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《浙江工业大学》 2019年
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电渗—压滤法联合处理污泥脱水技术研究

饶祎  
【摘要】:随着我国城镇化建设的推进,城市污水厂和建筑工地产生的污泥数量不断增加,每年直接排放的湿污泥量已超过3000万吨。这些污泥含水率高,体积庞大,如何对污泥进行高效脱水,降低污泥的含水率,实现污泥的减量化是科研人员研究的重点问题之一。目前,城市污水厂常用带式压滤脱水和离心脱水技术,只能将污泥含水率降低至80%左右。本文将机械脱水技术和电渗脱水技术联合起来,以城市污水厂脱水污泥和桩基污泥为研究对象,研究电渗-压滤工艺条件对污泥脱水的含水率、比阻、胞外聚合物(EPS)、SCOD等脱水性能的影响,获取了一种新型的高压脉冲电渗-压滤处理污泥深度脱水的装置和技术,该技术可将污泥脱水的含水率降低至60%。主要研究结果如下。(1)采用绝缘材料包覆金属板,设计了一种新型的绝缘性高压脉冲复合电极,电极的击穿电压和阴极和阳极的绝缘层厚度符合U=K(X+Y),X、Y为阴极和阳极绝缘层厚度,K为和材料介电常数等相关的常数。(2)以绝缘性复合电极为阴极和阳极,以7.5-10 kV·cm~(-1)的电场强度,保持50kPa以上的机械压力,电渗-压滤处理15min,可将污水厂脱水污泥含水率由86%降低至60%以下;其中,高压脉冲电场强度是改善污泥脱水比阻的关键因素,机械压力和电场强度具有协同脱水作用。(3)高压脉冲电场技术处理污泥能够有效破坏污泥表面包裹的胞外聚合物(EPS),增加滤出液中可溶性有机碳源,以10kV/cm高压脉冲电场-压滤联合处理污泥15min,污泥滤出液蛋白质、多糖、SCOD浓度分别增至初始值的296.6%、361.8%和1059.9%;同时可以减少污泥中总汞、铜、铬等重金属元素的含量,有效降低污泥中有毒有害成分的含量。(4)研究了无絮凝剂调理的状态下,以IrO_2-Ta_2O_5/Ti涂层电极为阳极,不锈钢电极为阴极,电渗-压滤处理桩基泥浆快速脱水工艺,可将桩基泥浆快速脱水,连续运行8-10批次,出水流量为5.58 L·(min?m~2)~(-1),泥饼含水率为57.9%。(5)设计了公斤级电渗-压滤处理污泥深度脱水装置,可同时实现低压-电渗和高压脉冲-电渗脱水,试验了该装置对不同来源污泥的脱水效果,发现高压脉冲-压滤深度处理污泥脱水适用于城市污泥和运河污泥深度脱水。高压脉冲电渗-压滤处理污泥深度脱水技术,避免了电渗处理污泥时间长、阳极存在腐蚀和热损失等问题,具有较好的开发应用前景。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X703

【参考文献】
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