微波能对化学污泥脱水性能的影响

42CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工设计2009，19(6)微波能对化学污泥脱水性能的影响尹小延’曾科司琼磊郑州大学水利与环境学院郑州450002摘要研究大豆蛋白污水化学污泥的脱水性能，考察微波辐射的功率及时问对污泥脱水性能的影响，确定功率和时间的最佳条件。研究120s内污泥沉降、过滤脱水及比阻的变化，并探讨污泥胞外聚合物含量和污泥颗粒粒径的变化相关机理。结果表明：适宜的微波辐射可明显改善污泥的脱水性，800W、lOOW和60w微波改善污泥脱水性能的最适宜时间分别为50s、120s和120s，上清液中多糖的含量介于460—470rag／L时污泥脱水性能最佳。适宜的微波辐射能够改善污泥的脱水性能，过量的微波辐射则使污泥脱水性恶化。关键词化学污泥微波能沉降性能脱水性能污水处理过程中会产生大量的污泥，数量占处理水量的0．3％一0．5％(以含水率97％计)。污泥脱水是污泥减量化中最为经济的一种方法，是污泥处理工艺中的一个重要环节，其目的是去除污泥中的空隙水和毛细水、降低污泥的含水率、为污泥的最终处置创造条件⋯。目前国内对于污泥预处理主要是针对城市污泥和自来水厂污泥的研究。研究的方法主要是化学调理方面，另外还有一些新颖的污泥调理方式正在研究，如利用超声辐射、或利用酸处理及表面活性剂等∞。1来改善污泥的脱水性能。而针对工业污水产生的化学污泥还鲜见报道。由于化学污泥成分复杂，脱水较困难，采用传统的絮凝剂调节效果不明显，笔者利用微波对大豆废水化学污泥进行调理，研究微波功率、辐射时间对化学污泥脱水性能的影响。1试验1．1仪器与试剂1．1．1仪器WMX—Ill—A型微波闭式消解仪，WD800G型微波炉，HY一4调速多用振荡器，pHs叫电极酸度计，电子天平，电热恒温干燥箱，721分光光度计。1．1．2试剂牛血清白蛋白．，考马斯亮蓝G一250染色剂，6％苯酚溶液，硫酸。1．2材料选取自漯河某大豆工业污水处理站的化学调节池作为研究对象，泥样取回后静置24h，待其稳定后倒去上清液，剩余浓缩后污泥为实验材料。污泥含水率为93％左右，pH为4—5，成分为大豆皮2mm以上约占总量的7％(质量分数)，豆渣0．9—2mm约占总量的7％，0．45—0．9mm较小豆渣约占总量的10％，0．45—0．1mm小豆渣占总量的14％，0．1mm以下泥末占总量的68％。试验泥样保存在4℃冰箱中，试验过程中，泥温保持在28℃。1．3方法1．3．1污泥比阻的测定在定压下(采取抽真空方式，真空度为0．02MPa)对污泥进行抽滤，通过测定一系列的t—V数据，然后在直角坐标系下作t／V—V关系图，烘干截留的滤饼，称重得到滤饼总量W，再除以滤液总体积V，得W。根据公式r=2PA2b／uw即可以得到污泥比阻rHJ。抽滤装置自制。1．3．2污泥含水率的测定将60ml蒸发皿放在烘箱内，以105℃的温度烘2h，取出后放在干燥器内冷却0．5h，用万分之一分析天平称重，记录重量W。，再用分析天平称209污泥置于烘干后的蒸发皿中，在恒温水浴上蒸干后移至105。C的烘箱中，继续干燥·尹小延：在读硕士研究生。2010年将毕业于郑州大学环境工程专业。现在从事水污染控制理论与技术研究工作。联系电话：13598049490，E—mail：baoyanyinxiao@126．com。万方数据尹小延等微波能对化学污泥脱水性能的影响432h，取出并放入干燥器中冷却，0．5h后称重。重复以上操作，直到前后两次质量差小于0．00029，即为恒重，记录为W：。污泥含水率计算如式：P：堡4#业×100％川式中，P为污泥含水率，％；W。为空蒸发皿质量，g；W：为污泥烘干后质量+蒸发皿质量，g。1．3．3污泥沉降性能的测定取微波辐射的泥样各100mL。分别倒入100mL量筒。即刻用秒表开始计时并记下污泥体积。再每隔5min记录污泥体积直至沉降30min后停止记录。1．3．4污泥颗粒粒径分布取一定量微波处理后的污泥，用水冲洗后使之依次通过孔径为2mm、0．9mm、0．45mm和0．1mm的分样筛，然后将各个分样筛截留的污泥收集，在105％下烘干、称重，计算不同粒径范围的污泥所占质量比。1．3．5蛋白质测定采用考马斯亮蓝法测定蛋白质哺】。1．3．6多聚糖测定采用苯酚硫酸法测定多聚糖[6】。2结论与讨论2．1微波能对污泥比阻和沉降性能的影响该课题以漯河某大豆工业污水处理站化学污泥为研究对象，开展实验研究。化学污泥比阻为5．33×10¨em／g，超过了(9．81—39．2)×1010em／g易脱水的比阻范围。污泥比阻SRF(specif-icresistancetofiltration)可以很好地表征污泥过滤性。微波能对污泥比阻和真空抽率后滤饼含水率的影响见图1和图2。60奄50专40毛30j20羞100图l微波能对