《超滤技术在污泥脱水中的探索研究》

技术简介：

目前我国污水处理厂采用活性污泥法进行生活污水处理后会产生大量的剩余污泥,剩余污泥经机械压滤或离心脱水,含水率达75%后进行处置或资源化利用。超滤膜技术主要应用于污水的终端处理,可替代二沉池实现泥水分离,基于超滤膜的功能性,课题采用管式超滤膜进行污泥的深度脱水研究。由于污泥深度脱水后其流动性变差,为方便泥饼的收集以及膜的清理,课题研究选用PVDF材质的内压式错流超滤膜进行深度脱水研究,比较了不同膜孔超滤膜的深度脱水性能与效果;并对剩余污泥进行调理,研究了O_3氧化与O_3联合其他调理剂(酸碱,Fe_2(SO_4)_3)的脱水率;分析了调理剂的调理机理及最佳剂量。论文主要结论如下:(1)研究结果显示膜孔为10nm的MO型超滤膜对剩余污泥的脱水性能优于膜孔为30nm的MM型超滤膜,经过10nm超滤膜脱水后,污泥滤饼的含水率为75.3%,高于30nm超滤膜的77.8%,;脱水过程中造成超滤膜污染的主要污染物为蛋白质与微生物产物,对膜进行清洗后10nm超滤膜的膜通量恢复率高于30nm超滤膜;MO超滤膜对COD与氨氮的去除率略高于MM膜,出水水质更好;对超滤膜进行SEM分析,10nm超滤膜的污染层较为稀疏,对膜通量的影响较小;接触角分析显示10nm的超滤膜亲水性更好,接触角为26.2°;可将10nm超滤膜用于后续污泥脱水实验中。(2)实验结果显示单独O_3调理时间为5h的脱水效果最好,污泥的含水率降低至72.14%。当pH=3时,泥饼含水率为68.7%,而pH大于9时,污泥脱水性能与效果都会严重恶化;由于O_3氧化会使污泥絮体裂解,污泥内有机物增多,导致污泥毛细吸水时间提升,脱水性能恶化;pH调理后,污泥毛细吸水时间为166s,污泥絮体被破解,污泥表面的电荷被中和,Zeta电位值由-8.6mV降至-5.29mV;污泥O_3氧化后在不同Fe_2(SO_4)_3调理剂量下的污泥脱水效果显示,当Fe_2(SO_4)_3投加量为200mg/gTS时,污泥表面的中和作用达到最佳,污泥Zeta电位值降至-3.19mV,此时污泥的毛细吸水时间和泥饼含水率分别为41s和61.7%,脱水性能与效果显著提升。(3)采用响应面法确定O_3、pH、Fe_2(SO_4)_3联合调理污泥的最佳剂量,在最佳剂量的调理下,毛细吸水时间降低至38s,此时污泥破解效果最好,SCOD,多糖与蛋白质浓度达到最高,Zeta电位值接近等电点为-2.03mV,污泥经过超滤脱水,含水率降至56.02%,;SEM分析表明,O_3联合酸与Fe_2(SO_4)_3调理后污泥内部形成了更丰富的孔隙结构,该结构形成疏水通道,更有利于污泥水分排出。

研发人员：汤诚