聚丙烯酰胺对生活污泥脱水的实验研究

环境科学导刊http：／／hjkxdk．yies．org．en2015，34(1)CN53—1205／XISSN1673-9655聚丙烯酰胺对生活污泥脱水的实验研究何旭，俞志敏。卫新来(合肥学院生物与环境工程系，合肥环境工程研究院，安徽合肥230601)摘要：设置了聚丙烯酰胺的投药量、搅拌速度、絮凝温度、pH4个影响因素，研究了聚丙烯酰胺在污泥絮凝的过程中，污泥的沉降性能和脱水性能。在单因素实验的基础上，进行了响应面分析试验，经过优化得到最优条件为投加量50．29mg／L、搅拌速度133．8r／min、pH3．04、温度3O．84℃。此时污泥比阻值为4．96×10s／g。关键词：聚丙烯酰胺；生活污泥；脱水；实验；污泥比阻；响应面法中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1673—9655(2015)06—0061—06随着我国经济的快速发展，我国城市污水、污泥产生量快速增长。污泥的处理处置问题也一直受到人们的关注。其中如何提高污泥的脱水性能成为热门的研究课题⋯。目前国内外主要通过投加絮凝剂来改善污泥的脱水性能J。不同的絮凝条件对污泥的絮凝效果影响很大，寻找更好的絮凝条件来满足实际工程生产需要，是现在污泥絮凝需要解决的重要课题_3J。本论文对絮凝剂投加量、絮凝剂搅拌速度、温度、pH值4种影响因素进行了研究，并提出了更加有利于污泥脱水的条件。1材料与方法1．1实验材料与仪器污泥取自合肥市某生活污水处理厂二沉池沉降污泥，污泥含水率为98．5％，pH为6．97。为了避免污泥理化性质随时间的变化影响实验数据的真实性，所有实验均在污泥采样后3～4d完成]。主要化学试剂：阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)：相对分子量800万(天津市光复精细化工研究所)配成1．0g／L溶液；盐酸(上海振企化学试剂有限公司)；氢氧化钠(西陇化工股份有限公司)。主要仪器装置：JJ一6A型六联异步自动升降搅拌器(金坛市晶玻实验仪器厂)；CU600高精度恒温水浴锅(上海南荣实验室设备有限公司)；DGX一9073B型鼓风干燥箱(上海南荣实验室设备有限公司)；AEY一120型电子分析天平(湘仪天平仪器设备有限公司)；SHB一11型循环水式多用收稿日期：2014—05—19基金项目：2013年度合肥学院人才科研基金(13RC05)。作者简介：何旭(1991一)，男，硕士。通讯作者：俞志敏(1964一)，男，浙江宁波人，合肥学院生物与环境工程系教授。研究方向：环境工程。真空泵(郑州长城科工贸有限公司)；NDJ一5S型旋转粘度计(上海越平科学仪器有限公司)，污泥比阻测定装置。1．2分析方法1．2．1滤饼含水率的测定污泥含水率参照CJ／T221—2005《城市污水处理厂污泥检验方法》测定。1．2．2污泥比阻的测定污泥比阻参照《水污染控制工程》中的实验七《污泥过滤脱水一污泥比阻的测定实验》测定。图1是污泥比阻测定装置示意图。图1污泥比阻测定装置示意图空泵1．2．3污泥沉降实验量取100ml经调理后的污泥置人量筒中，每隔一段时间记录污泥沉降体积，在同样的条件下，比较污泥的沉降性能。1．3实验方法取500ml原始污泥于烧杯中，放置于设定温度的水浴锅，每隔—段时间测定烧杯内污泥温度，达到设定温度后用盐酸和氢氧化钠调节pH，再加入一定量的聚丙烯酰胺，使用JJ一6A型六联异步自动升降搅拌器在固定的搅拌速度下搅拌。之后分别按照上述含水率、污泥一6】一环境科学导刊http：／／hjkxdk．yies．org．cn第34卷第1期2015年2月行测定。2实验结果与分析2．1单因素实验2．1．1PAM投加量的影响在温度25、pH7、搅拌速度150r／min的条件下，设置PAM投加量为40mg／L、50mg／L、60mg／L、70mg／L、80mg／L，分别测定污泥的沉降性能、污泥比阻、泥饼含水率。时间／min图2投加量对污泥沉降性能的影响曲线～～～，r／投加量／(mg／L1图3投加量对污泥比阻的影响曲线8084．54-84．083．5＼83一o纛82．582．0_、81．5、、、＼．一一—，—一一。～～、、一～、．．81．0．．一405O6O708O投加量／(mg／L)图4投加量对泥饼含水率的影响曲线从图2可以看出，PAM投加量在70mg／L时，污泥沉降效果最好。加入絮凝剂后，污泥矾花颗粒变大，污泥层和上清液层有明显的分界线。投加量超过70mg／L时，污泥沉降效果开始下降。图3表明PAM～62一投加量在60megL时，污泥比阻值最小，污泥具有很好的脱水性能。絮凝剂添加过多或过少都会影响污泥比阻。图4表明脱水污泥泥饼含水率随投加量的增加逐渐降低，絮凝剂投加量超过50mg／L时，泥饼含水率基本保持稳定。但是总体来说含水率偏高，说明PAM对降低泥饼含水率的作用不明显。2．1．2搅拌速度的影响在温度25℃、p