污泥调理剂在造纸污泥脱水性能中的研究

【摘要】：随着国家经济的迅速发展,我国的造纸厂产量也在不断地增加,随之产生的是大量的造纸污水,污染负荷较重。当我国造纸污水处理厂的规模在一步步扩大的时候,由于造纸污泥的处置费用大约占据污水处理费用的50%,造纸污泥没有得到妥善的处置,导致二次污染,使得污水处理在某种程度上失去它应有的意义。造纸污泥的含水率高达95%-99%,占地面积大,如何缩小造纸污泥的占地面积,达到“无害化、减量化、资源化”的效果,关键在于如何降低污泥的含水率,然而造纸污泥带有一定的电荷,脱水性能很差,因此如何改善造纸污泥的脱水性能成为造纸企业亟待解决的问题。污泥的脱水性能的主要改进方向在于如何对造纸污泥进行调理,化学调理最常见的调理方法,即投加一定的化学药剂到造纸污泥中,通过改变造纸污泥微观结构来改善污泥的脱水性能。本实验检测了沅江造纸厂出厂污泥的理化性质之后,以抽滤时间和泥饼的含水率为指标,研究了有机絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺(CPAM),无机混凝剂聚合氯化铁(PFC),阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)以及CPAM和CTAB联合作用时的最佳工艺参数。从实验结果来看,投加单一调理剂的最佳工艺参数如下：CPAM的最佳配置浓度为0.2%,最佳投加量为0.2%(相对绝干污泥),最佳搅拌强度250r/min,最佳搅拌时间120s,泥饼含水率低至70.79%；PFC最佳投加量为10%(相对绝干污泥),最佳搅拌强度180r/min,最佳搅拌时间80s,泥饼含水率低至71.34%; CTAB的最佳投加量为10%(相对绝干污泥),泥饼含水率低至70.08%。CPAM和CTAB具有协同作用,两者投加的顺序和投加比例都对污泥的脱水性能有一定的影响,先投加CTAB再投加CPAM时,造纸污泥的沉降性能最好,当CTAB和CPAM的投加量分别为绝干污泥5%和0.1%时,对造纸污泥脱水性能的改善最为明显,泥饼含水率低至68.22%。本实验通过研究投加不同调理剂后的泥饼微观结构来进一步探讨污泥脱水机理,结果可知污泥的脱水性能与泥饼的微观结构存在一定的关系。含水率低的泥饼表面凹凸不平,孔隙较多,絮团呈现疏松多孔状,有利于水分的穿梭,从而提高污泥脱水性能。含水率高的泥饼絮体较小,污泥大面积地连接在一起,没有明显的孔隙,不利于水分的去除。此外,在造纸污泥中使用,电中和,吸附,絮凝是阳离子聚丙烯酰胺的主要功能；PFC主要起到破坏污泥稳定性、水解产物与污泥发生络合反应的作用,由此增强了污泥的沉降性能的作用；CTAB主要起到降低水分表面张力以及提高污泥表面EPS溶解性的作用,从而释放污泥细胞颗粒内部水,达到降低污泥含水率的目的；CTAB和CPAM能起到协同效果,主要是因为CTAB释放出细胞内部水,分解造纸污泥大颗粒为小颗粒,CPAM可以快速把小颗粒污泥聚集在一起,提高了造纸污泥的沉降性能,从而改善污泥的脱水性能。
【关键词】：造纸污泥脱水 调理剂 含水率 脱水机理
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X793