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城市污泥强化脱水技术

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商品详情

前言:

"污水污泥是城市和工业污水处理厂的主要副产物,近几十年来,随着城市化进程的加快,污泥的产量急剧增加,带来了日益严重的环境污染问题。由于污泥中含有大量的细菌、微生物、无机粒子以及大量的结合水,其特殊本质决定了污泥很难脱水,脱水后滤饼的固含量仅为20% 左右。然而我国关于污泥不同处置方式的标准均要求污泥脱水后滤饼固相质量含量大于40% ,因此脱水成为污泥处理处置过程中的主要瓶颈。基于环保与经济并重的理念,如何最大限度地提高污泥的处理能力、降低滤饼含水率以满足污泥后续的处理处置要求是目前亟待解决的问题,也是编写本书的主要目的。

在众多的污泥预处理技术中,化学絮凝调理以其辅助设备成本低、操作简单等优点一直备受各个污水处理厂的青睐。热水解是污泥破壁处理的主要方法,近年来也得到了广泛关注,其研究焦点在于如何利用热水解技术提高污泥的厌氧消化性能、获取反硝化碳源以及如何利用热水解进一步对污泥进行脱水减量处理。

为了解决污泥脱水困难问题,笔者将自己十余年在污泥脱水方面取得的科研成果进行总结,紧密围绕“污泥强化脱水理论与技术” 这一科学目标,系统开展了基于末端处理处置的技术研发与应用工作,针对化学絮凝预处理及热水解预处理改善污泥脱水理论展开了大量新颖、详细的论述,并介绍了不同预处理方式下污泥的物理化学特性。本书主要内容包括:概述;污泥脱水预处理技术;污泥物性测试方法;絮凝剂单独调理强化污泥脱水技术;絮凝剂复合调理强化污泥脱水技术;热水解预处理强化污泥脱水技术;热水解污泥的流动行为;污泥资源化利用;总结与展望。

本书具有较强的技术性和针对性,为污泥脱水减量化工艺设计奠定了理论基础,提供了技术支撑,对解决污泥的脱水问题具有重要的理论意义和应用价值。可为污水处理厂的工艺设计提供依据和参考,也可供从事水处理、环境科学与工程等相关领域的技术人员和研究人员以及高等学校相关专业的师生参阅。

本书部分研究成果是在国家青年基金(21606157)、山西省青年基金(20152014)、太原科技大学博士启动基金(20151024) 的支持下完成的,在此表示衷心感谢。同时,笔者在研究和撰写本书过程中引用了部分相关期刊文献、专著和资料,在此对上述作品的作者表示感谢。

限于著者的知识水平和时间,不妥和疏漏之处在所难免,敬请读者批评指正。

著者

2019年8月于太原


目录:

"第1章概述1

1.1污泥分类1

1.2污泥特性和危害3

1.2.1城市污泥的物理特性 3

1.2.2城市污泥的流变特性 6

1.2.3城市污泥的化学特性 8

1.2.4城市污泥的生物特性 11

1.2.5污泥的危害  11

1.3污泥处理处置工艺  14

1.3.1污泥处理工艺14

1.3.2污泥处置工艺16

1.4污泥处理处置相关法规及标准  22

1.4.1国外相关法规及标准 22

1.4.2国内相关法规及标准 24

参考文献 28


第2章污泥脱水预处理技术32

2.1污泥预处理的方法与原理33

2.2破解预处理  34

2.2.1冻融处理  35

2.2.2机械处理  35

2.3化学絮凝预处理 39

2.3.1絮凝剂分类39

2.3.2絮凝机理  40

2.3.3絮凝预处理发展46

2.4化学法预处理50

2.4.1臭氧氧化法 50

2.4.2Fenton试剂氧化法  51

2.4.3酸碱法 52

2.5生物预处理  52

2.6热水解预处理54

2.6.1热水解系统质量平衡和能量平衡 55

2.6.2热水解对污泥流变及脱水行为的影响60

2.6.3热水解产生的氨氮对厌氧消化的影响61

2.6.4热水解对污泥其他行为的影响62

2.6.5热水解技术发展方向  64

2.7联合调理技术64

2.7.1化学絮凝剂的复合使用 65

2.7.2物理调理和化学调理联用 66

参考文献 67


第3章污泥物性测试方法77

3.1污泥基本物性参数测定方法 77

3.1.1重铬酸盐法测定COD77

3.1.2稀释与接种法测定BOD5 81

3.1.3结合水含量的测定86

3.1.4热值的测定  87

3.1.5流变性测试  89

3.1.6分形维数的计算  91

3.2过滤过程参数计算方法  92

3.2.1污泥平均比阻的计算  92

3.2.2污泥压缩系数的计算  93

3.3压榨过程参数的计算方法94

3.3.1压榨模型  94

3.3.2压榨模型参数的确定  96

参考文献 97


第4章絮凝剂单独调理强化污泥脱水技术99

4.1实验设计 99

4.1.1实验物料 99

4.1.2絮凝剂筛选100

4.1.3过滤实验  100

4.2絮凝剂对污泥理化性质的影响  103

4.3絮凝剂对污泥滤饼渗透率的影响106

4.3.1渗透率方程106

4.3.2絮凝剂对污泥滤饼渗透率的影响 107

4.3.3过滤压力对污泥滤饼渗透率的影响  107

4.4改进渗透率模型的构建  110

4.4.1絮凝剂对改进柯杰尼常数的影响 110

4.4.2过滤压力对改进柯杰尼常数的影响  111

4.4.3改进柯杰尼常数范围的预测  112

参考文献  115


第5章絮凝剂复合调理强化污泥脱水技术117

5.1实验设计 117

5.1.1实验物料  117

5.1.2絮凝剂筛选118

5.1.3过滤压榨脱水实验装置119

5.1.4过滤压榨脱水实验设计121

5.1.5基于偏最小二乘法的二次多项式回归123

5.2影响因素的相对重要性分析 124

5.2.1评价污泥过滤特性的参数 124

5.2.2相对重要性分析125

5.3过滤压榨脱水过程优化研究 128

5.3.1CaO对污泥脱水性的影响 129

5.3.2PAC对污泥脱水性的影响 131

5.3.3过滤压力对污泥脱水性的影响133

5.3.4压榨压力对污泥脱水特性的影响 134

5.3.5污泥浓度对过滤压榨脱水特性的影响135

5.3.6滤室厚度对过滤压榨脱水特性的影响136

5.4复合化学絮凝剂调理污泥压榨机理研究137

5.4.1复合化学絮凝剂调理污泥的压榨机理137

5.4.2压榨压力对复合化学絮凝调理污泥压榨机理的影响139

参考文献  141


第6章热水解预处理强化污泥脱水技术143

6.1热水解实验  143

6.1.1实验物料  143

6.1.2实验装置  144

6.1.3实验过程  144

6.2热水解温度对污泥物理特性的影响 145

6.2.1热水解污泥的基本物性145

6.2.2热水解污泥的元素分析147

6.2.3热水解污泥的微观结构147

6.3热水解污泥特性转变温度 148

6.3.1热水解温度对污泥沉降特性的影响  148

6.3.2热水解温度对污泥脱水的影响149

6.3.3热水解污泥特性转变温度门槛值 150

6.4热水解污泥过滤压榨脱水特性  150

6.4.1实验设计  150

6.4.2热水解污泥的过滤脱水特性  151

6.4.3热水解污泥的压榨脱水特性  152

6.5热水解污泥压榨脱水机理153

6.5.1不同压榨阶段的脱水机理 153

6.5.2压榨压力对热水解污泥压榨机理的影响 155

6.5.3热水解污泥滤饼的结构157

6.6热水解的经济分析及工业应用158

参考文献  160


第7章热水解污泥的流动行为161

7.1流变实验设计161

7.2热水解温度对污泥黏性的影响  162

7.3热水解温度对污泥黏弹性的影响164

7.4170℃热水解污泥的流变特性  166

7.4.1热水解污泥的黏性 166

7.4.2热水解污泥的触变性  173

7.4.3热水解污泥的黏弹性  177

7.4.4热水解污泥的屈服应力184

7.5污泥絮体的分形特性  185

参考文献  188


第8章污泥资源化利用189

8.1污泥能源化利用 189

8.1.1污泥热解制油  190

8.1.2污泥固体燃料  192

8.1.3污泥气化技术  193

8.1.4污泥湿式氧化  195

8.2污泥土地利用196

8.2.1污泥的农田利用196

8.2.2污泥的林地、绿化地利用 197

8.2.3污泥用作容器育苗的栽培基质198

8.2.4污泥用于退化土地的修复 198

8.3污泥建材利用 200

8.3.1污泥制砖  201

8.3.2污泥烧制陶粒  201

8.3.3污泥生产水泥  202

8.4污泥制取吸附剂  203

8.4.1污泥制取吸附剂方法  203

8.4.2污泥制取吸附剂流程  204

8.5污泥资源化利用技术选择标准205

8.6污泥资源化的驱动力及限制因素 206

参考文献  206


第9章总结与展望211

9.1本书的主要内容及成果  211

9.2本书存在的不足  213

9.3城市污泥强化脱水发展方向  214

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