湖南大学博士论文答辩PPT.ppt

1、壳聚糖壳聚糖-改性粉煤灰联合调理改善污泥改性粉煤灰联合调理改善污泥脱水性能及机理初探脱水性能及机理初探博士学位论文答辩学位申请人：学位申请人：培培 养养 单单 位位 导师姓名及职称导师姓名及职称 学学 科科 专专 业业 研研 究究 方方 向向答答 辩辩 日日 期期目 录1.绪论2.城市污泥性质的季节性变化3.污泥样品保存条件对脱水性能的影响4.壳聚糖调理城市污泥的作用及机理5.改性粉煤灰对城市污泥的调理作用6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥7.污泥调理过程中的重金属释放问题8.结论结论9.攻读学位期间发表的论文及专利攻读学位期间发表的论文及专利1. 绪绪 论论 污泥是污水处理后产生的固形物，也

2、是污水处理厂不可避免的副产品。由于产量大产量大，体积大体积大，性质复杂性质复杂且对环境和人类健康存在危害存在危害，因此必须对其进行处理处置。污泥调理是污泥处理处置和资源化利用的前污泥调理是污泥处理处置和资源化利用的前提提。然而现有污泥调理技术存在效率低、成本高，易造成二次污染等缺点。 污泥调理污泥调理是指采用各种方法改变污泥的理化性质，破坏污泥的胶态结构，减少泥水之间的亲和力，通过调整固体粒子群性质及其排列状态调整固体粒子群性质及其排列状态，使凝聚力增强，颗粒变大，脱水性能改善。 1. 绪 论现有污泥调理技术存在缺陷现有污泥调理技术存在缺陷 1. 绪 论本研究针对已有污泥调理技术效率低、成本高

3、、易造成二次污染等问题，将安全无毒易降解的天然高分子絮凝剂壳聚糖与经改性活化后的电厂废物粉煤灰联合应用于污泥调理以改善污泥的脱水性能，期望能提供一种无污染、效果好、成本低、且能有效利用废弃资源的城市污泥调理方法。壳聚糖：安全无毒、易降解壳聚糖：安全无毒、易降解粉煤灰：低成本，以废治废粉煤灰：低成本，以废治废污泥调理污泥调理过程中的过程中的重金属问题重金属问题城市污泥城市污泥性质研究性质研究城市污泥性质的季节城市污泥性质的季节性变化研究性变化研究污泥样品保存条件的污泥样品保存条件的确定确定壳聚糖壳聚糖- -改改性粉煤灰联性粉煤灰联合调理污泥合调理污泥壳聚糖调理改善污泥脱水性能壳聚糖调理改善污泥脱

4、水性能改性粉煤灰调理改善污泥脱水性能改性粉煤灰调理改善污泥脱水性能壳聚糖壳聚糖-改性粉煤灰联合调理改性粉煤灰联合调理改善污泥脱水性能改善污泥脱水性能研究框架研究框架researching diagram2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化 2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化 由于污泥的理化性质对污泥的处理处置过程有明显的影响，只有了解污泥的性质才能正确有效地选择合适的污泥调理工艺和脱水设备。 对研究所采用的污泥样品进行了为期一年的考察，主要考察内容包括污泥一般的理化性质一般的理化性质和脱水性能脱水性能，以期全面掌握污泥性质，为后续实验奠定基础。 2. 城市

5、污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化样品采集与参数选定样品采集与参数选定 污泥样品均采自长沙某污水处理厂的污泥浓缩池污泥浓缩池，采样频次为每月采样一次，要求采样前一周无降水采样前一周无降水，样品采回后置于聚乙烯塑料桶中在4的冰箱中保存的冰箱中保存。各参数的测定在3日内完成。 所选参数包括：含水率、固体浓度、有机质含量、ph值、zeta电位、污泥沉降比、比阻、压缩系数。长沙市某污水处理厂剩余污泥性质 2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化 该厂剩余活性污泥呈中性中性，属于有机污泥有机污泥，有机质含量高有机质含量高易腐化发臭，含水率高且不易脱水，具有较强电负性强电负性，是一

6、个稳定的胶体体系。稳定的胶体体系。 2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化污泥中胞外聚合物的提取与测定污泥中胞外聚合物的提取与测定 胞外聚合物（胞外聚合物（eps）普遍存在于活性污泥絮体内部及表面，是污泥絮体的重要组成物质，其组成和含量对污泥的性质有较大影响。 采用离心法离心法和加热法加热法两种方法对污泥中的eps进行提取。 胞外聚合物含量蛋白质含量+多糖含量 蛋白质含量采用 filon-酚法测定；多糖含量采用硫酸-蒽铜法。不同方法提取的胞外聚合物总量（单位：mg/l） 2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化 离心法提取疏松附着的胞外聚合物（ lb-eps ），

7、加热法不但能提取疏松结合的胞外聚合物（lb-eps），还能有效提取与细胞壁结合紧密的胞外聚合物（tb-eps）。污泥性质与胞外聚合物之间的相关性分析 2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化 污泥含水率、固体浓度、有机质含量与加热法提取的胞外聚合物之间存在较强的线性相关性；污泥比阻与离心法提取的lb-eps之间线性关系密切；而污泥ph、zeta电位、沉降比、压缩系数与两种方法提取的胞外聚合物组成与含量之间均不存在明显的线性相关性。 2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化小结：小结： 所用剩余污泥呈中性，有机质含量高，易腐化发臭，含水率高，极易被压缩且不易脱水，是一

8、个电负性较强的稳定胶体体系 。污泥ph值、含水率受季节变化影响不大；污泥的zeta电位值、比阻值、污泥沉降比以及压缩性系数随季节的变化无明显规律；而固体浓度、有机物含量随季节的变化呈现夏低冬高的趋势。 采用加热提取法和离心提取法两种不同的方法对污泥中的胞外聚合物进行提取。结果表明，加热法加热法提取法提取效率高，能较完全地提取完全地提取污泥中的胞外聚合物；离心法离心法提取效率相对较低，只能提取疏松附着的胞外聚合物疏松附着的胞外聚合物。 由污泥各性质与胞外聚合物及其各组分含量之间的线性相关性分析可知，污泥ph值、zeta电位值、污泥沉降比sv30以及压缩性系数s值与两种方法提取的胞外聚合物及其各组

9、分含量之间均不存在明显的线性相关；污泥含水率、固体浓度以及有机质含量与加热法所提取的胞外聚合物（总胞外聚合物）含量之间存在明显的线性相关；衡量污泥脱水性的指标比阻值与离心法所提取的胞外聚合物（松散附着的胞外聚合物lb-eps）含量之间具有很强的线性相关性。 2. 城市污泥性质的季节性变化城市污泥性质的季节性变化3. 污泥样品保存条件对其脱水污泥样品保存条件对其脱水性能的影响性能的影响 3. 污泥样品保存条件对其脱水性能的影响污泥样品保存条件对其脱水性能的影响 污泥样品在储存过程中由于物理的、化学的、和生物的作用会使某些性状发生不同程度的变化，尽可能减小污泥样品性质的变化，是保证尽可能减小污泥样

10、品性质的变化，是保证研究结果准确可靠的前提研究结果准确可靠的前提。 本研究主要考察污泥样品的保存时间保存时间和保存温度保存温度对其脱水性能的影响。通过对保存过程中污泥脱水性能分析，确定了实验室污泥样品的保存条件，为后续的实验奠定基础。 3. 污泥样品保存条件对其脱水性能的影响污泥样品保存条件对其脱水性能的影响 污泥混匀后分装于a和b两个聚乙烯塑料桶中，a桶于4的冰箱中保存，b桶直接置于实验室无阳光直射处（环境温度为25(3)）保存。每5天分别从a桶和b桶中取适量污泥样品进行脱水性质分析。 a4的冰箱b实验室无阳光直射处（环境温度为25(3) ）实验内容实验内容不同温度下保存时间对污泥比阻的不同

11、温度下保存时间对污泥比阻的影响影响不同温度下保存时间对污泥沉降比不同温度下保存时间对污泥沉降比的影响的影响不同温度下保存时间对污泥不同温度下保存时间对污泥lb-eps的影响的影响 3. 污泥样品保存条件对其脱水性能的影响污泥样品保存条件对其脱水性能的影响 污泥比阻是污泥过滤脱水性能的评价指标。污泥比阻是污泥过滤脱水性能的评价指标。5天内4下保存的污泥几乎无变化；室温下保存的污泥比阻大大升高。这可能是由于不同温度下保存的污泥，其微生物的活跃程度不同，低温低温下，微生物的活性受到抑制下，微生物的活性受到抑制 。 污泥沉降比用于评价污泥的沉降性能。污泥沉降比用于评价污泥的沉降性能。污泥于不同温度下保

12、存，沉降比的变化趋势不同： 4下保存的污泥其沉降比几乎无变化；室温下保存的污泥沉降比随时间延长而降低。出现这一差异的原因在于存储于室温下密闭容器中室温下密闭容器中的污泥会经历类似于厌氧消化的过程厌氧消化的过程。051015202030405060708090100 4 25 sv30 (%)保 存时 间 (d)051015206080100120140 425 lb-eps (mg/l)保存时间 (d)0510152002468101214 srf (1012m/kg)保存时间 (d) 4 25 3. 污泥样品保存条件对其脱水性能的影响污泥样品保存条件对其脱水性能的影响小结：小结： 污泥于4下

13、保存，能有效抑制微生物的活性，保持污泥沉降脱水性能稳定，减缓污泥脱水性能恶化。污泥比阻、沉降比以及污泥中松散附着胞外聚合物含量的变化情况说明，污泥样品于污泥样品于4下保存下保存5天，其过滤和沉降脱水性能均天，其过滤和沉降脱水性能均保持稳定保持稳定。 污泥室温下保存于密闭容器中，类似于污泥的厌氧消化过程，微生物能正常代谢，细胞生命活动旺盛，污泥中松散附着胞外聚合物含量大大升高，污泥比阻增大，过滤脱水性能恶化；同时，由于污泥固相中的部分有机物被微生物降解为可溶小分子有机物释放到水相中而导致污泥固相体积减小，因此其沉降性能也发生变化。4. 壳聚糖调理城市污泥的作用壳聚糖调理城市污泥的作用及机理及机理

14、 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理 常用的污泥调理剂存在各种各样的缺陷，如聚丙烯酰胺（pam）有毒性、难降解、存在二次污染等。壳聚糖壳聚糖作为一种线性聚胺，是由多个通过-1,4糖苷键连接而成的直链状高分子，其游离氨基在酸性条件下会发生质子化，具有阳离子型聚电解质的性质，可有效吸附溶解或悬吸附溶解或悬浮在水中的带负电微细颗粒浮在水中的带负电微细颗粒。 主要考察壳聚糖作为污泥调理剂对污泥脱水性能的改善效果，并初步探讨了壳聚糖调理污泥的机理。 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理实验方法和内容 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖

15、调理城市污泥的作用及机理壳聚糖投加量的影响srf越低表明污泥脱水性能越好越低表明污泥脱水性能越好。壳聚糖投量投量为为2.7g/kg ds时，srf值由4.221013 m/kg (原泥) 下降到4.561012m/kg，下降了约1个数量级，比阻降低比阻降低89.2%。调理后污泥的上清液浊度作为最佳投药量的评价指标。浊度越低，意味着絮凝剂对细小颗粒的捕获能力越强。壳聚糖投量为投量为2.7g/kg ds时，浊度降低浊度降低86.4%。 壳聚糖投加量对污泥比阻和上清壳聚糖投加量对污泥比阻和上清液浊度的影响液浊度的影响0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5010203

16、04050 srf (1012m/kg)壳聚糖投量 (g/kg ds)0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.504080120160200 浊 度 (ntu)壳聚糖投量 (g/kg ds)壳聚糖浓度的影响 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖溶于稀酸中具有一定黏度，壳聚糖溶液浓度越高，其溶液的黏度越高。浓度过低时，单位体积内溶液中的有效成分较少；而浓度过高时，黏度的增加而使溶液呈现出凝胶状，流动性和分散性变差。 采用污泥比阻和上清液浊度为评价指标，壳聚糖作为污泥调理剂使用时的最佳浓壳聚糖作为污泥调理剂使用时的最佳浓度范围为度范

17、围为0.5g/l2.0g/l。 壳聚糖浓度对污泥比阻和上清液浊度的影响壳聚糖浓度对污泥比阻和上清液浊度的影响0.00.51.01.52.02.53.02.02.53.03.54.04.55.05.56.0 srf (1012 m/kg)壳聚糖浓度 (g/l)0.00.51.01.52.02.53.0202224262830 浊度 (ntu)壳聚糖浓度 (g/l) 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理污泥ph值的影响壳聚糖是一种阳离子型聚电解质，在低ph值的酸性溶液中电离度较大，分子形状趋向伸展，调理效果好；而在高ph的碱性溶液中电离度较小，分子形状趋向卷曲，效果则

18、差。壳聚糖适用的ph范围较广，在污泥体系的ph值为值为47的范围内，壳聚糖均能使调理效果维持的范围内，壳聚糖均能使调理效果维持在在90%左右左右。 壳聚糖作为污泥调理剂可直接使用，而不需要对污泥体系的ph值进行调节。34567891011102030405060708090100 srf下降率 (%)ph 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理污泥改善脱水的效果壳聚糖能有效降低污泥比阻，缩短过滤时间，减小滤饼含水率，降低污泥可压缩性，加速沉降，从而改善污泥的脱水性能，是一种效果良好的污泥调理剂是一种效果良好的污泥调理剂。真空过滤脱水性能比较沉降脱水性能比较

19、010203040506005101520253035404550 原污泥 调理后污泥 上清液体积 (ml)沉降时间 (min) 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖与阳离子聚丙烯酰胺的调理效能比较从污泥比阻的变化来看，获得同等效果，壳聚糖用量比阳离子聚丙烯酰胺约高高50%。在降低滤饼含水率的方面，壳聚糖和阳离子聚丙烯酰胺的效果相当效果相当。0.00.51.01.52.02.53.03.54.0102030405060708090100 cts cpam srf下降率 (%)絮凝剂投量 (g/kg ds)0.51.01.52.02.53.03.54.0828

20、4868890 cts cpam 滤饼含水率 (%)絮凝剂投量 (g/kg ds)（a：原污泥，b：调理后污泥（壳聚糖投量为2.7g/kg ds）壳聚糖调理前后污泥絮体的对比壳聚糖调理前后污泥絮体的对比 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的机理污泥污泥zetazeta电位随壳聚糖投量的变化电位随壳聚糖投量的变化壳聚糖调理污泥的机理示意图壳聚糖调理污泥的机理示意图壳聚糖调理污泥的机理为静电中和作用静电中和作用和吸吸附架桥作用附架桥作用，其中电性中和作用相对较弱，吸附架桥作用占主导地位。 0.00.51.01.52.02.53.03.54.04.5

21、5.0-16-14-12-10-8-6-4-20 zeta电位 (mv)壳聚糖投量 (g/kg ds) 4. 壳聚糖调理城市污泥的作用及机理壳聚糖调理城市污泥的作用及机理小结：小结： 壳聚糖投加量、浓度以及污泥体系的ph值均对污泥调理效果存在影响，壳聚糖污泥调理的最佳条件为：壳聚糖投加量为2.7g/kg ds，壳聚糖溶液浓度范围为0.5g/l2g/l，污泥体系的ph值范围为47。经壳聚糖调理后的污泥，过滤脱水性能和沉降脱水性能均得到明显改善。 壳聚糖是一种弱阳离子型絮凝剂，其用于污泥调理促进脱水的机理主要是：通过静电中和作用静电中和作用和吸附架桥作用构建大尺寸的絮凝体吸附架桥作用构建大尺寸的絮

22、凝体从而改善脱水，其中吸附架桥作用占主导地位。5. 改性粉煤灰对城市污泥的调改性粉煤灰对城市污泥的调理作用理作用 5. 改性粉煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用 粉煤灰是电厂和城市集中供热锅炉的副产品，产量逐年增大，但利用率较低。将粉煤灰改性后应用于污泥的调理是一种“以废治废以废治废”的利用途径。 本实验利用硫酸对粉煤灰改性，并将其改性后的固液两相产物分别用于调理污泥，考察对污泥的调理效果，并对各自的调理机理进行了初步分析探讨。 5. 改性粉煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用硫硫酸酸改改性性粉粉煤煤灰灰直接收集污泥调理烘干研磨 过筛 改性粉煤灰（改性灰）

23、污泥调理实验方法和内容粉煤灰改性液（改性液） 5. 改性粉煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用改性液对污泥的调理改性液用于调理污泥，能有效降低污泥比阻，缩短过滤时间，获得含水率更低的滤饼，即改性液对污泥过滤性能的改善主要是通过提高污泥的脱水速率和脱水程度提高污泥的脱水速率和脱水程度来实现的。最佳的改性液投量为最佳的改性液投量为281ml/kg ds。改性液投加量对污泥过滤脱水性能的影响改性液投加量对污泥过滤脱水性能的影响010020030040050060070080003691215 srf (1012m/kg) 改性液投量 (ml/kg ds)01002003004005

24、00600700800020406080100120140 ttf (s) ttf fmc改性液投量 (ml/kg ds)707580859095100fmc (%) 5. 改性粉煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用改性液对污泥的调理改性液用于调理污泥，能提高沉降速度，缩短沉降时间，有效改善污泥沉降脱水性能。最佳的改性液投量为最佳的改性液投量为281ml/kg ds，与过滤脱水性能所得到的结果一致。改性液投加量对污泥沉降脱水性能的影响改性液投加量对污泥沉降脱水性能的影响01002003004005006007008005060708090100 sv30 (%)改性液投量 (

25、ml/kg ds)0102030405060708090020406080100 原污泥 调理后污泥 上清液体积 (ml)沉降时间 (min) 5. 改性粉煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用改性液对污泥的调理污泥ph值、比阻值srf和过滤时间ttf随着反应时间的延长变化趋势大体一致。要使污泥ph值、srf值和ttf值达到恒定，反应时间反应时间需需1.5h以上以上。滤饼含水率不随反应时间的延长发生改变，其变化曲线几乎是一条与x轴平行的直线，说明调理时间对滤饼含水率不存在影响。调理时间对滤饼含水率不存在影响。反应时间对污泥脱水性能的影响反应时间对污泥脱水性能的影响 5. 改性粉

26、煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用改性液调理污泥的机理改性液投加量对污泥改性液投加量对污泥phph值、胞外聚合物组成及含量、值、胞外聚合物组成及含量、zetazeta电位影响电位影响改性液呈酸性改性液呈酸性，能溶解部分eps，使絮体结构分散解体，释放部分结合水。胞外聚合物的变化胞外聚合物的变化和改性液中的al3+和和fe3+的共同作用使污泥电负性减弱。01002003004005006007008001234567 污泥ph改性液投量 (ml/kg ds)010020030040050060070080004080120160200240 eps含量 (mg/l) eps

27、浊度改性液投量 (ml/kg)050100150200250300350浊度 (ntu)-100010020030040050060070080004080120160200240 蛋白质含量 (mg/l) 蛋白质 多糖改性液投量 (ml/kg)51015202530多糖含量 (mg/l)0100200300400500600700800-20-18-16-14-12-10-8-6-4-20246 zeta电位 (mv)改性液投量 (ml/kg ds) 5. 改性粉煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用改性灰对污泥的调理改性灰能改善污泥过滤脱水性能改性灰能改善污泥过滤脱水性能，

28、但投加量过低时，效果不佳。污泥净产率变化的大体趋势同比阻变化的趋势相对应，说明改性灰投量相对于污泥固体含量而言在可控范围内。脱水率辅助评价脱水程度脱水率辅助评价脱水程度，避免因不同改性灰投量时仅用滤饼含水率来衡量脱水程度产生偏差。改性灰投加量对污泥脱水性能的影响改性灰投加量对污泥脱水性能的影响203040506070800510152025 srf yn改性灰投量 ( % ds )srf ( 1012m/kg )0.00.51.01.52.02.5 yn ( kg /(m2 h) )20304050607080050100150200250300350400450500 ttf fcm改性灰投

29、量 (% ds)ttf (s)707580859095100fcm (%)b20304050607080020406080100 改性灰投量 (% ds)脱水率 (%) 5. 改性粉煤灰对改性粉煤灰对城市污泥的调理作用城市污泥的调理作用改性灰调理污泥的机理改性灰颗粒表面存在带正电荷的硅铝活性带正电荷的硅铝活性点位点位，能够与污泥颗粒所带的负电荷发生电性中和作用。改性灰保持了粉煤灰的刚性结构，能改变污泥颗粒结构，供给污泥以多孔网格状的骨架多孔网格状的骨架，防止污泥滤饼在受压下的形变，减轻过滤通道的堵塞情况，促进水分的释放。原泥205080-20-16-12-8-40 zeta电位 (mv)改性灰

30、投量 (% ds)原泥2050800.00.20.40.60.81.01.21.4 压缩系数 s改性灰投量 (% ds) 5. 改性粉煤灰改性粉煤灰调理城市污泥的作用调理城市污泥的作用小结：小结： 改性液调理后的污泥，脱水速率和可脱水程度提高，沉降速度明显加快，过滤和沉降脱水性能改善过滤和沉降脱水性能改善。 改性液调理污泥的机理为：破解污泥胞外聚合物破解污泥胞外聚合物，改变污泥絮体结构，释放絮体中的水分；胞外聚合物的变化和改性液中所含有的含有的al3+和和fe3+的共同作用使得污泥的电负性减弱的共同作用使得污泥的电负性减弱，稳定性降低，从而使污泥本身的结构和性质朝有利于脱水的方向发生转化。6.

31、 壳聚糖和改性粉煤灰联合调壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥理污泥 6. 壳聚糖和改性粉煤灰联合调理壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥污泥 不同的调理剂有不同的结构和作用方式，采用联合调理的方式能利用联合调理的方式能利用各种调理剂的优势各种调理剂的优势 。壳聚糖可生物降解，安全无毒，无二次污染；改性粉煤灰成本低。两者若能联合应用于污泥调理，既具有环境效益又具有经济效益。 考察了将改性液和改性灰分别与壳聚糖联合用于改善污泥脱水性能的可行性，并对两者的机理进行了探究。 6. 壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥改性液与壳聚糖联合调理污泥改性液联合壳聚糖调理污泥，能更大程度地提高脱水

32、速率，获得含水率更低的滤饼。相比单一改性液或壳聚糖调理污泥而言，两者组合调理使污泥的过滤脱水性能得到进两者组合调理使污泥的过滤脱水性能得到进一步改善一步改善。改性液与壳聚糖联合调理对污泥过滤脱水性能的影响改性液与壳聚糖联合调理对污泥过滤脱水性能的影响00.40.91.31.72.22.02.53.03.54.04.5 srf (1012m/kg)壳聚糖投量 (g/kg ds)00.40.91.31.72.201020304050fcm (%) ttf (s)壳聚糖投量 (g/kg ds) ttf68727680 71.6%70.7%69.1%71.0%71.2% fcm71.9% 6.壳聚糖和

33、改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥经281ml/kgds改性液处理后的污泥再采用壳聚糖调理，沉降比的最低值出现在壳聚糖投量为1.3g/kg ds处 。污泥采用改性液预处理后再添加壳聚糖调理能进一步改善其沉降脱水性能，说明改性液和改性液和壳聚糖之间存在协同作用壳聚糖之间存在协同作用，但过高的壳聚糖投量会使这种协同优势减弱。 改性液与壳聚糖联合调理污泥改性液与壳聚糖联合调理对改性液与壳聚糖联合调理对污泥沉降脱水性能的影响污泥沉降脱水性能的影响00.40.91.31.72.2020406080100 sv30 (%)壳聚糖投量 (g/kg ds)010203040506070809

34、0020406080100 原污泥 改性液281ml/kg ds 改性液281ml/kg ds+壳聚糖1.3g/kg ds 上清液体积 (ml)沉降时间 (min)方式方式方式 改性灰与壳聚糖联合应用时的投加顺序改性灰与壳聚糖联合应用时的投加顺序示意图示意图 污泥采用不同投加方式调理后的效果比较污泥采用不同投加方式调理后的效果比较 6. 壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥改性灰与壳聚糖联合调理污泥改性灰和壳聚糖联合调理污泥时最佳的投加方式为：先投加改性灰，以250r/min快速搅拌30s混合均匀后；再投加壳聚糖，以250r/min快速搅拌30s混匀，以30r/min慢

35、速搅拌3min。 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖投量为0、2.0、2.7、3.4g/kg ds四种条件下，srf最低值分别对应出现在改性灰投量为100% ds，80% ds，80% ds，60% ds处。壳聚糖投量越高，所需配伍使用的改性灰量越壳聚糖投量越高，所需配伍使用的改性灰量越低低。在相同的改性灰投量下，改性灰投量低于80% ds时，srf随壳聚糖投量的增加而降低；超过80% ds时，过高的壳聚糖投量反而引起srf的升高。改性灰投量越高，需配伍使用的壳聚糖改性灰投量越高，需配伍使用的壳聚糖量越低。量越低。改性灰与壳聚糖联合调理污泥改性灰与壳聚糖联合

36、调理对改性灰与壳聚糖联合调理对污泥比阻的影响污泥比阻的影响0204060801001201400102030708090100 srf (1012 m/kg)改性灰投量( % ds) cts=0 g/kg ds cts=2.0 g/kg ds cts=2.7 g/kg ds cts=3.4 g/kg ds4060801001234 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖投量为2.0和2.7g/kg ds的两种条件下，净污泥产率变化的大体趋势相同，均为先增加后减小， yn最大值都出现在改性灰投量为80% ds处；两者之间的差别在于，相同改性灰投量下，壳聚糖投量越大

37、，污泥净产率值越高。壳聚糖投量为3.4g/kg ds的情况下，改性灰投量为20% ds80% ds范围内，yn值随改性灰投量的增加而呈下降趋势。改性灰与壳聚糖联合调理污泥改性灰与壳聚糖联合调理对改性灰与壳聚糖联合调理对污泥净产率的影响污泥净产率的影响改性灰与壳聚糖联合使用存在协同作用0204060801000.00.51.01.52.02.53.03.5 yn ( kg/(m2h) )改性灰投量 (% ds) cts=0 g/kg ds cts=2.0 g/kg ds cts=2.7 g/kg ds cts=3.4 g/kg ds 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污

38、泥除改性灰投量为100% ds的条件外，壳聚糖与改性灰的联合使用均能在单一调理的基础上更大程度地降低污泥的ttf值。两种药剂的投量均对脱水速率存在影响，但过投量过投量的情况下对污泥脱水效率没有增益效果没有增益效果。改性灰与壳聚糖联合调理污泥改性灰与壳聚糖联合调理对改性灰与壳聚糖联合调理对污泥过滤时间的影响污泥过滤时间的影响0204060801000306090120150180210240270 ttf (s)改性灰投量( % ds) cts=0 g/kg ds cts=2.0 g/kg ds cts=2.7 g/kg ds cts=3.4 g/kg ds 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳

39、聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥联合调理时，三种壳聚糖投量下，相应的滤饼含水率性能曲线的变化趋势类似，均是随改性灰投量的增加而不断降低 。壳聚糖投量为2.7g/kg ds情况下，污泥滤饼含水率相比其他情况下的更低。脱水率的变化受两者投加量两者投加量的影响。尤其受壳聚糖投量的影响，低壳聚糖投量更有利于这种协同作用的充分发挥。改性灰与壳聚糖联合调理污泥改性灰与壳聚糖联合调理对滤饼含水率和脱水率的影响改性灰与壳聚糖联合调理对滤饼含水率和脱水率的影响02040608010050556065707580859095100 fcm (%)改性灰投量 (% ds) cts=0 g/kg ds cts=2.0 g

40、/kg ds cts=2.7 g/kg ds cts=3.4 g/kg ds020406080100020406080100 脱水率 (%)改性灰投量 (% ds) cts=0 g/kg ds cts=2.0 g/kg ds cts=2.7 g/kg ds cts=3.4 g/kg ds 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥单一改性灰和单一壳聚糖调理后的污泥，其沉降性能与原泥相比均有所改善；联合调理时，污泥沉降性能的改善程联合调理时，污泥沉降性能的改善程度更高度更高。改性灰与壳聚糖的联合应用能大大提高污泥的自由沉降速度，缩短沉降时间。改性灰与壳聚糖联合调理污泥改性灰

41、与壳聚糖联合调理对改性灰与壳聚糖联合调理对污泥沉降性能的影响污泥沉降性能的影响01020304050607080900102030405060708090100 上清液体积 (ml)沉降时间 (min) 原泥 改性灰80% ds 壳聚糖2.7 g/kg ds 改性灰80% ds+壳聚糖2.7 g/kg ds（a：原污泥，b：联合调理后污泥（改性灰投量为80% ds+壳聚糖投量为2.7g/kg）改性灰与壳聚糖调理前后污泥絮体的对比改性灰与壳聚糖调理前后污泥絮体的对比 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥改性灰与壳聚糖联合调理污泥的机理不同调理剂调理后的污泥不同调理剂调

42、理后的污泥zetazeta电位电位经改性灰与壳聚糖联合调理后的污泥，电负性最低，出现肉眼可见的大颗粒絮体，可压缩性大大降低。改性灰与壳聚糖联合调理前后污泥压缩改性灰与壳聚糖联合调理前后污泥压缩性能的变化性能的变化0.00.20.40.60.81.00.00.20.40.60.81.01.21.4 log (srfi / srf0)log (pi / p0) 原泥, s =1.43 80% ds改性灰+2.7g/kg ds壳聚糖, s =0.80 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥改性灰与壳聚糖联合调理污泥的絮改性灰与壳聚糖联合调理污泥的絮体形成示意图体形成示意图改

43、性粉煤灰与污泥颗粒首先形成以改性灰颗粒为核心的污泥“团聚团聚体体”，再添加壳聚糖，壳聚糖作为中间桥梁联结以改性灰颗粒为核心的“团聚体”，构成“团聚体团聚体团团聚体聚体”架桥模式； “团聚体”中的改性灰颗粒在滤饼中充当骨架，避免形变造成的过滤通道和孔隙堵塞。污泥絮体的“构建”和“骨架”改性灰与壳聚糖联合调理污泥的机理小结：小结： 污泥经改性液预处理后再采用壳聚糖调理，能提高污泥的脱水速率和脱水程度，有效改善污泥脱水性能；且相比污泥的单一壳聚糖调理，在保证调理效果的同时，壳聚糖的投加量大大减少，节约了药剂成本。两者联合调理是基于污泥调理机理中的絮体絮体“破碎溶解破碎溶解”与“重构重构”机理。 6.

44、壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥 改性灰和壳聚糖联合调理污泥能有效改善污泥的脱水性能。两者联合用于污泥调理时，选择合适的改性灰和壳聚糖投量投量以及投加方式投加方式对污泥脱水性能的改善至关重要。改性灰和壳聚糖联合调理是基于污泥调理机理中的絮体絮体“骨架骨架”与“构建构建”作用。 改性粉煤灰与壳聚糖联合应用，相比单一的改性粉煤灰调理，具有更好的调理效果；与单一的壳聚糖调理相比，联合调理则可在保证调理效果的同时降低约降低约50%的壳聚糖用量的壳聚糖用量，从而节约成本。 6.壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥壳聚糖和改性粉煤灰联合调理污泥7. 污泥调理过程中的重金属污泥调理过程

45、中的重金属释放问题释放问题 7. 污泥调理过程中的重金属释放问题污泥调理过程中的重金属释放问题 污泥的各种性质是相互影响的，某些性质的改变必然会引起其他性质的变化。每一个处理环节中污染物的变化都会对最终的结果存在影响，因此应综合考虑各环节综合考虑各环节之间影响。 考察了调理过程中污泥重金属的变化，分析评估污泥调理过程中其重金属的释放风险 。调调理理后后的的污污泥泥实验方法和内容重金属含量重金属含量及形态分布 7. 污泥调理过程中的重金属释放问题污泥调理过程中的重金属释放问题滤液中重金属的含量（单位：mg/l） 7. 污泥调理过程中的重金属释放问题污泥调理过程中的重金属释放问题 改性液调理污泥是

46、由于污泥本身所含的重金属由固相释放到液相；而改性灰调理则是由于改性灰本身的重金属浸出。采用改性灰和改性液作为污泥调理剂调理污泥的过程中存在一定的重金属释放风险存在一定的重金属释放风险，但这一风险可通过与壳聚糖联合应用与壳聚糖联合应用的方式来降低。 7. 污泥调理过程中的重金属释放问题污泥调理过程中的重金属释放问题 经不同调理方式调理后的污泥脱水后泥饼中重金属的含量不同。对比农用污泥中污染物控制标准中的相应污染物标准，cu、zn在标在标准范围内准范围内；pb、cd存在超标现象存在超标现象。脱水泥饼中重金属的含量（单位：mg/l） 7. 污泥调理过程中的重金属释放问题污泥调理过程中的重金属释放问题

47、脱水泥饼的重金属形态分布（单位%）cuzn 经单一改性灰调理后，脱水泥饼中cu、zn、pb的稳定性增强，cd稳定性减弱。 经改性灰与壳聚糖联合调理后，脱水泥饼中cu、zn、pb的稳定性增强，cd的稳定性稍有降低。 7. 污泥调理过程中的重金属释放问题污泥调理过程中的重金属释放问题脱水泥饼的重金属形态分布pbcd 无论是经单一改性液调理，还是经改性液与壳聚糖联合调理后的污泥，其脱水泥饼中zn、pb的稳定性增强，cu、cd稳定性减弱。小结：小结： 粉煤灰经酸改性后其产物的液相部分（改性灰）和固相部分（改性灰）应用到污泥调理中，存在重金属存在重金属cu、zn、cd的释放的释放，但这种风险可通过将改性液或改性灰与壳聚糖联合应用的方式改性液或改性灰与壳聚