粉煤灰和生石灰对生活污水污泥脱水影响研究

第30卷第4期2007年4月环境科学与技术作者简介:杨斌(1980-),男,硕士研究生,研究方向为环境工程,(手机)13477013399(电子信箱)qc93_yangbin765@sina.com;*通讯作者:教授,博士,从事固废处理和资源化研究,(手机)13971531939(电子信箱)yjiakuan@126.com。粉煤灰和生石灰对生活污水污泥脱水影响研究杨斌,杨家宽*,唐毅,谢永中,肖波(华中科技大学环境科学与工程学院,武汉430074)摘要:通过比阻和泥饼含水率的测定,进行污泥脱水的粉煤灰(含粗、细)、生石灰投加实验。单独投加实验表明,在投量10g/100mL时,细粉煤灰(0.075mm筛下)能使比阻值降低91.8%,效果稍次于生石灰;且细粉煤灰降低泥饼含水率的效果最好。联合、单独投加对比实验表明,投量10g/100mL时,粉煤灰与生石灰以1∶1(质量比)联合投加降低比阻值达99.8%,效果好于二者单独投加;但联合投加降低泥饼含水率的效果不如单独投加粉煤灰,仅与生石灰的效果相当。关键词:粉煤灰;生石灰;污泥;比阻;泥饼含水率中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1003-6504(2007)04-0098-02污泥的处置是污水处理厂运行管理的重要环节。脱水后含水率70%~80%的泥饼,绝大多数目前只能进行填埋处理,高含水率的污泥占用大量有限的土地资源,大大缩短填埋场的使用年限。所以如何进行污泥的资源化是当前研究的热点。在资源化方面,污泥除用做农用、绿化外,目前已有以污泥作为原料制备烧结砖[1-2]的研究报道,但是烧结过程必然伴随着高能耗,高污染。所以寻求一种既有利于污泥脱水,又有利于制备免烧砖的工艺是一种有创新意义的重要工作。污泥的稳定化和脱水是资源化的基本前提。目前国内外在稳定化方面已有利用粉煤灰[3]和生石灰稳定重金属、杀死污泥中的病原菌、有效改善脱水污泥填埋特性[4]的研究,在脱水方面也有粉煤灰添加对污泥比阻的影响研究[5]以及利用生石灰作为污泥脱水助凝剂的报道。生石灰和粉煤灰不仅能够改善污泥脱水性能,也可考虑将进一步脱水后的泥饼作为制备蒸压砖的原料。本课题组在此方面作了一些研究,并取得了一定成果。本文仅对以生石灰和粉煤灰单独和联合投加对污泥脱水的影响进行了实验研究,为进一步资源化打下基础。1实验部分1.1实验方法与原理按照常规比阻测定方法进行测量[6],图1为比阻测量装置图。取100mL泥样放入布式漏斗,采用0.08MPa真空度进行测量。记录过滤时间t和相应时刻的滤液量v以及滤液总体积V。泥饼出现龟裂时,将泥饼从漏斗上剥离,在103℃下烘干称重。由过滤基本公式:dvdt=P·A2!·(r·c·V+Rm·A)在压力恒定下,积分得:tv=!rc2PA2V+!RmPA式中:t-时间(s);P-真空压力(MPa);v-滤液体积(cm3);A-过滤介质面积(cm2);μ-过滤液动力粘度(g/cm·s);r-比阻(s2/g);c-单位过滤介质上被截流的固体质量(g/cm3);Rm-过滤介质的阻抗(s2/cm2)。将t/v对V作图可以做一曲线,该曲线的斜率为bb=!rc2PA2得出比阻值:r=2bPA2!c1.2实验原料取武汉某污水处理厂剩余浓缩污泥,测得含水率93%,测得比阻值为1.05×109s2/g。将烘干污泥放入球磨机磨细,测得其无机化学组成,另取电厂粉煤灰测其化学组成见表1,将粉煤灰过0.075mm筛,筛上筛下分别作为粗细粉煤灰备用。表1实验原料化学组成(wt%)1.3实验方案和结果本实验将比阻和泥饼含水率作为衡量污泥脱水效果的指标,具体实验方案和结果如下:(1)粗(0.075mm筛上)、细(0.075mm筛下)、混合粉煤灰和生石灰的各自单独投加对污泥脱水的影响,详见表2。项目SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgONa2OK2O灼减量污泥32.284.134.21.50.220.3343.03粉煤灰46.08278.71.60.570.61.0520.5498··转载http://www.paper.edu.cn中国中国科技论文在线科技论文在线表2单独投加实验方案和结果注:比阻(106s2/g)用r表示,脱水后混合泥饼含水率(%)用a表示。(2)联合投加与各自单独投加对污泥脱水的影响对比,详见表3。表3联合与单独投加对比实验方案和结果注:比阻(106s2/g)用r表示,脱水后混合泥饼含水率(%)用a表示。2实验研究2.1单独投加实验研究从图2可以看出,投入不同粗细的粉煤灰后污泥比阻都会有所降低。从比阻值的降低来看,投量<20g/100mL时,细粉煤灰效果明显好于混合粉煤灰和粗粉煤灰。细粉煤灰投量10g/100mL就可以把比阻值从1.05×109s2/g降到0.09×109s2/g。当掺量>20g/100