污泥壓縮特性研究目錄TOC\o"1-3"\h\u10387污泥壓縮特性研究 1127981.1污泥進(jìn)行預(yù)處理 1219461.2對(duì)污泥脫水性能的研究 155021.3對(duì)污泥機(jī)械脫水的影響因素 2216311.4研究污泥的壓縮特性曲線 21.1污泥進(jìn)行預(yù)處理污泥處理首先就是對(duì)污泥進(jìn)行濃縮，因?yàn)槲鬯畯S所產(chǎn)生的污泥含水量較高，一般會(huì)達(dá)到99.3%以上。如果直接進(jìn)行脫水，會(huì)造成成本過大，所以在進(jìn)行深度脫水過程前都要對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理[7]。對(duì)于一些工業(yè)廢水,直接高壓壓濾后污泥含水率可能達(dá)到60%有左右，但對(duì)于大多數(shù)城市生活污泥來(lái)說(shuō)，即使施加超高的壓力如30-50MPa，污泥的脫水效率也不高[8]。由于污泥中有機(jī)質(zhì)中的內(nèi)部水不能僅僅通過擠壓來(lái)去除，因此必須采用一些調(diào)質(zhì)處理來(lái)分散污泥的膠體結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的物理方法可以添加固體粉末，以及一些新興的方法，如用超聲波來(lái)破壞細(xì)胞膜以此去除內(nèi)水，用磁場(chǎng)法可以改變微生物的代謝，并可以改變污泥的結(jié)構(gòu)，來(lái)使間隙的水與內(nèi)部水容易去除。但污泥的預(yù)處理主要事通過化學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的，比如在污泥中加入絮凝劑來(lái)改變污泥的性質(zhì)，從而影響污泥的脫水性能，傳統(tǒng)方法包括加入一定量的鋁鹽和鐵鹽以達(dá)到絮凝效果。目前，采用生物法也實(shí)現(xiàn)了絮凝效果，主要利用部分細(xì)菌的生命活性來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的絮凝效果，還可添加微生物絮凝劑、生物排水等。比較之前幾種污泥的預(yù)處理，為了使污泥深度脫水效果最佳，我們可以選擇在污泥中加入化學(xué)試劑的方式來(lái)達(dá)到絮凝作用。1.2對(duì)污泥脫水性能的研究污泥資源化利用的關(guān)鍵因素是降低污泥中的水分，但污泥的含水特征又決定了污泥脫水處理的難度。與污泥深度脫水相關(guān)的污泥性能包括污泥的壓縮特性、擠壓過程中水分分布特性等，通過研究污泥壓縮特性曲線、污泥比阻（SRF）、有機(jī)質(zhì)含量、粘度、粒徑分布等特性來(lái)表征污泥脫水性能。通過污泥土工學(xué)的固結(jié)實(shí)驗(yàn)，在不同壓力保壓時(shí)間下，研究了污泥變形與含水量的關(guān)系，得到了污泥的壓縮特性曲線。由于污泥的組成成分復(fù)雜，污泥中水分除自由水之外，還存在被顆粒、絮體和細(xì)胞束縛的水分，充分了解了污泥中水分的結(jié)合方式有利于分析各種預(yù)處理方法對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理的作用機(jī)理和預(yù)測(cè)最佳調(diào)理效果，因此理解和測(cè)試污泥水分分布對(duì)比較現(xiàn)有預(yù)處理方法效果和研究新型預(yù)處理方法有重要意義[9]。1.3對(duì)污泥機(jī)械脫水的影響因素與污泥機(jī)械脫水有關(guān)的因素主要有有機(jī)質(zhì)含量、粘度、粒徑分布。（1）有機(jī)質(zhì)含量：一般來(lái)說(shuō),污泥中的有機(jī)物含量越高,污泥形成膠體的情況就越嚴(yán)重,脫水就越困難。有研究表明,胞外聚合物的含量是影響污泥脫水性能的重要因素，由于胞外聚合物是菌膠團(tuán)之間連接的媒介,當(dāng)有機(jī)物含量較高時(shí),微生物的生長(zhǎng)繁殖迅速,胞外聚合物的含量增加,使得污泥菌膠團(tuán)結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定,從而污泥脫水變得更加困難[10]。（2）粘度：在之前的介紹中我們提到污泥在預(yù)處理時(shí)會(huì)加入絮凝劑，使其改變污泥的屬性，從而改變污泥的脫水能力。但添加過量的絮凝劑會(huì)使污泥粘度增加，在擠壓脫水過程中會(huì)堵塞濾板，反而降低了污泥的脫水性能。另外污泥中的一些其他物質(zhì)如溶解油等也會(huì)導(dǎo)致污泥的粘度增大，從而降低污泥脫水性能[11]。（3）粒徑分布：粒徑分布被認(rèn)為是影響污泥脫水性能的另一關(guān)鍵因素。一般來(lái)講,細(xì)小污泥顆粒所占比例越大,污泥脫水性能就越差。Higgins和Novak指出粒徑為1-100納米的超膠體顆粒對(duì)污泥脫水影響最為顯著,超膠體顆粒極易堵塞污泥濾餅或過濾介質(zhì),進(jìn)而影響污泥過濾和脫水效率。此外,高比例的超膠體顆粒也能大幅提高顆粒表面積/體積比,這不僅會(huì)增強(qiáng)污泥顆粒的水合程度,削弱其脫水性能,同時(shí)也會(huì)造成脫水調(diào)理劑劑量的明顯增加[12]。1.4研究污泥的壓縮特性曲線實(shí)驗(yàn)方法采用固結(jié)實(shí)驗(yàn)在固結(jié)儀上進(jìn)行，測(cè)試方法為：在高度為20mm的泥環(huán)內(nèi)盛滿污泥，將泥環(huán)內(nèi)污泥的空隙填滿，然后將泥環(huán)放置在固結(jié)儀上，對(duì)泥樣開始逐級(jí)的施加垂直壓力且分級(jí)加載至2-3MPa，在一級(jí)荷載加載了一小段時(shí)間之后，再開始加載下一級(jí)的荷載，直到達(dá)到所要求的壓力為止。采用千分表或者位移傳感器來(lái)測(cè)量在不同壓力-時(shí)間下的變形量，并測(cè)量壓縮結(jié)束后污泥的含水率。污泥含水率通過快速水分儀或者對(duì)污泥進(jìn)行24H的烘干后，測(cè)定污泥烘干前質(zhì)量與烘干后的質(zhì)量的差值，便可以測(cè)得污泥中的含水量，通過換算就可得出含水率。表1.1污泥壓力-時(shí)間-壓縮變形量表壓力（MPa）0.050.10.20.40.60.8壓榨時(shí)間(m)555151010壓縮變形量(mm)5.667.89.0811.211.6813.31壓力（MPa）1.01.21.41.61.81.0壓榨時(shí)間(m)1033333壓縮變形量(mm)13.813.9514.2214.2714.4214.69圖1.1實(shí)驗(yàn)污泥壓縮特性曲線從上述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出以下結(jié)論：(1)壓縮初期，污泥壓縮明顯，變形大，壓濾出水快，壓縮后期壓縮不明顯，變形小，最后階段幾乎無(wú)變形，原因是開始的時(shí)候污泥松散，間隙比大，含水量高，隨著壓縮、壓力增大，污泥顆粒被擠壓，間隙比變小，水分被排出，體積進(jìn)一步降低。(2)壓濾脫水主要是在前期以及中期，隨著壓縮進(jìn)行到壓力超過2MPa時(shí)，污泥的出水量很少，相當(dāng)于沒有。在采用固結(jié)儀實(shí)驗(yàn)時(shí)的加壓過程中，開始加壓時(shí)，每加壓一次，壓濾應(yīng)該停留一定的時(shí)間，如果時(shí)間太短，