磁化处理对城市污泥脱水性能影响研究

论文摘要

本课题以城市污水厂污泥为研究对象，研究了磁化处理对污泥脱水性能和对污泥颗粒微观结构的影响；应用高速离心机、电子显微镜、zeta电位仪等先进的分析仪器，系统地研究了磁化处理对污泥比阻、zeta电位、离心脱水性能、微观结构的影响，分析了这些影响产生的原因，进一步深化研究了药剂调理与磁化处理联用对污泥脱水性能的影响；逐步提出了磁化处理对污泥微观结构影响原理，确定了磁化处理的最佳参数。试验表明：0.44T磁感应强度和30min磁化时间时对污泥比阻改善最佳，不同磁场位型对离心脱水性能改善的最佳磁感应强度不同（垂直条件0.44T，平行条件下0.39T），污泥滤液COD和NH4+都存在短时间内升高，然后降低趋于稳定的规律（垂直磁化时COD升高最大处达到了60％，NH4+较小仅仅达到15％；平行磁化时COD降低最大处达到了40％，NH4+升高最大达140％）；磁化处理对zeta电位（电极电位）影响较大（其降幅达到了46.5％），但对比阻影响较小；0.2T磁感应强度下Fe3+对离心脱水性能明显改善（最大处提高4％），说明磁化处理条件下能够强化铁离子的絮凝作用。通过此项研究丰富了磁化理论，拓宽了磁化处理在环境工程学科中的应用，有助于推动磁化处理技术在污泥处理与处置工艺及环境污染治理等领域的广泛应用，开辟了磁化处理技术的新领域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 污泥处理处置方法现状及其应用进展
• 1.1.1 前言
• 1.1.2 城市污水处理厂的污泥处理与处置概况
• 1.2 污泥中水分存在形式及对脱水性能的影响
• 1.2.1 污泥结构及水分存在方式
• 1.2.2 各种水分的特点及其分离方式
• 1.3 污泥脱水性能的评价参数及与脱水性能的关系
• 1.3.1 宏观评价参数
• 1.3.2 毛细吸水时间（CST）和污泥比阻抗
• 1.3.3 含水率及结合水的测定
• 1.4 污泥调理方法研究进展
• 1.4.1 化学调理法的应用现状及研究进展
• 1.4.2 物理调理法的应用和研究进展
• 1.4.3 污泥调理的新思路、新方法
• 1.5 磁化处理改善污泥脱水性能的理论基础
• 1.5.1 磁化处理的生物学效应
• 1.5.2 磁化处理的物理学效应
• 1.6 本文研究目的、意义及主要内容
• 1.6.1 研究目的和意义
• 1.6.2 实验内容
• 第二章 污泥调理及磁场作用机理的基本概念和理论
• 2.1 污泥调理机理
• 2.1.1 凝聚絮凝理论
• 2.1.2 凝聚和絮凝机理
• 2.2 磁场作用机理
• 2.2.1 磁基本理论
• 2.2.2 磁场生物学原理
• 2.3 流变学初探
• 2.4 微生物胞外聚合物理论初探
• 第三章 实验材料及分析方法
• 3.1 实验材料
• 3.2 实验装置及实验仪器
• 3.3 污泥脱水性能参数分析方法
• 3.3.1 污泥沉降性测试方法
• 3.3.2 污泥过滤性脱水性能参数测试方法
• 3.3.3 污泥含水率分析方法
• 3.3.4 污泥离心脱水性能的分析方法
• 3.3.5 污泥颗粒zeta电位及上清液分析方法
• 第四章 磁化处理对污泥沉降性能及脱水性能影响研究
• 4.1 磁化处理对污泥沉降性能的影响
• 4.1.1 相同磁化时间、不同磁感应强度下污泥沉降性能比较
• 4.1.2 相同磁感应强度、不同磁化时间下污泥沉降性能比较
• 4.1.3 磁场对不同类型污泥沉降性能改善的比较
• 4.2 磁化处理对污泥脱水性能的影响
• 4.2.1 不同磁化时间对污泥比阻的影响
• 4.2.2 不同磁场位型对污泥比阻的影响
• 4.2.3 不同磁化时间对泥饼含水率的影响
• 4.2.4 不同磁化时间对污泥抽滤速率的影响
• 4.2.5 不同磁化时间对污泥离心脱水性能的影响
• 4.2.6 污泥沉降性能与过滤性能之间的关系
• 4.3 磁化处理对污泥zeta的影响
• 4.3.1 磁感应强度对污泥颗粒表面zeta电位的影响
• 4.3.2 不同磁场位型对污泥颗粒表面zeta电位的影响
• 4.3.3 不同磁化时间对污泥颗粒表面zeta电位的影响
• 4.4 磁化处理对污泥滤液理化性质的影响
• 4.4.1 不同磁化时间对污泥滤液COD的影响
• 4⁺的影响'>4.4.2 不同磁化时间对污泥滤液NH₄⁺的影响
• 4.5 磁化处理及剪切速率对污泥脱水性能影响
• 4.5.1 同一剪切速率下不同磁化时间对污泥脱水性能影响
• 4.5.2 不同剪切速率和不同磁感应强度对污泥脱水性能影响
• 4.6 小结
• 第五章 药剂及磁化处理联用对污泥脱水性能的影响研究
• 5.1 实验药剂及实验方法
• 5.2 实验结果
• 5.2.1 PAM对污泥离心脱水性能的影响
• 3+对污泥离心脱水性能的影响'>5.2.2 Fe³⁺对污泥离心脱水性能的影响
• 5.3 小结
• 第六章 磁化处理对污泥脱水性能影响研究机理分析
• 6.1 磁化处理对污泥结构的影响
• 6.2 磁化处理对污泥颗粒胞外聚合物的影响
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 作者简介