陈巍等：脱硫灰-FeCl,联合作用改善污泥的脱水性能 ·1241· 灰中物相组成. 干，并用KB:压片后用傅里叶变换红外光谱仪测定. (3)浸出特性：将脱硫灰经pH4.5的HAc-NaAc 基于化合物在红外光谱区的特征吸收，可以对待测物 缓冲溶液浸出，对得到的浸出液进行分析. 质进行定性表征阁 (4)滤饼含水率：取50mL调理后的污泥置于装 有定量滤纸的布氏漏斗中（中150mm),在0.06MPa真 2结果与讨论 空度下进行抽滤脱水，以30s内无滤液流下为脱水终 2.1脱硫灰性质分析 点，计算公式为 为了研究脱硫灰调理污泥的可行性和安全性，对 We=(W-W2)/W,×100%. (1) 其粒径分布以及浸出特性进行分析，结果分别如图1 式中，W为滤饼含水率，W,为脱水后湿泥饼质量(g), 和表3所示.可以看出，脱硫灰的粒径分布在0.2~ W,为脱水后湿泥饼在105℃下烘干至恒重的干泥饼质 35μm之间，且在9~11m分布最多，再由累计频数可 量(g). 知脱硫灰颗粒较小，因而比表面积较大、活性较强，并 (5)CST:采用毛细吸水时间测定仪，将污泥样品 且脱硫灰浸出液中重金属浸出值均低于规定浓度，可 置于不锈钢漏斗内，开启仪器，至报警声响起时，即可 判断其不属于危险固体废弃物.通过以上分析可知， 读取CST值. 脱疏灰是一种颗粒细小、没有危险性的固体粉末物质， (6)胞外聚合物的提取：取30mL调理后的污泥， 适合作为污泥脱水的调理剂. 以3000r"min离心l5min后收集上清液，其中有机物 2 100 为上清液层胞外聚合物：沉淀物稀释到原体积，以 ■粒度范围 一累积频率 7500rmin离心15min后收集上清液，并用0.45μm 15 75 滤膜过滤，其中的有机物为松散结合的胞外聚合物；沉 授10 50 淀物稀释到原体积，在20kHz、480W的条件下进行超 声波处理10min,再以15000r·min离心20min后收 25 集上清液，并用0.45μm滤膜过滤，其中有机物为紧密 结合的胞外聚合物的 0.20.30.50.81.22.03.55.0791114172125303545 (7)胞外聚合物的测定：蛋白质采用Folin酚 粒径m 法a,多糖采用蒽酮比色法团 图1脱硫灰的粒径分布 (8)红外光谱分析：污泥滤液低温(40~50℃)烘 Fig.I Particle size distribution of the desulfurization ash 表3脱硫灰的浸出特性 Table 3 Leaching characteristics of the desulfurization ash 浸出液质量浓度/(mgL-) 样品及标准 Cu Zn Pb Cd Cr i Hg As 脱硫灰中重金属浸出值 0.230.260.370.0350.180.400.0210.19 污水综合排放标准(GB8978一19961) 0.5 2.0 1.0 0.1 1.5 1.0 0.05 0.5 危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别(GB5085.3一2007) 100 100 5 1 15 55 0.1 5 2.2脱硫灰-feCL,调理对CST和Wc的影响 区域1中投加量组合包括脱疏灰/FeCl,为300/60 脱硫灰-FeCl.调理前后CST和W,的变化如图2 和300/80mg"g,区域2中投加量组合包括脱硫灰/ 所示.可以看出原污泥的CST和W分别高达937.9s FeCl,为300/60、300/80和300/100mgg.其中，脱硫 和83.69%.脱硫灰单独调理时，随着脱硫灰投加量的 灰/FeCl,为300/60mg'g时，CST和We最低且分别为 增加，污泥CST和W均呈先下降后上升的趋势，最低 14.3s和70.22%，此时脱硫灰和FeCl,的投加量也比 值分别为244.9s和75.77%（脱硫灰投加量为 较少，故取最佳投加量组合脱硫灰/FeCl,为300/ 300mg"g).FeCl,单独调理时，随着FeC,投加量的增 加，污泥CST和W均呈持续下降趋势，最低值分别为 60 mgg-. 62.2s和76.85%(FeCl投加量为100mgg).脱硫 2.3脱硫灰-FeCl,调理对胞外聚合物的影响 灰和FCL,对污泥进行联合调理时，处理效果明显好于 胞外聚合物主要由蛋白质和多糖组成，二者共占 这两种调理剂单独投加的处理效果.随着脱疏灰和 胞外聚合物总质量的75%~89%阿，分析污泥中各胞 FeCl,投加量的增加，CST下降至20s左右，We下降至 外聚合物层组蛋白质和多糖含量的变化有助于明确污 70%左右，分别如图中区域1和区域2所示 泥脱水性能的变化机理.陈 巍等: 脱硫灰--FeCl3联合作用改善污泥的脱水性能 灰中物相组成． ( 3) 浸出特性: 将脱硫灰经 pH 4. 5 的 HAc-NaAc 缓冲溶液浸出，对得到的浸出液进行分析． ( 4) 滤饼含水率: 取 50 mL 调理后的污泥置于装 有定量滤纸的布氏漏斗中( 150 mm) ，在 0. 06 MPa 真 空度下进行抽滤脱水，以 30 s 内无滤液流下为脱水终 点，计算公式为 WC = ( W1 － W2 ) /W1 × 100% ． ( 1) 式中，WC为滤饼含水率，W1为脱水后湿泥饼质量( g) ， W2为脱水后湿泥饼在 105 ℃下烘干至恒重的干泥饼质 量( g) ． ( 5) CST: 采用毛细吸水时间测定仪，将污泥样品 置于不锈钢漏斗内，开启仪器，至报警声响起时，即可 读取 CST 值． ( 6) 胞外聚合物的提取: 取 30 mL 调理后的污泥， 以 3000 r·min － 1 离心 15 min 后收集上清液，其中有机物 为上清 液 层 胞 外 聚 合 物; 沉淀物稀释到原体积，以 7500 r·min － 1 离心 15 min 后收集上清液，并用 0. 45 μm 滤膜过滤，其中的有机物为松散结合的胞外聚合物; 沉 淀物稀释到原体积，在 20 kHz、480 W 的条件下进行超 声波处理 10 min，再以 15000 r·min － 1 离心 20 min 后收 集上清液，并用 0. 45 μm 滤膜过滤，其中有机物为紧密 结合的胞外聚合物［15］． ( 7) 胞 外 聚 合 物 的 测 定: 蛋 白 质 采 用 Folin-酚 法［16］，多糖采用蒽酮比色法［17］． ( 8) 红外光谱分析: 污泥滤液低温( 40 ～ 50 ℃ ) 烘 干，并用 KBr 压片后用傅里叶变换红外光谱仪测定． 基于化合物在红外光谱区的特征吸收，可以对待测物 质进行定性表征［18］． 2 结果与讨论 2. 1 脱硫灰性质分析 为了研究脱硫灰调理污泥的可行性和安全性，对 其粒径分布以及浸出特性进行分析，结果分别如图 1 和表 3 所示． 可以看出，脱硫灰的粒径分布在0. 2 ～ 35 μm之间，且在 9 ～ 11 μm 分布最多，再由累计频数可 知脱硫灰颗粒较小，因而比表面积较大、活性较强，并 且脱硫灰浸出液中重金属浸出值均低于规定浓度，可 判断其不属于危险固体废弃物． 通过以上分析可知， 脱硫灰是一种颗粒细小、没有危险性的固体粉末物质， 适合作为污泥脱水的调理剂． 图 1 脱硫灰的粒径分布 Fig． 1 Particle size distribution of the desulfurization ash 表 3 脱硫灰的浸出特性 Table 3 Leaching characteristics of the desulfurization ash 样品及标准 浸出液质量浓度/( mg·L － 1 ) Cu Zn Pb Cd Cr Ni Hg As 脱硫灰中重金属浸出值 0. 23 0. 26 0. 37 0. 035 0. 18 0. 40 0. 021 0. 19 污水综合排放标准( GB8978—19961) 0. 5 2. 0 1. 0 0. 1 1. 5 1. 0 0. 05 0. 5 危险废物鉴别标准--浸出毒性鉴别( GB5085． 3—2007) 100 100 5 1 15 55 0. 1 5 2. 2 脱硫灰--FeCl3调理对 CST 和 WC的影响 脱硫灰--FeCl3 调理前后 CST 和 WC的变化如图 2 所示． 可以看出原污泥的 CST 和 WC分别高达 937. 9 s 和 83. 69% ． 脱硫灰单独调理时，随着脱硫灰投加量的 增加，污泥 CST 和 WC均呈先下降后上升的趋势，最低 值 分 别 为 244. 9 s 和 75. 77% ( 脱 硫 灰 投 加 量 为 300 mg·g － 1 ) ． FeCl3单独调理时，随着 FeCl3投加量的增 加，污泥 CST 和 WC均呈持续下降趋势，最低值分别为 62. 2 s 和 76. 85% ( FeCl3投加量为 100 mg·g － 1 ) ． 脱硫 灰和 FeCl3对污泥进行联合调理时，处理效果明显好于 这两种调理剂单独投加的处理效果． 随着脱硫灰和 FeCl3投加量的增加，CST 下降至 20 s 左右，WC下降至 70% 左右，分别如图中区域 1 和区域 2 所示． 区域 1 中投加量组合包括脱硫灰/FeCl3为 300 /60 和 300 /80 mg·g － 1 ，区域 2 中投加量组合包括脱硫灰/ FeCl3为 300 /60、300 /80 和 300 /100 mg·g － 1 ． 其中，脱硫 灰/FeCl3为 300 /60 mg·g － 1 时，CST 和 WC最低且分别为 14. 3 s 和 70. 22% ，此时脱硫灰和 FeCl3的投加量也比 较少，故取最佳投加量组合脱 硫 灰/FeCl3 为 300 / 60 mg·g － 1 ． 2. 3 脱硫灰--FeCl3调理对胞外聚合物的影响 胞外聚合物主要由蛋白质和多糖组成，二者共占 胞外聚合物总质量的 75% ～ 89%［19］，分析污泥中各胞 外聚合物层组蛋白质和多糖含量的变化有助于明确污 泥脱水性能的变化机理． ·1241·