赵庆良哈尔滨工业大学20年5月26日.ppt
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1、赵庆良 哈尔滨工业大学 2011年5月26日,2011年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 青岛,冷冻预处理破解剩余污泥及改善其脱水性能研究,Freeze/thaw Pre-treatment to Disintegrate Sludge and Improve its Dewaterability,1. 研究背景,5. 结论,4.污泥冷冻与处理后化学性质的变化,3.污泥冷冻与处理后物理性质的变化,2. 实验方法,报 告 提 纲,1. 为什么考虑冷冻预处理?,污泥处理的主体技术路线,浓缩,厌氧消化,脱水,剩余污泥,卫生填埋 资源利用,沼气,传统污泥预处理技术,机械法(如超声处理):大量能
2、耗 化学法(如碱处理、氧化剂):添加化学药剂 生物法(如生物酶法) :生物制剂 热力学法(如热处理):需要热能,我国各地区气候变化特点,东北地区: 每年11月来年3月,气温 0,融化阶段,污泥冷冻预处理的可行性,我国北方寒冷地区有自然的条件。 利用自然气候进行冷冻/融化处理实现脱水: 气候寒冷地区或者冬季,污泥由天然气候使之冻结,冰晶成长过程可将固体与液体分离。 当春季或者气温升高时,再利用气温回升及太阳辐射等作用,将污泥融化、脱水而得到干滤饼,剩余固体由传统设备移除。 60 年代起即有研究者设计现场操作方案,评估以自然冷冻法处理污泥的可行性。如Martel等人研究。 Hailstorm an
3、d Kvarnstrom 提出冻融与干燥相结合的污泥自然脱水方案,可全年运行以处理小型废水厂污泥。,冷冻预处理的过程示意图,冻/融技术的特点,有效的污泥调理手段:改善污泥的脱水性能,大幅提高真空过滤效能,适用于所有污泥,但必须以缓慢冷冻速率完全冷冻才有效;使污泥颗粒结构更加紧密;减少结合水含量 。 因地制宜:冻/融处理的冷冻过程可自发进行,工艺简单,不需要使用大量聚合物,运行费用可大大降低,尤其适用于寒冷地区的污泥预处理。,研究热点与方向,有关冻/融处理技术集中在污泥絮体的固液分离特性研究方面,而对污泥破解和有机物溶出、冷冻后污泥的化学成分变化、冷冻-厌氧消化组合工艺的研究相对较少。 冻/融预
4、处理可以显著增加活性污泥上清液的BOD和COD的程度,使之不仅可以作为污泥调理的方法,也可以同时实现污泥破解,加速后续的厌氧消化进程等。,2. 污泥冷冻预处理的实验,污泥类型 冷冻时间 冷冻温度 冷冻速率 固化时间 污泥预处理(如搅拌或者浓缩) 污泥中溶解性有机物及阳离子浓度等,冻/融技术影响因素,实验所用的污泥及其特征,实验方法,混合污泥和剩余污泥贮存于PET材质的塑料瓶中,放入-18冰箱中冷冻不同时间(冷冻速度0.003 K/s) 。 冷冻结束后,在室内环境下(温度约29 ,相对湿度47%56%)解冻3h。,3. 污泥冷冻与处理后物理性质的变化,冷冻时间对污泥固体物质含量的影响,污泥TS和
5、VS随冷冻时间的变化,污泥SS和VSS随冷冻时间的变化,冻/融过程不会引起固体矿化作用或者生物降解作用,本实验中未出现蒸发作用 。冻/融处理没有降解污泥中的有机物。,SS和VSS变化包括两个阶段(冷冻9h )。污泥的固体溶解程度的变化主要发生在冷冻阶段,而后续的固化阶段对污泥固体物质溶解的影响较小。,3h(冷冻、固化临界时间),污泥固体溶解程度随冷冻时间的变化,Montusiewicz等人的研究表明,由于解冻时间较长(12h),可能在解冻过程中发生了生化作用,在冻/融(24h/12h)处理后,污泥的TS和VS均减小。通常,冷冻时间对于污泥性质的影响更加显著。,冷冻时间对污泥固体物质含量的影响,
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