較多，污

50、泥呈粘稠狀，而且除臭效果不明顯，而污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)、污泥+石灰調(diào)質(zhì)、污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后的污泥幾乎沒有滲透液，而且除臭效果明顯，但是三者的硬化、板結(jié)程度不一樣，污泥+活性氧化鎂調(diào)質(zhì)后污泥的硬化、板結(jié)程度最高，其次是污泥+石灰的調(diào)質(zhì)，最低是污泥+脫硫石膏的調(diào)質(zhì)，而且污泥+脫硫石膏的調(diào)質(zhì)除臭效果最明顯。我們知道污泥的硬化、板結(jié)程度越高、越不利于污泥的后續(xù)處置，比如資源化的處置，污泥如果作為肥料鋪灑在農(nóng)作物上，硬化、板結(jié)程度高就不利于土壤的空氣流通，這會(huì)增加污泥的后續(xù)處置成本。所以污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)的效果最佳，而且，污泥+脫硫石膏調(diào)質(zhì)后硬化、板結(jié)程度最低，脫水率較高，除臭效果明顯，有利于污泥的后續(xù)資源化處置。100g污泥+4g脫硫石膏的脫水