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        江苏铭盛环境

        铁铝盐复合硅酸钾调理污泥脱水性能

        文章出处:未知发表时间:2021-12-28 16:11:56


         

        图片1 

         

          生活和工业污水处厂剩余污泥脱水性能主要受污泥颗粒粒径散布、污泥胶体外表电荷及胞外聚合物EPS(extracellularpolymericsubstances)的影响口。污泥调理办法主要有物理法、化学法、生物法。传统的化学调理法常用絮凝剂使污泥颗粒絮凝,以改善其脱水性能,或应用芬顿试剂、双氧水氧化等技术毁坏污泥中的EPS。近年来国内外也有很多应用复合药剂调理污泥的研讨,使污泥脱水性能得到了较大改善。

         

          硅酸盐与铁盐或铝盐混合能构成聚硅酸铁()盐絮凝剂,具有较好的絮凝效果。本文研讨了4种铁铝盐单独调理和分别与K2SiO3复合投加调理时对污泥脱水性能的影响,以及各调理方式对污泥粘度和沉降性能的影响。

         

          一、实验局部

         

          1.1 资料与仪器

         

          FeCl3AlCl3Fe2(SO4)3Al2(SO4)3K2SiO3均为剖析纯,污泥,取自深圳市某水质净化厂,样品为投加PAM后并经带式浓缩机浓缩之后的污泥,含水率为97.5%左右,样品取回后置于实验室冷藏箱中4℃下保管以待运用。污泥根本性质见表1

         

        图片34 

          BSA224S-CW电子剖析天平;DHG-9140A电热鼓风枯燥箱,JJ-4A电动六联搅拌器,TH3354污泥比阻测定安装,DFC-10A CST测定仪,NDJ-8S粘度计,PHS-3CpH计。

         

          1.2 实验办法

         

          1.2.1 污泥调理

         

          用量筒量取500mL原污泥于烧杯中,启动电动搅拌器,将搅拌器转速设置为500r/min,污泥搅拌平均后,向原污泥中参加调理剂,维持搅拌器500r/min转速搅拌15s,使药剂与污泥快速混合,再将转速降至300r/min,调理15min后关闭搅拌器,对调理后的污泥实行污泥比阻SRF(SpecificResistancetoFiltration)、毛细吸水时间CST(CapillarySunctionTime)A污泥粘度、沉降性能等指标的测定。

         

          1.2.2 SRF测定

         

          采用布氏抽滤法测定,量取100mL污泥倒入布氏漏斗(0=9cm)中,在抽滤压力0.02MPa的恒压下实行真空抽滤脱水,每隔一段时间记载滤液的体积,抽滤至真空度毁坏,绘制i/V曲线,并测定污泥滤饼的含水率,最后计算出污泥的比阻。比阻计算公式如下:

         

        图片35 

          式中P一抽滤真空度,Pa;A—过滤面积,m2;μ—滤液的动力粘度系数,Pa?s;b—直线V-t/V的斜率;w—滤过单位体积的滤液在过滤介质上截留的固体质量,kg/m3;SRF一污泥比阻,s2/g

         

          1.2.3 CST测定

         

          应用毛细吸水时间测定仪,将调理后污泥参加漏斗内,启动仪器,读取示数。

         

          1.2.4 污泥粘度测定

         

          取500mL污泥于烧杯中,选择适宜的转子与转速,调平仪器,将转子浸入污泥中,启动仪器,待示数稳定后读取示数即为粘度值。

         

          1.2.5 污泥沉降性测定

         

          用100mL量筒量取100mL污泥,静置,每隔5min记载沉淀污泥层与上清液分界处界面的刻度值,直至30min后测定赫。

         

          二、结果与讨论

         

          2.1 单一药剂调理污泥对污泥脱水性能的影响

         

          运用FeCl3AlCl3Fe2(SO4)3Al2(SO4)3依照污泥干重的2%4%6%8%10%12%的投加量分别调理污泥。4种药剂调理后对污泥SRFCST的影响见图1、图2

         

        图片36 

        图片37 

          由图1可知,原污泥分别经过4种调理剂调理后,SRF均有明显降落趋向。随着投加量的增加,SRF先疾速降落,后迟缓上升。本研讨所用原污泥SRF值为5.033x106s2g,当运用FeCl3调理时,在投加量为4%SRF值到达最低,为2.688x106s2g;运用Fe2(SO4)3调理时,在投加量为8%SRF值到达最低,为2.948x106s2/g;运用AlCl3调理时,在投加量8%时,SRF降至最低,为2.778x106s2g;Al2(SO4)3调理时,在投加量为6%SRF到达最低值,为3.305x106s2/g

         

          由图2可知,4种铁铝盐分别调理污泥时,CST随着投药量的变化趋向与SRF变化趋向类似。原污泥CST28.1s,当运用FeCb调理时,CST在投加量为4%时降至最小,为16.8s;当运用Fe2(SO4)3调理时,在投加量为8%CST到达最小,为19.4s;当运用AlCl3调理时,在投加量为8%CST降至最小,为17.0s;当运用Al2(SO4)3调理时,在投加量为6%时,CST到达最小,为22.0s

         

          经过以上现象剖析可知,关于FeCl3AlCl3Fe2(SO4)3Al2(SO4)3 4种药剂而言,FeCl3的调理效果最佳,且并非药剂的投加量越多,脱水性能越好,而是在一定范围内才干到达最好的效果。可能是由于污泥颗粒外表普通带有负电荷,污泥颗粒外表同性电荷的斥力作用使污泥颗粒无法汇集,使污泥中含有较多的间隙水。而Fe3+Al3+带正电,随着Fe3+Al3+的增加,在一定投加量范围内,可起到电性中和的作用,降低了污泥颗粒外表的Zeta电位,同性电荷斥力减小,污泥颗粒便发作汇集作用,构成较大絮体,且由于紧缩双电层作用使絮体愈加致密,污泥过滤阻力减小,SRF值和CST降低,但当Fe3+Al3+投加量过多时,带负电的污泥颗粒胶核直接吸附了过多的正电荷离子,污泥颗粒可变成带正电的粒子,Zeta电位开端升高,污泥颗粒重新开端稳定,SRFCST则开端升高。

         

          2.2 铁铝盐和硅酸盐结合调理对污泥脱水性能的影响

         

          经过对单一药剂调理实验结果剖析可知,FeCl3AlCl3Fe2(SO4)3Al2(SO4)3 4种药剂的最佳投加量分别为污泥干重的4%8%8%6%。为探求这4种调理剂与K2SiO3结合运用对污泥脱水性能的影响,本实验在4种药剂单独投加时得出的最佳投药量下分别与K2SiO3复合投加调理污泥。依据已有研讨成果,本研讨将K2SiO3的投加量固定为污泥干重的2%,并以向原污泥单独投加2%K2SiO3作为对照组。不同药剂组合对SRF的影响见图3,对污泥CST的影响见图4

         

        图片38 

        图片39 

          由图3可知,4种铁、铝盐分别跟复合K2SiO3投加调理污泥后,SRF均比单一药剂调理时有所降低。4%FeCl3K2SiO3复合投加时,SRF值降至1.652x106s2/g;8%Fe2(SO4)3K2SiO3复合投加时,SRF值降至2.324x106s2/g;8%AICI3在与K2SiO3复合投加时,SRF值降至1.842x106s2/g;6%Al2(SO4)3K2SiO3复合投加时,SRF值降至2.740x106s2/g。且在原污泥中单独投加2%K2SiO3时,SRF由原污泥的5.033x106s2/g升高至8.253x106s2/g.

         

          由图4可知,4种铁铝盐分别与K2SiO3复合投加后,对CST的影响与对SRF的影响分歧,即与K2SiO3复合投加调理时,CST比单独投加铁盐、铝盐时小,而单独投加K2SiO3时,CST值比原污泥大。4%FeCl3K2SiO3复合投加时,CST降低至12.2s;8%Fe2(SO4)3K2SiO3复合投加时,CST降低至13.1s;8%AlCl3在与K2SiO3复合投加时,CST降低到了15.2s;6%Al2(SO4)3K2SiO3复合投加时,CST降低至15.4s。而单独投加2%K2SiO3时,CST由原污泥的28.1s增加至35.2s

         

          由以上剖析可知,铁铝盐在与K2SiO3复合投加时,对污泥脱水性能的改善效果优于单一药剂调理。且K2SiO3自身不能改善污泥脱水性能,以至单独运用时会增加污泥脱水的难度,其与铁铝盐结合运用时才干发挥功效,缘由可能是Fe3+Al3+在水溶液中水解呈酸性,与K2SiO3作用能构成聚硅酸,聚硅酸的高分子链可经过吸附架桥作用,加强污泥颗粒的絮凝效果两,使污泥脱水性能得到有效改善。

         

          2.3 调理剂对污泥粘度的影响

         

          对各种调理方式调理后的污泥粘度实行测定,结果见图5

         

        图片40 

          由图5可知,污泥经过铁盐、铝盐单独调理或者复合K2SiO3调理后,污泥粘度比原污泥稍有降低,但单一药剂调理与复合药剂调理后的污泥粘度没有明显差别,原污泥单独投加K2SiO3,时,污泥粘度没有明显变化。由此可见,或Fe3+的作用能在一定水平上降低污泥粘度,而复合投加K2SiO3对污泥粘度没有明显影响。

         

          污泥粘度主要与污泥中EPS含量严密相关,EPS含量越高,污泥粘度越大污泥在Fe3+Al3+的作用下,污泥中EPS被毁坏,故污泥粘度降低。而铁盐、铝盐分别与K2SiO3复合投加时,固然污泥脱水性能比单一药剂调理时有改善,但污泥粘度没有进一步改善,其缘由可能是复合药剂相关于单一药剂仅仅是加强了污泥颗粒的絮凝效果,而不能加强对污泥中EPS的毁坏效果。

         

          2.4 调理剂对污泥沉降性的影响

         

          对各调理方式调理后的污泥沉降性实行测定,结果见表2、图6。表2为各调理方式调理后污泥的SV30值,即100mL搅拌混合好的污泥在量筒中静置30min后所构成沉淀污泥占原混合液容积的百分比。图6为调理效果最佳的FeCl3单独调理及其与K2SiO3s复合调理的污泥在30min内的沉降过程图线。

         

        图片41 

        图片42 

          由表2和图6可知,原污泥沉降性能较差,SV3095%,经过铁铝盐单独调理或与K2SiO3复合投加调理后,污泥沉降性能均有明显的改善,且复合药剂调理后污泥沉降性能介于原污泥与单一药剂调理污泥之间,而单独投加K2SiO3的对照组污泥沉降性能较原污泥变差。单一药剂调理时,FeCl3SV30。影响最大,使污泥SV30降至88%,复合药剂调理时,FeCl3复合调理对SV30影响最大,使SV30降至90%。由此可见,污泥经过调理后沉降性得到较大改善,且K2SiO3的参加会对污泥沉降性能产生不利影响。缘由可能是,污泥经铁铝盐调理时经过电中和作用构成的絮体较小且密实,污泥沉降后体积较小,即沉降性能得到改善,而在复合投加K2SiO3时,由于铁铝盐水解呈酸性,与K2SiO3作用构成聚硅酸,聚硅酸高分子链具有吸附架桥的作用,使污泥颗粒构成较大的絮体,由于絮体构造松懈,具有一定的可紧缩性,所以污泥沉降后体积较单一药剂调理时污泥体积大,即沉降性能不如单一药剂调理后的污泥。

         

          三、结论

         

          (1)在单一药剂实行污泥调理改善脱水性能时,FeCl3Fe2(SO4)3AlCl3Al2(SO4)3 的最佳投药量分别为4%8%8%6%,且调理效果最优的为4%FeCl3,使SRT降至2.688x106s2/gCST降至16.8s

         

          (2)FeCl3Fe2(SO4)3AlCl3Al2(SO4)3 4种药剂分别与2%K2SiO3复合投加调理污泥后,污泥脱水性能比单一药剂调理时有较大改善,且4%FeCl32%KaSiO3复合调理效果最优,使SRF降至1.652x106s2/gCST降至12.2s

         

          (3)调理剂在改善污泥脱水性能时,污泥粘度也会降低,且沉降性能也得到改善,复合投加K2SiO3后对污泥粘度没有明显影响,但K2SiO3的运用对污泥沉降性能略有不利影响。

         


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