红外超声波处理对城市剩余污泥失水率的影响.docVIP

红外超声波处理对城市剩余污泥失水率的影响 　　摘要：剩余污泥是指城市污水处理厂污水处理后所产生的固态沉积物。文章所述实验以压滤剩余污泥为材料，结合红外处理，研究不同频率、不同时间的超声波处理对污泥失水率的影响，并得出了较为科学的结果。 　　关键词：剩余污泥；红外处理；超声波处理；失水率；污水处理；固态沉积物 文献标识码：A 　　中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2015）23-0085-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.044 　　剩余污泥是指城市污水处理厂污水处理后所产生的固态沉积物。近年来，随着经济快速发展，所需能耗日益增多，由此产生的污水量逐渐增加，相应的污泥量也呈增长趋势。污泥处理处置已成为困扰污水处理厂和全社会的重大问题，其主要原因是含水量过高，未经处理的污泥含水率高达95%以上。经机械脱水后仍有80%以上，后续处置十分困难。开发新的处理工艺，提高污泥的失水率，不仅可以解决剩余污泥的处理问题，而且可以保护环境、回收资源，具有重大的经济、社会、生态效益。超声波是频率高于20kHz的声波。超声波作用下的污泥不断被压缩和膨胀，使内部可产生气穴泡，且不断成长，并最终共振“内爆”产生超高温（5000℃）、高压（500bar），同时产生的强力水喷射流形成巨大的水力剪切力，对污泥絮体结构与污泥中微生物细胞壁产生巨大的破坏，使细胞质和酶从细胞中溶出，使污泥的物理、化学和生物性质发生不同程度的改变，从而有益于污水厂运行及污泥处置。为了处理方便，本试验以压滤剩余污泥为材料，进行红外（模拟太阳能）、超声波处理，研究红外超声波处理对剩余污泥失水率的影响。 　　1 材料与方法 　　1.1 材料 　　压滤剩余污泥来自山西省临汾市污水处理厂。 　　1.2 仪器设备 　　变频超声波处理器、电子天平、电热恒温烘箱、干燥器。 　　1.3 测定方法 　　超声波处理频率设45kHz、80kHz、100kHz三个水平，超声波处理时间设5min、10min、15min三个水平，烘箱处理时间设10min、20min、30min三个水平。对照不设超声波处理。 　　1.3.1 超声波处理。取压滤剩余污泥于包装袋中，超声波处理。 　　1.3.2 红外处理（模拟太阳能）。铝盒在105℃烘箱中烘烤2h，移入干燥器内冷却至室温，称重为W0g。 　　取超声处理后的泥样5g左右，均匀地平铺在铝盒中，盖好，称重为W1g。 　　揭开铝盒盖，放在盒底下，置于已预热至40℃的烘箱中烘烤，取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温，称至恒重为W2g。 　　1.3.3 结果计算。失水率=（W1-W2）/（W1-W0）×100%。 　　1.4 统计分析 　　采用SPSS 17.0软件进行Duncan′s新复极差多重比较进行显著性分析，Microsoft Excel作图。 　　2 结果与分析 　　2.1 超声波频率对污泥失水率的影响 　　从图1可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，超声波处理后的污泥失水率显著提高，其中45kHz处理和100kHz处理达到极显著水平；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于80kHz处理，显著地高于100kHz处理，100kHz处理和80kHz处理之间差异不显著。（2）红外处理20min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率显著地高于对照，80kHz处理与对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于80kHz，与100kHz处理之间的差异不显著。（3）红外处理30min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率显著地高于对照，其中45kHz处理达到极显著水平，80kHz处理和对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率显著地高于100kHz处理和80kHz处理，100kHz处理和80kHz处理之间差异不显著。 　　从图2可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率极显著地高于对照，80kHz处理与对照之间的差异不显著；各处理之间相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于其他两个处理，100kHz处理的污泥失水率显著地高于80kHz处理。（2）红外处理20min、30min后，各处理与对照相比，45kHz处理和100kHz处理的污泥失水率极显著地提高，80kHz处理的污泥失水率显著地提高；各处理之间相比，差异达极显著水平。 　　从图3可以看出：（1）红外处理10min后，各处理与对照相比，45kHz处理的污泥失水率极显著地高于对照，其他处理与对照之间的差异不显著；