三种基于骨架构建体污泥复合调理剂脱水泥饼土工性能研究

以含水率为97.3%的原污泥为对象,选择了3种基于不同骨架构建体的复合调理剂(F-L、F-S和S-F)进行污泥脱水试验,对脱水效果及脱水泥饼作为填埋处置的土工性能进行了研究。结果表明,3种体系中,添加无机调理剂起骨架构建体作用,污泥比阻和CST均有降低,可以显著改善污泥脱水性能。在不外掺其他固化剂的条件下,脱水泥饼固化体的无侧限抗压强度和黏聚力随养护龄期增加而增长,摩擦角变化不大,具有优良的固化土工性能。     

壳聚糖与硅藻土调理市政污泥

以污泥比阻为评价指标,综合考虑脱水率、泥饼含水率及过滤时间因素,研究使用壳聚糖与硅藻土对污泥单独调理的最佳条件及联合调理改善污泥脱水性能的效果,并与聚丙烯酰胺调理污泥的效果进行了对比。结果表明,先投加0.5 g/g硅藻土调理污泥,再投加5 mg/g壳聚糖以30 r/min搅拌反应150 s,污泥比阻下降了95.43%,脱水率上升至91.02%,泥饼含水率降至83.13%,过滤时间降至29.5 s。壳聚糖与硅藻土联合调理的效果明显优于壳聚糖或硅藻土单独调理的效果,且其联合调理改善污泥脱水综合性能的效果优于聚丙烯酰胺调理污泥的效果。     

冻融预处理填埋污泥的室内真空脱水试验

为了对填埋污泥进行进一步原位减量处理,研究冻融联合真空预压工艺的减量效果。从上海某填埋场取样,首先设定0、-6、-11、-14.5和-18.5℃5种不同冷冻温度对污泥进行冻融处理,分析冷冻温度对污泥的比阻和界限含水率的影响;然后进行冻融联合真空预压小型模型试验,通过与单纯真空预压试验进行对比,研究不同工况下排水量、排水速度、沉降量、减容比、含水率和无侧限抗压强度的变化规律。结果表明:冻融处理可以有效降低污泥比阻,从而改善其脱水性能,并在-11℃时达到最优处理效果;经冻融预处理的污泥在真空预压试验过程中表现出很好的排水固结效果,最优处理温度与污泥比阻试验结果一致,处理后污泥含水率最低可降至54.0%,无侧限抗压强度最高可达42.84 kPa,最大减容比为40%,达到了填埋污泥减量的目的。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对市政污泥脱水性能的改善

为改善市政污泥脱水性能,利用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans XJF8(简称At·f XJF8)对Fe2+矿化过程中的酸化作用,对污泥进行连续流深度脱水实验.生物酸化反应器为推流式,有效容积为68 L.通过p H、比阻、抽滤脱水前后泥饼含水率、有机质等指标研究了污泥脱水性能的变化.结果表明,营养剂投加量为2.11 g·L-1(以Fe(Ⅱ)计算)、污泥停留时间(SRT)为3.7 d、污泥回流比80%时,污泥p H由最初的7.22降至最终2.95左右,污泥比阻由原始污泥的(4.2±0.59)×1012m·kg-1(难脱水污泥)下降到(0.55±0.11)×1012m·kg-1(易脱水污泥),整个过程中Fe(Ⅱ)的氧化率在96%以上.对生物酸化铁氧化前后的污泥在0.05 MPa条件下进行抽滤脱水,泥饼含水率由80%下降到68%,且污泥有机质质量分数变化较小.At·f XJF8在污泥生物酸化铁氧化过程中具有良好的活性,在一定条件下可对市政污泥进行生物酸化铁氧化提高其脱水性能.     

氧化—絮凝调理对剩余污泥脱水性能的影响

针对污水处理厂污泥脱水难度大、运行成本高等问题,深入研究NaClO投加量、污泥混合液pH值以及在NaClO最佳投加量和污泥混合液最佳pH值下耦合聚合硫酸铁（PFS）和三氯化铁（FeCl₃）对污泥脱水性能的影响,以期获得氧化—絮凝调理对活性污泥脱水性能的影响机制。结果表明,在NaClO投加量为40 mg/g DS（绝干污泥）和污泥混合液pH值为3时,PFS耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻（Specific Cake Resistance,SRF）分别降至85.86%和4.74×10¹¹ m/kg;FeCl₃耦合NaClO调理后的泥饼含水率和污泥比阻分别降至86.36%和3.93×10¹¹ m/kg。调理后的污泥絮体粒径D₅₀的大小关系为：NaClO+PFS>NaClO+FeCl₃>pH值>原泥>NaClO。显然,经过氧化—絮凝调理后的污泥絮体粒径明显增大,滤液中的有机质含量降低。氧化—絮凝调理可使活性污泥比阻显著降低,脱水性能显著改善。NaClO耦合PFS和NaClO耦合FeCl₃有望成为高效环保、价格低廉的新型污泥脱水调理剂。     

累托石协同过氧化钙对污泥脱水效果的影响

以污泥比阻、有机质含量与含水率降低率为指标,通过改变累托石、过氧化钙投加量和搅拌时间来研究累托石协同过氧化钙对污泥脱水效果的影响,并利用Minitab软件对污泥脱水条件进行优化,寻找最佳工艺参数。结果表明:随着累托石、过氧化钙投加量和搅拌时间的增加,调理后的污泥比阻和含水率都有所降低,当累托石投加量为50 mg/g DS、搅拌时间为5 min,过氧化钙投加量为50 mg/g DS、搅拌时间为75 min时,泥饼的最终含水率可降至66%。     

水泥-膨润土复合固化市政污泥强度试验研究

针对固化污泥的强度问题,以水泥作为复合剂的固化基质材料,采用材料比选强度试验,优选复合剂的外掺剂;开展了不同水泥添加量和不同膨润土添加量条件下固化污泥的强度试验,研究固化污泥的强度特性。结果表明：膨润土可作为优选的外掺剂,其特殊的离子交换和团粒化作用,使得膨润土复合水泥固化市政污泥相比于黏土、页岩效果更好;固化污泥土的无侧限抗压强度总体上随着水泥、膨润土添加量的增加而增大,试验表明水泥和膨润土复合可有效固化市政污泥,提高污泥的强度特性;基于试验数据建立的固化污泥土强度预测模型,可以对固化污泥土的无侧限抗压强度进行准确预测。     

酸碱与农业生物质骨料对污泥脱水效能的影响

为改善污泥脱水性能,在不同pH条件下考察3种农业生物质即小麦秸秆粉末(WSP)、玉米秸秆粉末(CSP)及稻壳粉末(RHP)对污泥脱水的影响.采用毛细吸吮时间(CST,tCS)及污泥比阻(SRF,FSR)等表征污泥脱水性能,用粒径和Zeta电位考察污泥性质的变化,通过离心液浊度,胞外聚合物质(EPS)含量、束缚水和泥饼结构来解释协同作用机制.实验结果显示,当pH控制在3时,污泥脱水效果最好,深度脱水后泥饼含水率下降到61. 5%;分别投加WSP、CSP及RHP时,污泥FSR分别下降到7. 32×10~8,7. 41×10~8及8. 29×10~8s2/g. pH小于2或pH从8升高到11时tCS和FSR都显著升高;在投加0. 75 g/g DS WSP、CSP及RHP后,也不能改善污泥脱水效果. pH低于2或者碱性条件使污泥释放更多有机物质和浊度,污泥脱水效果恶化严重.酸及生物质改善污泥脱水性能的机理为酸(pH=3)促进污泥分解EPS释放束缚水,而生物质作为骨料提供水分孔道.     

过氧化钙预氧化对污泥脱水特性的影响

采用过氧化钙调理污泥,改变过氧化钙投加剂量、反应时间,考察污泥上清液COD、多糖及蛋白质和泥饼含水率,研究过氧化钙预氧化对污泥絮体结构以及脱水性能的影响.结果表明,随着反应时间和过氧化钙剂量的增加,处理后污泥上清液COD增加,多糖含量先增加后减少,蛋白质含量增加,泥饼含水率有明显降低.当过氧化钙的投加量为200mg/gTS时,泥饼的含水率最低为68.3%.当过氧化钙的投加量再增大时,污泥絮体分解越破碎,不利于污泥脱水.用等量过氧化氢调理污泥进行对比,发现过氧化钙可作为一种更稳定的过氧化氢源,对污泥脱水效果更好.     

污水处理厂污泥固化及影响因素的试验研究

通过对2种含水率的污水处理厂污泥采用石灰与粘土或水泥与粘土进行固化,测试不同龄期和掺量下固化污泥的无侧限抗压强度。研究发现：固化强度随龄期和掺量增大均增大,且相同条件下,水泥的固化效果要好于石灰,前者固化强度约是后者的2~5倍;龄期较短时,粘土对固化强度影响明显,龄期较长时,石灰或水泥的影响明显。短龄期内提高固化材料的掺量,对于强度提高不明显;污泥含水率由92.1%减小到53.1%时,强度增大2~10倍。最后,建立固化强度预测模型,预测含水率相近污泥的固化强度。     

Properties and mechanism of CFBC fly ash-cement based stabilizers for lake sludge

Circulating fluidized bed combustion(CFBC) fly ash was mixed with cement or lime at a different ratio as a stabilizer to stabilize lake sludge.In order to understand the influences of stabilizers on the lake sludge properties,tests unconfined compressive strength,water stability and SEM observation were performed.The experimental results show that with the increase of the curing time,the strength of all the stabilized specimens increase,especially the samples containing cement.The strength of the specimens is decreased with the increasing of the CFBC fly ash/cement ratio,the optimum ratio between CFBC fly ash and cement is 2:3.The water stability of CFBC fly ash-cement based stabilizers is higher than those of cement and lime.Moreover,the lake sludge stabilization mechanism of CFBC fly ash-cement based stabilizers includes gelation and filling of the hydration products,i e,C-S-H gel and the AFt crystal,which act as benders to solidify those particles together and fill in the packing void of the aggregates.     

中小型污水处理厂污泥脱水比阻调理剂研究

要寻找一种适合于中小型污水处理厂使用的操作简单、成本低廉的污泥脱水调理剂,以替代目前常用的PAM调理剂,达到降低污泥处理成本,减少二次污染的目的.经过大量的试验遴选出了粉煤灰调理剂和石灰调理剂,粉煤灰的最佳投加量为60 g/100 mL,石灰的最佳投加量为21 g/100 mL,均可使污泥比阻由1014m/kg降至1011m/kg.所形成的污泥滤饼可作为烧制墙体材料的辅助原料,实现了污泥的资源化利用和良性最终处置.     

固化疏浚淤泥作路基材料工程特性试验研究

为了探讨粉煤灰和工业矿粉固化疏浚淤泥作路基材料的可行性,通过一系列室内实验研究了不同固化剂配比对固化淤泥击实特性、水稳定性、承载力和抗剪强度的影响。实验结果表明,不同固化剂配比下固化淤泥的最大干密度均超过1.50 g/cm³,最优含水率约为20~21%;淤泥固化处理后浸水4 d的膨胀率均不超过1.1%,水稳性大幅提升;矿粉含量越高,粉煤灰含量越低,CBR（California Bearing Ratio）值越高,土样的承载力越高,抗剪强度也越高。不同工况浸水4 d的CBR值均达到了较高的水平,工况SD10FA20MP（淤泥：粉煤灰：矿粉=7：1：2）CBR值最高,达到了34.8%,是规范中高速、一级公路路基填料要求最低CBR值的4.35倍,作路基填料使用可行。     

基于骨架构建污泥固化体收缩与开裂特性的研究

针对传统污泥固化方法中固化污泥体易收缩开裂等问题,基于骨架构造原理,用煤矸石作为骨料,加入水泥、生石灰、粉煤灰等固化材料,按照不同配比对污泥进行一系列的固化实验。考察了在28 d养护龄期污泥固化结实体的开裂与收缩特性。研究表明加入煤矸石作为骨料能有效地抑制固化污泥的收缩与开裂,生石灰能抑制开裂,粉煤灰对污泥固化体的收缩开裂特性影响较小。     

工业废料固化高含水率疏浚淤泥强度特性分析

疏浚淤泥因含水率高而难以直接利用,将其固化成填土材料是一种有效的处理方法．本文通过试验对比分析了3种常见工业废料：粉煤灰、矿渣、磷石膏作为主要固化剂、添加少量生石灰或水泥做反应诱发剂组成的6类复合固化剂固化处理高含水率疏浚淤泥的效果．结果表明：复合固化剂固化疏浚淤泥可以获得较高的无侧限抗压强度;3种工业废料中,磷石膏复合固化剂的固化效果最理想;水泥和工业废料组成的水泥基复合固化剂效果优于石灰基复合固化剂．通过引入强度增长率概念,发现固化淤泥的无侧限抗压强度增长率和复合固化剂中工业废料掺灰比呈线性关系．基于此规律,本文还给出了含工业废料固化高含水率疏浚淤泥早期强度的预测公式．     

不同改良剂对不同含砂率粉土改良性质研究

通过人工室内配制不同含砂率(10%、20%、40%)粉土,对其进行改良试验,研究在不同改良剂(石灰+水玻璃、石灰+粉煤灰)、不同配比作用下3种含砂率粉土的改良效果,研究结果表明:随着含砂率的增加,无论是素土还是改良土,其最大干密度均增大;对于石灰+水玻璃改良土,其最大干密度较素土有明显的降低,而石灰+粉煤灰改良土与之相反;石灰+水玻璃改良土最优含水率与素土略有差别,而石灰+粉煤灰改良土与素土最优含水率基本一致;在同一含砂率下,对于不同配比的石灰+水玻璃改良土,其最大压实度和最优含水率并未发生较大变化,10%石灰+20%粉煤灰的压实度高于其他配比情况;在恒定压实度(95%)下,改良土的无侧限抗压强度明显高于素土的无侧限抗压强度,改良剂对粉土起到一定的"维稳"效果,改良剂掺量才是决定无侧限抗压强度的关键因素。     

疏浚淤泥生石灰-磷石膏材料化处理效果

利用生石灰和工业废料磷石膏组成复合材料化剂,对不同初始含水率的疏浚淤泥进行材料化处理,使其成为工程填土材料,研究磷石膏作为材料化剂辅助添加剂的效果及磷石膏部分替代生石灰的可行性.试验结果表明:磷石膏的加入,短期内相当于增加干料,可以提高材料化土的早期强度;随着龄期的增加,添加磷石膏的材料化土无侧限抗压强度增加率较单掺生石灰的材料化土有大幅提高;短期之内,生石灰-磷石膏材料化土的渗透性与单掺生石灰的淤泥材料化土的渗透性相比变化不大,随着龄期增大,生石灰-磷石膏复合材料化土的渗透性较单掺生石灰材料化土有所下降.     

活性MgO固化淤泥水稳特性试验研究

将绿色、低碳、环保的活性MgO引入淤泥固化处理,通过对比活性MgO、MgO-粉煤灰及传统固化剂水泥固化淤泥试样,分析不同浸水时间下试样外观、质量、应力-应变关系和无侧限抗压强度等性质,综合评价活性MgO基材料固化淤泥的水稳特性.结果表明：活性MgO固化淤泥水稳性显著优于未固化淤泥,且水稳性随掺入MgO质量分数和标准养护龄期的增加而增强;粉煤灰的加入可以显著改善活性MgO固化淤泥的抗压强度和水稳性;浸水时间增加对固化淤泥无侧限抗压强度呈削弱效应,提高掺入活性MgO质量分数可以减小固化淤泥破坏应变;整体上,活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性优于活性MgO,活性MgO优于传统固化剂水泥.微观分析表明：Mg（OH）₂和水化硅酸镁M-S-H等胶结物质是活性MgO和活性MgO-粉煤灰固化淤泥水稳性增强的最主要原因.