摘 要

本文借助污泥比阻实验、优化实验和板框压滤实验，对某玻璃纤维有限公司污水处理厂的污泥进行调理药剂筛选研究。确定了一种较有效的联合调理药剂和该联合调理药剂的最佳投加量；经过板框压滤的污泥含水率明显降低，而自然干化又进一步降低了污泥的含水率。所得结果对于减少玻璃纤维污泥体积，降低污泥处置成本具有重要的实践应用意义。

论文主要研究了SH、PG、水玻璃、粉煤灰、FC、膨润土和脱硫石膏等作为调理药剂，通过实验研究以上各种药剂在单独调理以及复合调理条件下对污泥脱水性能的影响。本实验研究在药剂筛选阶段主要以比阻和真空抽滤泥饼含水率为指标，从以上药剂中选出最佳脱水效果的药剂后，采用响应曲面法（RSM）优化实验以比阻和CST为指标来确定调理药剂最佳投加量。采用板框压滤实验验证脱水效果。对经调理和压滤后的污泥干化处理工艺进行了调查比较，同时进行了脱水泥饼的自然干化实验。

研究结果表明，相比于其它调理药剂，SH和FC联合调理污泥脱水效果较为显著，当SH和FC的投加量分别为SH11.19%DS和FC2.23%DS时，污泥的含水率从92.64%降到了44.10%，此时污泥的脱水效果最好。经调理和压滤后的泥饼在自然干化3天后的含水率已经能满足污泥的焚烧处置要求。相比于其他干化技术，用自然干化更经济实惠。

本文的特色：使用SH和FC联合调理玻纤污泥，为降低玻纤行业污泥的含水率提供了一种有效的方法。

关键词：玻纤污泥；污泥脱水；污泥比阻；含水率

Abstract

In this paper, with the help of specific resistance to filtration(SRF) experiment、optimization experiment and plate filter experiment，Study on the screening of conditioning agents of sludge from a certain Glass Fiber Co., Ltd .Identified a more effective co conditioning agent and the best dosage of the united conditioning agent ; through the plate and frame filter press sludge moisture rate is significantly reduced, and natural drying further reduces the moisture content of sludge. The results have important practical significance for reducing the volume of glass fiber sludge and reducing the cost of sludge disposal.

This paper mainly studies the lime, PG, water glass, fly ash, bentonite, ferric chloride and desulfurization gypsum as conditioning agent,through experiments, the effects of various agents on the dewatering performance of the sludge are studied under the conditions of single conditioning and compound conditioning.Experimental study of the chemical screening stage mainly in specific resistance to filtration(SRF) and vacuum mud cake moisture rate as index,after selecting the best dewatering effect from the above reagent, response surface methodology (RSM) was used to optimize the experiment to determine the optimal dosage of the conditioning agent with SRF and CST as the index.The experimental verification of plate and frame filter press dewatering effect.On the conditioning and filter press sludge drying treatment process were investigated and compared,at the same time, the natural drying experiment of the cement cake was carried out.

The results showed that:Compared to other conditioning agents, lime and ferric chloride co-conditioning of sludge dewatering effect is more significant,when lime and ferric chloride dosage respectively lime 11.19%DS and ferric chloride 2.23%DS, sludge water rate fell from 92.64% to 44.10%,at this point the sludge dewatering effect is the best.The sludge cake and filter after conditioning in natural water dry for 3 days the rate has been able to meet the requirements of incineration of sludge.On the conditioning and filter press sludge cake in natural dry for three days the moisture content has been able to meet the requirements of incineration of sludge.Compared with other dry technology, more economical and practical.

Features of this paper:Using lime and ferric chloride co conditioning glass fiber sludge, an effective method is provided to reduce the moisture content of the sludge in the glass fiber industry.

Key Words：Glass fiber sludge; sludge dewatering; SRF; moisture content

目录

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.1.1 研究目的 1

1.1.2 研究意义 1

1.2 国内外污泥处理与处置现状概述 2

1.2.1 国内研究现状 2

1.2.2 国外研究现状 3

1.3 污泥脱水概述 4

1.3.1 骨架构建体在污泥脱水中的应用 4

1.4 污泥干化技术 5

1.4.1 热干化技术 5

1.4.1.2 间接热干化技术 5

1.4.1.3 直接-间接干化技术 5

1.4.2 微波加热干化技术 6

1.4.3 生物干化技术 6

1.4.4 太阳能干化技术 6

1.5 基本内容和技术方案 7

1.5.1 基本内容 7

1.5.2 技术方案 7

第2章 实验材料、装置和实验方法 9

2.1 实验材料 9

2.1.1 玻纤污泥 9

2.1.2 粉煤灰 9

2.1.3 磷石膏 10

2.1.4 脱硫石膏 10

2.1.4 膨润土 10

2.1.5 SH 10

2.1.6 FC 11

2.1.7 水玻璃 11

2.2 药品和仪器设备 11

2.3 实验方法 13

2.3.1 pH测定方法 13

2.3.2 COD测定方法 13

2.3.3 含水率测定方法 14

2.3.4 浊度测定方法 14

2.3.5 CST测定方法 14

2.3.6 污泥比阻测定方法 14

2.3.7 有机物测定方法 15

2.4 响应曲面法 15

第3章 药剂筛选与脱水实验 16

3.1 SH与FC 16

3.2 PG与FC 17

3.3 SH、PG和FC 18

3.4 水玻璃 19

3.5 粉煤灰、SH和FC 20

3.6 膨润土 21

3.6.1 膨润土原土 21

3.6.2 热改性膨润土 22

3.6.3 硫酸改性膨润土 23

3.7 脱硫石膏 24

3.8 本章小结 25

第4章 污泥板框压滤实验 27

4.1 药剂联合调理单因子实验 27

4.1.1 SH单因子实验 27

4.1.2 FC单因子实验 28

4.2 药剂联合调理正交实验 30

4.3 板框压滤脱水实验 32

4.3.1 污泥调理 32

4.3.2 进料阶段和隔膜阶段 33

4.4 本章小结 33

第5章 污泥干化处置 35

5.1 污泥干化技术的优缺点 35

5.2 自然干化实验 36

5.3 本章小结 36

第6章 结论与展望 38

6.1 结论 38

6.2 展望 38

参考文献 39

致谢 41

绪论

1.1目的及意义

1.1.1 研究目的

随着我国在污水处理方面的投入越来越大，污水的处理量和处理率大大提高，伴随而生的污泥量也是与日俱增。到2015年，全国各地总共有近4000座污水处理厂，污水的处理能力为1.62 亿 m³/ d，同时每年产生的污泥量在3 000万吨左右( 按污泥含水率80% 计算)^[1] 。每年如此巨大的污泥产生量，如若不尽可能降低污泥含水率，将占用大面积的土地，而且污泥中的有害物质将影响人们的健康。

污泥处理的投资及运行费用巨大是大量污泥不能得到处置的原因之一，污水处理厂的投资和运行费用中，有30%～50%的费用花在了污泥处置上^[2]。污泥的主要特性是高含水率，有机物含量较高，并且颗粒较细，易压缩，呈胶状液态，因此污泥通常不易脱水，需要通过投加药剂来改善脱水性能。所以污泥在机械脱水前必须进行预处理，预处理是为了使污泥比阻在适合机械脱水的范围内，最常用的预处理方法是化学调节法^[3]。经过调理的污泥其脱水性能会得到较大改善，从而提高污泥的脱水程度，有利于污泥的后续干化处置。故本实验研究的目的是寻找合适的调理药剂和最佳投加量，解决污泥含水率过高的问题。

1.1.2 研究意义

污泥是污水处理厂处理污水时伴随而生的产物。污泥在没有经过处理处置后排入环境，不仅占用大量的土地面积，而且直接给水体和大气带来污染，对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。污泥处置的目标有四点分别是减量化、稳定化、无害化和资源化。由于目前污泥的产生量在逐年增加，而且相当巨大，随着环境问题的突出，人们已经逐步认识到污泥的处理、处置优先顺序应当是先减容，再利用，最后是废弃。因此，污泥减量是污泥处置的首要任务，也是重中之重^[3]。而通过本实验研究筛选的药剂，可为污泥深度脱水提供更好的处理方法。目前污泥的最终处置途径分为：土地利用，填埋，焚烧，建筑材料综合利用和海洋抛弃等。不论采用哪种处置方式，污泥脱水使污泥的减量都有利于污泥在后续处置中成本的降低，在填埋时可以减少土地的占用，焚烧时有利于降低能耗。可见污泥的深度脱水对污泥的处置是积极的，并且对保护环境和人类的生活都是有重要意义的。

1.2 国内外污泥处理与处置现状概述

1.2.1 国内研究现状

我国相对于外国污水处理产业发展的较晚一些，所以我国在污泥研究方面也比国外要晚，我国污泥研究开始于二十世纪八十年代末。据统计，在1994年之前对污泥的研究报道还较少^[4]。但近年来，随着我国对污水处理的重视，污水处理厂逐渐增加，污水处理率不断提高，使得污泥产量迅速增加，越来越多的学者开始从事污泥方面的研究工作。最早的污水处理厂产生的污泥都是用于农田，但随着国家的重视以及经过多年的实践摸索，现在已经有污泥卫生填埋、土地利用和污泥焚烧等传统处理处置方法，同时对污泥制肥、制作混泥土轻质骨粒和污泥用于建筑材料等新型处理处置方法进行了研究^[5]。2006年国内污泥处置技术所占的比例如下表1-1所示。