真空電滲聯合動載技術處置給水污泥的機理研究

項目摘要

針對產量大、成分複雜的給水污泥，開展真空電滲聯合動載擠密固化給水污泥效能及主要影響因素研究，確定影響真空電滲技術污泥脫水的特徵因子及動載擠密固化關鍵指標，揭示真空電滲聯合動載處置給水污泥的機理；開展真空電滲技術去除給水污泥中重金屬機理研究，揭示重金屬在關鍵指標影響下遷移轉化規律，提出極少量殘留重金屬穩定化處理措施；開展真空電滲技術對給水污泥中無機鹽去除原理研究，揭示無機鹽在污泥固化過程中動態遷移規律、去除效率，確定電滲後期效應影響下無機離子去除的循環真空電滲強化措施的效能；綜合上述研究內容，構建以固化給水污泥的同時降低固化成品中重金屬含量和無機鹽濃度為核心的真空電滲聯合動載處置給水污泥技術體系，為給水污泥變廢為寶的資源化利用提供科學依據和技術支撐。

結題摘要

給水污泥含水率高，給水污泥脫水能夠明顯減小給水污泥處置的技術難度和施工費用。因此，探求一種高效的給水污泥脫水技術是解決給水污泥處理處置的前提。電動脫水是一種高效的污泥脫水技術，給水污泥電動脫水後含水率低。本研究將真空抽濾脫水技術和電滲脫水技術相結合強化給水污泥脫水效果，降低能耗。本研究針對真空抽濾對給水污泥脫水效果影響，考察真空抽濾過程中給水污泥pH值、真空壓力對給水污泥真空抽濾脫水效果的影響，探討給水污泥真空抽濾脫水技術的工況最佳化途徑，分析真空抽濾過程中給水污泥pH值對給水污泥絮體的破壞以及真空壓力對提高給水污泥真空抽濾脫水速度的影響規律。結果表明，pH=5.3時，給水污泥絮體被破壞，給水污泥顆粒大小分布呈現小分子顆粒增多，大分子顆粒減少。真空抽濾過程中真空壓力越大，電極土工布表面富集的泥餅厚度增加，增厚的泥餅降低了土工布的透水性能，結果表明，真空壓在0.05Mpa時，土工布表面富集的泥餅不僅起到了防止污泥顆粒透過土工布的作用，同時土工布也有很好的水分透過性能。研究電滲工況條件對給水污泥電滲脫水效果的影響，最佳化電滲參數，探究電滲脫水工藝中水分子去除機理。結果表明，1~4v/cm，電滲過程中提高電勢梯度可以增強給水污泥脫水速度，4~5v/cm，繼續提高電勢梯度脫水後給水污泥含水率保持在63%，同時，較大的電勢梯度導致污泥電滲過程中溫度上升帶來的散熱增大、電滲功率增大，從而提高脫水能耗，結果表明電勢梯度從1.25v/cm提高到5v/cm，污泥溫度上升引起的散熱是電滲能耗的主要組成部分。污泥在弱酸性條件下不僅可以破壞污泥Al(OH)3絮體，基於電滲強度公式，弱酸條件下強化了水分子的電滲作用，增強污泥中水分子電滲遷移作用，結果表明，降低污泥pH值可以提高zeta電位，pH從8.6降低到6.2，污泥zeta電位從-35mv降低到-23mv，污泥電滲脫水後最終含水率從65.7%降低到59.4%。研究真空電滲工況最佳化方案提高給水污泥脫水效果。給水污泥真空電滲脫水能耗主要來自真空抽濾能耗和電滲能耗，通過最佳化真空壓力降低真空抽濾時間來達到真空抽濾能耗降低效果。給水污泥真空電滲脫水29h後，給水污泥土體產生大量裂縫，特別是電極附近產生了大裂縫，這些裂縫使土體接觸電阻從200Ω攀升至2000Ω以上，從而增強了真空電滲能耗，通過灌漿法方案可以使新鮮的污泥填補縫隙從而減小電阻，相較於

真空電滲聯合動載技術處置給水污泥的機理研究

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