本文關(guān)鍵詞：活性污泥磁化調(diào)理—電脫水性能與過程機制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國城鎮(zhèn)化的發(fā)展,市政污水污泥的產(chǎn)量迅速增加,污水污泥的處理處置已成為社會關(guān)注的重要問題之一。本論文針對污泥脫水及減量化,研究了磁化調(diào)理-水平/壓力垂直電場脫水技術(shù)的效果、性能及工藝過程。采用響應(yīng)曲面法優(yōu)化了工藝的操作條件,評價了工藝的脫水效果和能耗,通過差熱掃描量熱分析法檢測了工藝過程中束縛水和自由水的轉(zhuǎn)化過程,采用三維熒光分析法和胞外聚合物分層提取分析方法,對典型有機物含量進行監(jiān)測,揭示了有機物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,結(jié)果如下：磁化調(diào)理中,磁粉投加量為0.15g·g-1干污泥,磁場強度為0.065T時污泥脫水性能最佳。調(diào)理后污泥呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),污泥細胞相互聚集并出現(xiàn)表面皺縮現(xiàn)象；磁化調(diào)理對細胞胞外聚合物(EPS)產(chǎn)生一定分解和破壞作用；此外,磁粉調(diào)理大大降低了污泥顆粒間的路易斯酸堿作用,使污泥顆粒發(fā)生類似絮凝的效應(yīng)。因此,磁化調(diào)理有效地改善了污泥的脫水性能。磁化調(diào)理-水平電場脫水(CM-HED)工藝過程依次包括磁粉調(diào)理—磁場調(diào)理—重力沉降—電場脫水階段,采用水平電場脫水(40V,2h)后污泥含水率可由99.47%降至89.98%。脫水過程中自由水和束縛水的脫除率為陽極：自由水95.86%、束縛水52.89%；陰極：自由水92.75%、束縛水46.28%。束縛水在磁化調(diào)理階段去除率最大,達23.14%。重力沉降階段污泥減量率達87.45%。隨著CM-HED過程進行,有機物由污泥向上清液/濾出液中轉(zhuǎn)移。磁化調(diào)理-壓力垂直電場脫水(MPEOD)工藝過程依次包括磁化調(diào)理—重力沉降—壓力脫水—復(fù)合脫水階段,400kpa機械壓力作用2h,后期聯(lián)合44.7V的垂直電場作用2h后污泥含水率可從99.18%降至53.52%。MPEOD過程使污泥質(zhì)量減量化達到97.98%,自由水去除率達到99.67%,束縛水去除率達到82.99%。束縛水含量降低最顯著的階段為復(fù)合脫水階段(49.20%)和磁粉調(diào)理階段(38.93%),自由水含量降低最明顯的階段是復(fù)合脫水階段(96.16%)和重力沉降階段(76.44%)。MPEOD過程有機物遷移路徑與CM-HED過程一致,但MPEOD過程有機物遷移量更大,水分流動性更強。污泥松散附著層EPS對于磁化調(diào)理以及脫水操作的敏感程度更大。
【關(guān)鍵詞】：活性污泥 磁化調(diào)理 電脫水 壓力場 胞外聚合物 水分分布
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 1. 引言7-20
• 1.1 課題來源及背景7-8
• 1.2 活性污泥的組分8-10
• 1.2.1. 水分組成8-9
• 1.2.2. 污泥胞外聚合物組成9-10
• 1.3 污泥調(diào)理技術(shù)研究進展10-13
• 1.3.1. 傳統(tǒng)的污泥調(diào)理技術(shù)10-11
• 1.3.2. 磁化處理污泥的研究進展11-13
• 1.4 污泥電脫水技術(shù)研究進展13-17
• 1.4.1. 污泥電脫水基礎(chǔ)理論13-14
• 1.4.2. 污泥電脫水技術(shù)研究進展14-16
• 1.4.3. 電脫水過程有機物遷移研究16-17
• 1.4.4. 電脫水技術(shù)能耗研究17
• 1.5 研究目的及意義17
• 1.6. 研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-20
• 2. 實驗材料與方法20-27
• 2.1. 污泥樣品及基本性質(zhì)表征20
• 2.2. 微觀及宏觀磁場20-21
• 2.2.1. 微米磁粉20-21
• 2.2.2. 宏觀磁場21
• 2.3. 電脫水反應(yīng)裝置21-23
• 2.3.1. 水平電場脫水裝置21-22
• 2.3.2. 壓力垂直電場脫水裝置22-23
• 2.4. 測試與分析方法23-26
• 2.4.1. 污泥脫水效果23
• 2.4.2. 污泥脫水操作條件的優(yōu)化23
• 2.4.3. 上清液/濾出液理化性質(zhì)23-24
• 2.4.4. 污泥理化性質(zhì)24-26
• 2.5. 污泥脫水能耗26-27
• 3. 活性污泥磁化調(diào)理-水平電場脫水過程(CM-HED)研究27-43
• 3.1. 磁化調(diào)理對污泥脫水效果的影響27-30
• 3.1.1. 磁場強度27
• 3.1.2. 磁粉投加量27-28
• 3.1.3. 磁粉磁場調(diào)理耦合順序28-29
• 3.1.4. 磁化調(diào)理效果與經(jīng)濟性分析29-30
• 3.2. 磁化調(diào)理對污泥性質(zhì)的影響30-31
• 3.2.1. 污泥上清液性質(zhì)30
• 3.2.2. 污泥接觸能30-31
• 3.3. 響應(yīng)曲面法(RSM)優(yōu)化水平電場操作條件31-33
• 3.3.1. 設(shè)計參數(shù)31-32
• 3.3.2. 分析擬合32
• 3.3.3. 響應(yīng)而分析32-33
• 3.4. 脫水效果評價33-34
• 3.4.1. 磁化調(diào)理-水平電場污泥脫水(CM-HED)效果33
• 3.4.2. 脫水效果比較33-34
• 3.5. 污泥內(nèi)部結(jié)構(gòu)34-35
• 3.6. 脫水各階段水分組成及遷移35-38
• 3.7. 脫水各階段有機物組成及遷移38-41
• 3.7.1. 污泥液相有機物組成及遷移38-40
• 3.7.2. 污泥固相有機物組成及遷移40-41
• 3.8. 小結(jié)41-43
• 4. 活性污泥磁化調(diào)理-壓力垂直電場脫水過程(MPEOD)研究43-66
• 4.1. 操作條件對脫水效率和能耗的影響43-47
• 4.1.1. 污泥負荷43-44
• 4.1.2. 復(fù)合脫水時間44-45
• 4.1.3. 機械壓力45
• 4.1.4. 電壓45-47
• 4.2. 響應(yīng)曲面法優(yōu)化壓力垂直電場操作條件47-49
• 4.2.1. 設(shè)計參數(shù)及結(jié)果47
• 4.2.2. 擬合分析47-49
• 4.2.3. 響應(yīng)面分析49
• 4.3. 磁粉調(diào)理-壓力垂直電場污泥脫水效果評價49-51
• 4.4. 脫水各階段水分組成及遷移51-54
• 4.5. 脫水各階段有機物組成及遷移54-62
• 4.5.1. TOC和COD分布和遷移54-55
• 4.5.2. 典型有機物含量及分布變化55-60
• 4.5.3. EPS分布和遷移60-62
• 4.6. 脫水各階段污泥內(nèi)部結(jié)構(gòu)62-63
• 4.7. 磁化調(diào)理電脫水工藝過程分析63-64
• 4.8. 小結(jié)64-66
• 5. 結(jié)論與展望66-68
• 5.1. 結(jié)論66
• 5.2. 展望66-68
• 參考文獻68-74
• 個人簡介74-75
• 導(dǎo)師簡介75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間主要成果76-77
• 致謝77

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本文編號：299269