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剩余污泥作为城镇污水处理厂的副产物,其高压缩性、高有机质含量和含有大量胶体物质的特征使剩余污泥的处理处置费用高昂,剩余污泥脱水成为污泥处理的一个重要环节。剩余污泥调理通过改变污泥絮体结构和性质,改善污泥脱水性能,可以促进污泥的后续处理、并减少处理费用。本文以污泥比阻、污泥滤饼含水率、过滤时间为主要考察参数,从多个角度考察剩余污泥经超声波/氯化钠(US/NaCl)破解、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)再絮凝、稻壳粉(RH)骨架构建联合调理剩余污泥的效果,从污泥液相、污泥颗粒和污泥滤饼特征等方面分析污泥联合调理的机理。实验结果表明,剩余污泥经过US破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理后,污泥比阻值、滤饼含水率、过滤时间均有大幅度降低,滤饼孔隙度升高、滤饼压缩性降低,污泥的脱水性能得到极大改善。剩余污泥絮体被US引发的空化作用适度破解,污泥大颗粒絮体被破解成小颗粒并释放出其中的水;CPAM的絮凝作用使污泥小颗粒重新形成大尺寸絮体结构,强化泥水分离过程;RH投加促进污泥滤饼形成高机械强度和多孔的滤饼结构,降低了污泥滤饼的压缩性;三种污泥调理作用联合促进污泥脱水性能的改善。US破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理的优化操作条件为US声能密度0.3 W/ml、US时间12 s,CPAM投加量30 mg/L,RH投加量50 wt.%、RH粒径-110目。在优化US破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理条件下,污泥比阻值下降90.50%至1.32×108 s2/g,污泥滤饼含水率下降31.82%,达到62.15%。采用NaCl破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理污泥,也可以显著改善剩余污泥的脱水性能。NaCl通过Na+将污泥絮体中Ca2+、Mg2+置换出来,破坏污泥絮体间二价阳离子的架桥作用,使污泥絮体破解并释放出其中束缚的水。并与CPAM的再絮凝和RH的骨架构建作用一起,联合改善剩余污泥的脱水性能。NaCl破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理的优化条件为NaCl投加量0.25 mol/L、NaCl调理时间120 min,CPAM投加量30 mg/L,RH投加量50 wt.%、RH粒径-110目。在优化NaCl破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理条件下,污泥比阻值下降91.23%,达到2.14×108 s2/g;滤饼含水率下降26.74%,降至65.44%。针对US破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理污泥能耗较高、NaCl破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理污泥NaCl投量较大的问题,采用US+NaCl破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理剩余污泥,不仅显著提高剩余污泥的脱水性能,而且降低了 US的能耗、NaCl的投加量及调理时间。US+NaCl-CPAM-RH污泥联合调理的优化条件为US声能密度0.3 W/ml、US时间为9 s,NaCl投加量0.20 mol/L、NaCl 调理时间 100 min,CPAM 投加量 30 mg/L,RH 投加量 50wt.%、RH 粒径-110目。在优化US+NaCl破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理条件下,污泥比阻值下降94.59%,低至1.33×108 s2/g;污泥滤饼含水率下降25.57%,降为66.48%。US联合NaCl破解剩余污泥,系统能耗下降25%,NaCl投加量下降20%、NaCl调理时间下降 16.67%。对各种联合剩余污泥调理方法进行对比分析,结果表明采用US对污泥进行破解,破解效果好、不需投药且无二次污染;运用NaCl对污泥进行破解,能耗低、NaCl可重复循环使用且对RH有减量作用。联合US和NaCl破解不仅可保证剩余污泥破解效果,还可以降低污泥US破解能耗、NaCl投加量和调理时间。剩余污泥经US+NaCl破解-CPAM絮凝-RH骨架构建联合调理后,污泥脱水性能显著提高,并可提高污泥滤饼的热值,减轻污泥后续处理处置的压力。