隨著人們對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高,當(dāng)前的市政污泥處理與處置出現(xiàn)技術(shù)瓶頸,“污泥成災(zāi)”亟待破解。而被廣泛應(yīng)用于污水、污泥處理的聚丙烯酰胺(PAM)的原有絮凝性能已顯露出局限性,難于滿(mǎn)足新的技術(shù)指標(biāo)要求;且其緩慢的降解及其產(chǎn)物使得環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)日益嚴(yán)峻。顯然,系統(tǒng)研究PAM對(duì)污泥的絮凝機(jī)制、提高PAM絮凝性能的改性方法及降低其環(huán)境毒理特性,從而解決PAM絮凝性能和環(huán)境友好性的問(wèn)題,對(duì)于有效地處理與處置市政污泥,具有理論和實(shí)際意義。因此,本文開(kāi)展如下研究工作。首先,研究不同性質(zhì)PAM對(duì)污泥調(diào)理效果的影響,分析陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺(CPAM)的分子量和離子度對(duì)污泥顆粒的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明,CPAM的分子量和離子度對(duì)污泥絮凝脫水的作用各有側(cè)重,但非完全獨(dú)立,而是耦合關(guān)系;其中,離子度決定了CPAM提供陽(yáng)離子電解質(zhì)能力,對(duì)攜帶負(fù)電荷污泥膠體顆粒失穩(wěn)凝聚尤為重要,在污泥調(diào)理中起關(guān)鍵作用。繼而,研究鈣鎂離子對(duì)PAM的改性方法,設(shè)計(jì)優(yōu)化改性產(chǎn)物(鈣/鎂離子-PAM)的絮凝性能。通過(guò)分子結(jié)構(gòu)表征,探究鈣/鎂離子-PAM的聚合改性機(jī)制;通過(guò)對(duì)污泥比阻、Zeta電位、毛細(xì)吸水時(shí)間(CST)、上清液濁度和濾液粘度等測(cè)試,研究鈣/鎂離子-PAM對(duì)污泥的調(diào)理效果;從鈣/鎂離子-PAM的分子結(jié)構(gòu)特征分析其對(duì)污泥的絮凝機(jī)理。研究結(jié)果表明,鈣/鎂離子-PAM的分子結(jié)構(gòu)是以鈣/鎂水合離子的多核羥橋絡(luò)離子與PAM鏈上羧基交聯(lián)。處于核心部分的多核羥橋絡(luò)離子可提供更有效的陽(yáng)性正電荷,與帶負(fù)電荷膠體顆粒實(shí)現(xiàn)電中和。而多核羥橋絡(luò)離子交聯(lián)的PAM充分水解使高聚物分子鏈徹底打開(kāi),吸附架橋、網(wǎng)捕卷掃作用完全發(fā)揮,因而絮凝性能顯著優(yōu)于常規(guī)使用的CPAM;所制備的分子量分別為5.10×106Da、6.62×106Da和6.26X106Da的三種鈣/鎂離子-PAM,均具有廢水濁度去除率≥99%、污泥比阻降低率≥97%的良好性能。最后,考察鈣/鎂離子-PAM和CPAM在土壤中的自然降解及對(duì)植物、動(dòng)物的毒理特性,以及其對(duì)種子萌發(fā)、植株生長(zhǎng)和蚯蚓的存活、生長(zhǎng)、繁殖等影響差異;探討不同PAM分子結(jié)構(gòu)對(duì)其降解的影響機(jī)理。結(jié)果表明,鈣鎂離子對(duì)PAM的降解有促進(jìn)作用,鈣/鎂離子-PAM降解速率比CPAM快30～50%,其環(huán)境殘存時(shí)間更短,環(huán)境累積風(fēng)險(xiǎn)和影響生物持久性更小,更具環(huán)境友好性。
【學(xué)位單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：X703;X171.5;TQ317
【部分圖文】：

圖１－１污泥比阻的測(cè)定裝置??－１?Ｍｅａｓｕｒｍｅｎｔ?ｄｅｖｉｃｅ?ｆｏｒ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｏｆ?ｓｌｕｄ公式：??ｄ＝Ｍｌ?上Ｍ?Ｃ??時(shí)壓強(qiáng)降（Ｐａ）；??面積（ｃｍ２）；??的動(dòng)力黏度（Ｎｎ２或ｇ?ｃｍ＋ｓ－１）??Ｖ作圖的曲線斜率；??體積濾液的濾渣質(zhì)量（ｇ，ｃｎｒ３）。??濾液的濾渣質(zhì)量Ｃ由式１－２計(jì)算：??Ｃ－?！???１００?－?Ｃ，?１００?－?ｃｆ??Ｃｉ?ｃ?ｆ

理效果越好，脫水性亦更佳。市政剩余污泥ＣＳＴ?—般大于２０?ｓ?，?ＣＳＴ小于２０?ｓ時(shí)??才可能適合進(jìn)行脫水。??從圖１－３可以看出，七種ＮＰＡＭ基本能減小污泥的ＣＳＴ，但減小幅度很小。調(diào)??理前原始污泥ＣＳＴ＝２８．４ｓ，調(diào)理后ＣＳＴ在２６．１？３０．３?ｓ之間，均大于２０?ｓ。其中，??Ｎ１０、化２和Ｎ１４的ＣＳＴ降低幅度相對(duì)較明顯，而Ｎ６、Ｎ８反而使污泥的ＣＳＴ略有延??長(zhǎng)，這種現(xiàn)象應(yīng)該是ＮＰＡＭ與污泥顆粒形成的絮體不夠密實(shí)，分散的ＮＰＡＭ自身??的粘性增大了絮體的ＣＳＴ。??－２２－??

?－?４５?＾??１！?Ｈｌｚｉｉｌｉ?；：｜??ＣＫ?Ｎ６?Ｎ８?Ｎ１０?Ｎ１２?Ｎ１４?Ｎ１６?Ｎ１８??實(shí)驗(yàn)組??圖１－２不同ＮＰＡＭ對(duì)污泥比阻的影響??Ｆｉｇ．?１－２?Ｅｆｆｅｃｔｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ＮＰＡＭ?ｏｎ?ｓｐｅｃｉｆｉｃ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ?ｏｆ?ｓｌｕｄｇｅ??（２）對(duì)污泥ＣＳＴ的影響??ＣＳＴ是利用滲透濾紙毛細(xì)管吸入力產(chǎn)生的濾失來(lái)表征含水體系的濾失特性，常??用于評(píng)價(jià)污泥的脫水性能［２１６１，ＣＳＴ越短，可表示污泥的濾失性能越好，即ＰＡＭ調(diào)??理效果越好，脫水性亦更佳。市政剩余污泥ＣＳＴ?—般大于２０?ｓ?，?ＣＳＴ小于２０?ｓ時(shí)??才可能適合進(jìn)行脫水。??從圖１－３可以看出，七種ＮＰＡＭ基本能減小污泥的ＣＳＴ，但減小幅度很小。調(diào)??理前原始污泥ＣＳＴ＝２８．４ｓ，調(diào)理后ＣＳＴ在２６．１？３０．３?ｓ之間，均大于２０?ｓ。其中，??Ｎ１０、化２和Ｎ１４的ＣＳＴ降低幅度相對(duì)較明顯，而Ｎ６、Ｎ８反而使污泥的ＣＳＴ略有延??長(zhǎng)，這種現(xiàn)象應(yīng)該是ＮＰＡＭ與污泥顆粒形成的絮體不夠密實(shí)，分散的ＮＰＡＭ自身??的粘性增大了絮體的ＣＳＴ。??－２２－??
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;污泥發(fā)電紹興新能源有亮色[J];廣西電力建設(shè)科技信息;2006年01期

2 肖瓊;;從韓國(guó)經(jīng)驗(yàn)透視中國(guó)污泥政策障礙[J];給水排水動(dòng)態(tài);2017年04期

3 ;日本大阪利用新技術(shù)使污泥“變廢為寶”[J];中國(guó)建材資訊;2015年06期

4 廖永芳;;新型污泥處理裝置的工程評(píng)價(jià)[J];煉油設(shè)計(jì);1982年01期

5 盧璟豪;;一種沙漠用污泥種植塊及沙漠仿真種植方法實(shí)踐[J];山東工業(yè)技術(shù);2018年08期

6 李小英;;污泥堆肥對(duì)水仙生長(zhǎng)的影響[J];生物學(xué)教學(xué);2017年05期

7 陳祥;徐福銀;包兵;胡艷燕;陳萌;;污泥處理產(chǎn)物和產(chǎn)品園林利用的分析[J];給水排水;2017年06期

8 王翼;;云南山區(qū)污泥處理廠設(shè)計(jì)方案[J];城市道橋與防洪;2017年05期

9 劉佰秋;;給水廠的污水及污泥處理設(shè)計(jì)研究[J];城市建設(shè)理論研究(電子版);2017年06期

10 陳艷萍;;淺析污泥處理與處置工藝技術(shù)[J];低碳世界;2017年23期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 鄭育毅;聚丙烯酰胺的污泥絮凝機(jī)制、改性設(shè)計(jì)優(yōu)化及環(huán)境毒理特性研究[D];福建師范大學(xué);2018年

2 張健;A/O-MBR+O_3溶胞組合工藝污泥減量及強(qiáng)化脫氮效能與機(jī)制研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 董浩;制革污泥與煤在流化床內(nèi)的共處置燃燒和鉻遷移特性研究[D];浙江大學(xué);2018年

4 方文;污泥堆肥土地利用中重金屬的釋放及分配研究[D];清華大學(xué);2017年

5 張健;熱水解污泥—餐廚垃圾協(xié)同厭氧消化及產(chǎn)甲烷動(dòng)力學(xué)研究[D];廣西大學(xué);2017年

6 張強(qiáng);污泥高效氣化協(xié)同制備灰基吸附劑的定向調(diào)控及機(jī)理研究[D];華中科技大學(xué);2018年

7 韓亨達(dá);鈣鐵氧化物對(duì)污泥熱解痕量元素釋放及熱解油芳香化的影響研究[D];華中科技大學(xué);2018年

8 吳宇琦;電離輻射與熱水解破解污泥機(jī)理及其資源化利用方法研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

9 趙亞洲;污泥摻燒生物質(zhì)對(duì)砷形態(tài)轉(zhuǎn)化及磷有效性的影響機(jī)理研究[D];中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所);2019年

10 張瀟;跌水曝氣耦合回流供氧上升流式微氧污泥床生物脫氮性能研究[D];太原理工大學(xué);2019年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉鵬鵬;改良A~2/O去除污染物耦合污泥減量研究[D];河北工程大學(xué);2019年

2 顧家熙;制革染色廢水和污泥中有機(jī)絡(luò)合態(tài)鉻的脫除方法研究[D];陜西科技大學(xué);2019年

3 陳小涵;污泥的燃燒特性與氯析出規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[D];山東大學(xué);2019年

4 甘加寧;中航環(huán)保公司污泥處理項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)對(duì)策研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

5 李業(yè)云;污泥減量?jī)?yōu)勢(shì)菌種的篩選及在污泥減量化過(guò)程中的應(yīng)用[D];蘭州理工大學(xué);2019年

6 郭志鵬;新型鋁污泥基質(zhì)截留農(nóng)田氮磷污染實(shí)驗(yàn)研究[D];蘭州理工大學(xué);2019年

7 陳啟敏;污泥堆肥改性黃土-紫花苜蓿系統(tǒng)中重金屬遷移富集及控制技術(shù)研究[D];蘭州大學(xué);2019年

8 陳紹棋;油污泥廢水生物處理關(guān)鍵技術(shù)與機(jī)制研究[D];廈門(mén)大學(xué);2018年

9 韓雅婷;基于氨回收的高含固污泥熱水解及厭氧消化工藝改善研究[D];西安建筑科技大學(xué);2017年

10 戴東斌;制革含鉻污泥制備陶粒的工藝研究及環(huán)境效應(yīng)評(píng)價(jià)[D];廈門(mén)大學(xué);2018年

本文編號(hào)：2884071