炭材料强化污泥电脱水效果及同步燃料化处理

王瑞露,刘相汝,曹秉帝,张伟军,王东升,同 帜



炭材料强化污泥电脱水效果及同步燃料化处理

王瑞露1,2,刘相汝3,曹秉帝2*,张伟军3,王东升2,同 帜1

(1.西安工程大学环境与化学工程学院,陕西 西安 710048；2.中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京 100085；3.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430074)

为研究炭材料调理对污泥电脱水性能及泥饼可燃性的影响,使用改性前后的活性炭和石墨对污泥进行预调理,对调理后的污泥进行电脱水实验,深入解析了炭材料调理前后污泥电脱水行为及泥饼可燃性的变化.研究表明:经炭材料调理后的污泥,阴极电脱水速率提升,相较于其他3种炭材料,石墨调理后的阴极电脱水速率提升最为明显,石墨的投加量5%TSS时,阴极平均脱水速率从0.074g/L上升到0.095g/L.炭材料可以提高污泥体系的电导性和污泥絮体的电泳淌度,使得阴极泥饼孔容有上升的趋势,阴极泥饼孔容从未投加炭材料时的0.1147cm3/g增加到AC-0、AC-1、AC-5、石墨的投加量为20%TSS时的0.119、0.122、0.146、0.157cm3/g;此外,炭材料加入后阴阳两极滤液中溶解有机物DOM和蛋白质组分浓度降低,可以缓解滤布堵塞;污泥电脱水过程中经炭材料调理后可以降低脱离每单位水所需要的能耗,未投加炭材料时去除每单位水所需能耗为6.75kW·h/kg去除水,而当AC-0、AC-1、AC-5、石墨的投加量为20%TSS时,能耗分别降低到5.64、5.22、5.20、5.11kW·h/kg去除水,且泥饼含水率从未投加炭材料时的58%降低至45%,固炭量增加,提高了泥饼的热值和可持续燃烧时间,当石墨的投加量为20%g/gTSS时,泥饼热值提高了17%.有利于后续焚烧资源化利用.

污泥；炭材料；电渗透；EPS；脱水性

污水处理过程中产生的大量污泥,因其颗粒较细,含水率高(通常超过99%),高的污泥含水率常伴随着大的污泥体积,导致污泥的运输费用高、运输难度大、占用大量的处理场地[1].因此,污泥高效脱水技术的开发成为眼下我国环保工作者研究的重要课题之一.污泥中的水分包括游离水(70%)、间隙水(20%)、吸附水(7%)和结合水(3%)[2],传统机械脱水方式对污泥脱水效果有限,而在机械脱水的基础上施加电场辅助往往能达到深度脱水效果[3-4].

污泥絮体表面带负电荷,在其外层会聚集一层较高密度的正电荷形成双电层,当有外在电场存在时,带负电的污泥絮体会往阳极方向迁移,夹杂在污泥絮体中的水就会向阴极渗透,在这个过程中伴随着电泳、电迁移和电渗透等动电现象[4-5].根据Barton等[3]与Mahmoud等[4]的研究分析,污泥机械-电脱水过程可以大体分为5个过程,首先是机械压滤使得污泥中大部分游离水脱出,然后污泥絮体向阳极迁移,当泥饼形成后污泥絮体将停止迁移,随后电极上进行的电化学反应使得污泥体系维持电荷平衡,从而脱水状态继续维持,最后当水分不再是连续相时,整个体系电阻升高产生大量的欧姆热,脱水过程结束.污泥在施加电场脱水过程中往往需要较高的能耗,电脱水过程中溶解出的胞外聚合物(EPS)会堵塞滤膜,这也限制了污泥电脱水的广泛应用,研究发现,污泥的电导率对其电脱水效果有重要影响,较高的电导率有助于污泥的电脱水效果[6].

固体炭材料如活性炭、石墨等都具有一定的导电性,可以增强污泥体系的电导性影响电脱水效果,且其孔隙结构发达,对腐殖酸,蛋白质及微生物代谢产物都具有吸附作用[7-8],对电脱水过程中EPS的区域分布会有影响,此外炭材料都具有较高的热值,对于脱水后的泥饼焚烧资源化可以提供便利.目前,采用炭材料来改善污泥电脱水效果同步促进燃料化的研究,国内外均未见报道.因此,本研究采用原活性炭(AC-0)、酸改性活性炭(AC-1)、酸碱改性活性炭(AC-5)和石墨来调理污泥进行电脱水实验,分析了解不同炭材料处理后污泥电脱水效果的变化,并采用比表面积分析仪(BET)、三维荧光等分析手法深入解析阴阳两极泥饼结构和EPS溶解释放的变化情况,此外对电脱水过程中能耗和污泥的热值进行了分析,对污泥电脱水减量同步燃料化的新路径进行了可行性分析.

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 污泥来源 污泥取自北京市北小河污水处理厂的剩余污泥,该水厂的处理规模为10万m3/d,采用两种工艺组合,即UCT工艺(即 University of Capetown工艺,是由南非开普敦大学开发类似于A2/O工艺的一种脱氮除磷工艺)与MBR(膜生物反应器,是一种由活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术工艺组合)、MBR工艺与RO(Reverse Osmosis反渗透工艺)工艺组合.其基本参数如表1所示:

表1 污泥的基本性质

注:CST为毛细吸水时间,CSTn为归一化处理结果.

1.1.2 电脱水实验装置 本研究所用电脱水装置如图1所示,该装置参考Citeau等[9]的实验装置设计.主要由一个圆柱活塞压滤腔室(横截面积: 25cm2,容量:62.5cm3)、直流稳压电源(MAISHENG- 603;0~3A; 0~60V)、温度计和2个精准天平(精度0.01g)组成.电极选用的是镀钌钛电极,滤布孔径为50mm.本研究所用机械压力为0.5MPa,电压为55V,压滤时间为1h,阴阳两极电脱水平均速率由公式(1)计算:

1.1.3 炭材料结构特征 本实验共选用4种炭材料,原活性炭(AC-0)、酸改性活性炭(AC-1)、酸碱交替改性活性炭(AC-5)和石墨,活性炭改性采用党斐等[10]提供的方法,具体改性方法如下:将AC-0放入管式炉中在N2保护下以5℃/min加热速率对样品从室温加热至850℃并保温1.5h,然后自然冷却至室温.将碳化后的活性炭浸渍在稀HNO3(质量分数为30%)中,60℃条件下搅拌反应4h.然后使用去离子水反复过滤和洗涤直至滤液的pH值为中性,再在80℃真空干燥器中干燥24h,标记为AC-1,置于真空干燥器中备用.

干化法改性活性炭时,将KOH研磨成粉末, AC-0与KOH按照质量比为1:4混合均匀放入管式炉中,在N2保护下对样品从室温加热至600℃(5 ℃/ min)并保温1.5h,然后自然冷却至室温.使用去离子水反复过滤和冲洗直至活性炭滤液的pH值为中性,在80℃真空干燥器中干燥24h,干燥后的活性炭在室温下浸渍在稀HNO3(质量分数为30%)中并不断搅拌,按照上述方法洗涤干燥,样品标记为AC-5,置于真空干燥器中备用[10].

几种炭材料的结构参数如表2所示:

图1 电脱水装置

表2 炭材料孔结构参数

图2 改性前后活性炭的XRD图谱

图2为几种炭材料的XRD图谱对比,从图2可以看到AC-0的XRD图谱在17.4°和43.4°有峰值,表征AC-0和AC-1是无序炭结构,改性后的活性炭AC-5在26.4°和43.8°有峰值,分别对应炭的(002)峰和(100)峰[11],AC-5 的002峰位向高角度发展,002(衍射面的面间距,002=2nm)介于0.335nm和0.344nm之间[12],不同程度的增强了π电子的运动,说明AC-5存在石墨晶体结构.石墨是由碳原子结构层堆垛而成的碳元素结晶矿物之一,结构层内碳原子通过σ键和离域性大π键联结;结构层之间则是靠范德华力联结,石墨的结构特殊性赋予石墨优良的导电性,所以经过酸碱交替改性的活性炭AC-5相较于AC-1和AC-0有更好的导电性.

1.2 污泥理化性质测定

由于污泥本身电导率较低,在进行电脱水实验之前往污泥中加入适量Na2SO4进行调理,然后用4种炭材料分别调理污泥:取200mL污泥于烧杯中,炭材料按干污泥量的百分比进行投加,投加量分别为0%、5%、8%、11%、14%、20%TSS(TSS代表污泥干固体含量)启动磁力搅拌装置,以900r/min搅拌20min后静置,将调理好的污泥进行电渗透实验,收集泥饼和阴阳极滤液.

1.2.1 溶解性有机物(DOM) 本实验中,收集阴阳两极的滤液,将滤液过0.45μm的滤膜,所得到的溶液为污泥中的溶解性有机物(DOM).

DOM采用Torch燃烧自动进样分析仪(Teledyne Tekmar,USA)测定.pH值测定采用pH值S-3C (中国上海) pH值计.

三维荧光光谱采用荧光光度计(Hitachi F-4500, Japan)测定.激发波长区间为200~400nm,波长间距为10nm,发射波长区间为220~550nm,波长间距亦为10nm.光谱的扫描速度为12000nm/min.荧光峰的位置、强度比例均不会受到离子强度的影响[13].

1.2.2 阴阳极泥饼微观形貌测定 将电脱水得到的阴阳极泥饼冷冻干燥48h,取出研碎进行BET比表面积分析,比表面积分析采用Micromeritics ASAP 2020型全自动多功能气体吸附仪进行测定.同时改性前后炭材料的比表面积和孔结构也通过BET分析测定.

1.2.3 阴阳极泥饼热分析测定 热值测定采用三德量热仪(Sunday,SDACM3100,China)最大功率为220W,电源电压为220V/50Hz.取0.5g左右经冷冻干燥研磨之后的阴阳极污泥样品置于指定胶囊内,置于量热仪弹筒中充氧,进行燃烧测定,单次完整测试时间:15~25min,热容量精密度:£0.2%,得到弹筒发热量即为污泥泥饼热值(J/g).

热重分析采用高温TGA/DSC同步热分析仪(Mettler Toledo,Switzerland),工作温度范围室温~1600℃,温度准确度(单点)0.05℃,温度准确度(全程)0.5℃.本次测量保护气体为N2,升温速率为20℃/min,室温升至1200℃.热重分析法是在程序控制温度下,测量物质质量与温度关系的一种技术,热重法实验得到的曲线称为热重曲线(即TG曲线),将TG曲线对温度(或时间)取一阶导数即得热商热重曲线(DTG曲线)[14].

2 结果与讨论

2.1 炭材料对电脱水效果的影响

传统污水处理厂的污泥通过机械脱水后含水率可降至80%,无法达到后续处理工艺的要求[15].电渗透脱水作为深度处理工艺,可以有效地将含水率降至60%以下,而且具有低能耗、去除病原微生物以及降低运输成本等优点[16],因此被推荐为污泥机械脱水的补充工艺.本实验电脱水之后的污泥含水率达到58%,随着炭材料的投加,污泥含水率进一步降低至45%左右,相较于传统的化学预调理,活性炭调理污泥进行电脱水不仅实现了污泥含水率的降低,同时提高污泥泥饼后期燃料化应用价值,并且避免了二次污染.

图3分别经不同投加量AC-0、AC-1、AC-5和石墨调理后的污泥电脱水平均速率,可以看到阴极平均脱水速率整体比阳极要高,这与Citeau等[17]和Cao等[18]的研究结果一致,其研究发现阴极是电脱水过程中的主要疏水端,阴极脱水速率也是判断电脱水效果的重要参数,因此电脱水过程中阴极电脱水速率高于阳极.经炭材料调理后的污泥,阴极电脱水速率提升,说明炭材料的加入可以促进电脱水效果.此外,加入石墨相较于其他3种炭材料,阴极电脱水速率提升最为明显,在石墨以较小的投加量5%TSS时,阴极平均脱水速率从0.074g/L上升到0.095g/L.Mahmoud等[4]和Bard等[19]的研究发现,电脱水过程中电渗透的速率可以根据公式(2)计算:

式中:是污泥体系的介电常数;是动力粘度系数;是Zeta电势;Ñ是加在介质中的电压.从公式(2)中可以看出电脱水渗透速率与污泥电导性成正相关,污泥絮体带负电,在电脱水过程中会发生电泳和电渗透等动电现象,同时污泥的EPS区域分布情况与电脱水效果密切相关,为了探讨炭材料改善电脱水的机理,接下来分析研究炭材料对污泥体系电导性、动电现象及EPS区域分布的影响.

2.2 炭材料对污泥电脱水过程中电流变化的影响

图4 不同炭材料调理后电脱水过程中的电流变化

2.2.1 电流变化 图4是经不同炭材料调理后污泥电脱水过程中的电流变化,随着电脱水过程的进行,电流快速增大,然后在10min左右达到最大值,随后开始下降.这个实验结果与Mahmoud等[20]的研究结果一致,其研究发现在电脱水刚开始进行时,污泥体系的电阻会随着阴阳两极电极板距离变小而降低,因此电流会快速上升,随着水分的分离和两极电化学反应产生的气体会增加污泥体系的电阻,从而导致电流开始下降.加入炭材料后电流出现变化, AC-0和AC-1对电流的影响较小,这是因为AC-0和AC-1的电导性差,AC-5和石墨对电流变化影响明显,尤其是石墨调理后的污泥,在石墨投加量为20%TSS时电流最高峰值可达0.42A,石墨的导电性要好于活性炭,所以石墨的加入,明显提高了污泥的电导性能,其中AC-5经过酸碱石墨化改性后其电导性增强,所以AC-5相较于AC-0和AC-1更能提高污泥的电导性能,从而使得电流变大,电导性的增强有助于改善电脱水效果.

2.2.2 阴阳两极泥饼孔隙结构 电泳现象:本实验中,用薄刀片分别收集了阴极端和阳极端的泥饼,然后对阴阳两极泥饼进行孔隙检测分析.图5(a)是阴阳两极泥饼孔容的变化结果,从图中可以看到,阴阳两极泥饼的孔容出现了明显的差异,阴极孔容比阳极孔容高,在电脱水过程中阴阳两极泥饼孔容出现差异主要是因为电泳作用导致的,电泳作用促使污泥絮体向阳极移动从而导致阴极泥饼结构相比阳极更为疏松,这与Lee等[21]和Cao等[18]发现电脱水过程中阴极泥饼的孔隙率要比阳极高的结果一致.电脱水过程中阴阳两极泥饼随着炭材料投加量的增加,阴极泥饼孔容有上升的趋势,尤其是AC-5与石墨调理后的污泥,因为AC-5与石墨的导电性相对更强,促进了污泥在电场中的电泳作用,从而使得阴极的泥饼变得更加疏松,从图5(b)中也可以观察到经炭材料调理后的污泥絮体Zeta电位有下降趋势,从而使得絮体电泳淌度增加,在投加量为20%TSS时,经石墨调理后的阴极泥饼孔容从0.11cm3/g增加到0.15cm3/g,根据Qi等[22]的研究,泥饼结构疏松有利于水分的持续分离,而阴极又为电脱水过程中的主要疏水端,所以促使阴极泥饼孔容增加有利于改善污泥电脱水的效果,这与电脱水速率结果一致.

2.3 炭材料对阴阳两极EPS区域化分布的影响

在电脱水过程中,阴阳两极滤液中的变化特征往往可以代表阴阳两极EPS溶解分布的特征[18],因此需对不同炭材料调理后阴阳两极滤液DOM含量和组分的变化情况进行分析.

2.3.1 DOM含量 图6是不同炭材料调理后阴阳两极滤液DOM含量变化,从图中可以看到阴阳两极滤液中DOM浓度出现明显的差异,阴极DOM含量整体比阳极高.在污泥电脱水过程中阴极会产生大量的OH-导致碱化作用,而阳极会产生H+导致酸化和氧化作用,根据Zhang等[23]的研究报道,污泥在碱性环境中其EPS会大量溶出,所以阴极DOM浓度明显高于阳极,EPS溶出的粘性蛋白类物质会堵塞滤膜,破坏污泥的脱水性.炭材料加入后阴阳两极滤液中DOM浓度开始下降,这是因为炭材料能够将溶解出的EPS吸附,可以看出AC-5的阴阳两极DOM浓度下降最为明显,在投加量为20%TSS时,阴阳两极DOM浓度分别从49.96、28.61mg/L下降到24.21、14.14mg/L,这是因为AC-5的比表面积最大,其对有机物的吸附能力最强,根据Cao等[18]的研究发现,电脱水过程中阴极EPS大量溶解会导致滤膜堵塞,阴极滤液DOM含量与脱水速率成负相关,炭材料的加入使得阴极DOM含量降低,能够缓解滤布堵塞,虽然AC-5比表面积最大,其吸附效果最好,但是其改善电脱水效果却劣于石墨,说明在炭材料改善电脱水过程中电导性比吸附性更重要.

图6 不同炭材料调理后阴阳两极DOM浓度

图7 原泥电脱水阴阳两极荧光强度

2.3.2 DOM组分 三维荧光是一种高灵敏度和选择性的分析工具,在生物源物质的表征方面具有独特的优势[24].图7是原始污泥阴阳两极滤液中DOM的三维荧光图,如图所示原始污泥阴阳极DOM光谱中主要有Peak A(λx/λm=280nm/335nm)—色氨酸类蛋白、Peak B (λx/λm=225nm/340nm)—芳香类蛋白、Peak C (λx/λm=330nm/410nm)—腐殖酸3个荧光峰,可以明显看到阴极DOM中蛋白类物质荧光峰值Peak A和Peak B要高于阳极,这与Cao等[18]的研究结果一致.表3是不同活性炭调理后污泥电脱水阴阳两极滤液DOM荧光峰强度的结果,在未加活性炭时阴阳两极DOM中各荧光峰值PeakA、PeakB、PeakC分别为1897、2345、274和287.2、407.4、291,从表中可以看到,阴极DOM中各荧光值整体要比阳极高,而且随着炭材料投加量的增加,3个荧光峰的峰值都呈下降趋势,其中经AC-5调理后的荧光峰值下降最明显,在投加量为20%TSS时阴阳两极DOM中PeakA、PeakB、 PeakC的荧光峰值分别降低到353.8、499.6、79.7和50.4、110.5、86.8,阴极滤液中蛋白类物质荧光峰Peak A和Peak B明显降低,这主要是因为溶解出的蛋白类有机物质被炭材料吸附,蛋白类物质浓度的降低可以减小污泥的粘度,缓解滤布堵塞.

表3 不同炭材料对阴阳两极DOM荧光强度峰值的影响

Table 3 Effect of different carbon materials on the peak value of DOM fluorescence intensity of two electrodes

注:阴阳极滤液均稀释10倍.

2.4 炭材料对电脱水过程中能耗的影响

根据Mahmoud等[20]的研究, 电脱水过程中的能耗计算公式如下:

式中:为脱除单位水分所需能耗, kWh/kg;为脱除的水分的重量,kg;为脱水过程中所加电压(V);(t)为脱水过程中的电流随时间的变化,t为脱水时间(h).本实验通电时间一致,均为1h.图8(a)是经不同炭材料调理后污泥电脱水泥饼的含水率,如图所示随着炭材料投加量的增加,泥饼含水率降低,因为炭材料是干固体材料,加入污泥中会增加其干固量,从而其投加量越高最后的泥饼含水率就越低,其中石墨的泥饼含水率最低,在AC-0、AC-1、AC-5和石墨投加量为20%%TSS时,泥饼含水率分别从58%降低到50.1%、46.3%、46.1%和45.2%,图8(b)是不同炭材料对污泥电脱水过程能耗的影响,随着炭材料投加量的增加脱除同质量水分能耗降低,其中经石墨调理后的污泥能耗降低最明显,在污泥电脱水过程中,炭材料的加入可以增加污泥的电导性,促进电泳作用,使得阴极泥饼结构更疏松,同时炭材料可以吸附溶解出的EPS,降低黏性蛋白类物质的含量,缓解滤布的堵塞,石墨由于其良好的导电性能相较于其余3种炭材料显著提高了电脱水效率,将污泥电脱水能耗降到最低.炭材料投加量的增加伴随着脱水能耗和泥饼含水率的降低,运用较低能耗的同时实现污泥减量化的处置.

图8 炭材料对污泥电脱水能耗的影响

Fig.8 Effect of carbon materials on energy consumption of electro-dewatering process

2.5 泥饼热分析

图9(a)是炭材料对泥饼热值的影响,经炭材料调理后的泥饼热值明显升高,其中经石墨调理后的泥饼热值增加最明显,原泥泥饼的热值为14.5MJ/kg, 当石墨的投加量为20% g/gTSS时泥饼热值增加到17.3MJ/kg,热值提高了17%. AC-0、AC-1、AC-5和石墨的热值分别是15.761、19.81、21.659、28.445MJ/kg, 炭材料的加入会提高污泥中固炭含量,势必会提升污泥泥饼的热值.图9(b)是炭材料投加量为20% g/gTSS时的泥饼热重图,可以看到当温度开始升高时泥饼的重量开始降低,在DTG曲线中有3个明显的失重峰,说明泥饼有3个明显的失重区间.第一个失重峰出现在100℃左右,这主要是污泥中的结合水分的析出,第二个和第三个失重峰出现在300℃左右,这一阶段重要是污泥中的易挥发性物质的析出,当温度到达600℃后,泥饼重量趋向于稳定,根据TG-DTG方法[25],可以看出几种泥饼着火温度没有明显区别都为200℃左右,但是经炭材料调理后的泥饼燃尽温度升高,其可持续燃烧时间变长.

经炭材料调理后的污泥,电脱水效果改善,且脱离每单位的水所需能耗降低,同时脱水后的泥饼热值升高,可持续燃烧时间增加,有利于后期焚烧资源化利用,对于污泥减量资源化是一项有价值的新的处理路径.

3 结论

3.1 经炭材料调理后的污泥,阴极电脱水速率提升,加入石墨相较于其他3种炭材料阴极电脱水速率提升最为明显,在石墨以较小的投加量5%TSS时,阴极平均脱水速率从0.074g/L上升到0.095g/L.

3.2 加入炭材料后电流出现变化,AC-0和AC-1对电流的影响较小,AC-5和石墨对电流变化影响明显,在石墨投加量为20%TSS时电流最高峰值可达0.42A,此外投加炭材料后,污泥絮体电泳淌度增强,阴极泥饼孔容有上升的趋势,尤其是AC-5与石墨调理后的污泥.

3.3 炭材料加入后阴阳两极滤液中DOM浓度开始下降,AC-5比表面积最大,经其调理后阴阳两极DOM浓度下降最为明显,在投加量为20%TSS时,阴阳两极DOM浓度分别从49.96、28.61下降到24.21、14.14mg/L,其中蛋白质类物质荧光峰也明显下降.

3.4 电脱水过程中加入炭材料,可以降低脱离每单位水所需要的能耗,此外泥饼含水率降低,固炭量增加,提高了泥饼的热值和可持续燃烧时间.

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Carbon material reinforced sludge electric-dewatering synchronous fuel treatment.

WANG Rui-lu1,2, LIU Xiang-ru3, CAO Bing-di2*, ZHANG Wei-jun3, WANG Dong-sheng2, TONG Zhi1

(1.School of Environmental and Chemical Engineering,Xi¢anPolytechnic University, Xi¢an 710055, China；2.State Key Laboratory of Environmental Aquatic Chemistry, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China；3.School of Environmental Studies, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China)., 2018,38(11)：4120~4129

In order to study the influence of carbon material conditioning on sludge electrical dewatering performance and combustibility of sludge cake, sludge was pre-conditioned by using activated carbon and graphite, and analyzed the characteristics of sludge and dissolved organic matter (DOM) at both electrodes. The results showed that the electro-dewatering rate at cathode was increased after treated with carbon materials, and the promoted effect of graphite was more than the other three carbon materials. The average dehydration rate of the cathode increased from 0.074g/L to 0.095g/L when graphite was added in a small dosage of 5%TSS. Carbon materials could enhanced the conductivity of sludge system and electrophoretic mobility of sludge floc, which result in the porosity of sludge cake at cathode was increased.The pore volume of cathode mud cake was 0.1147cm3/g when the dosage of carbon materials was 0%TSS ,but the pore volume of cathode mud cake were was 0.119、0.122、0.146、0.157cm3/g when the amount of AC-0、AC-1、AC-5、graphite was 20% TSS. In addition, the DOM concentration and protein substances in filtrate of both electrodes were decreased after treated with carbon materials, it can relieve the block of filter cloth; the energy consumption per mass of water removed can be reduced after being treated with carbon materials, The energy consumption required to remove water per mass of water was 6.75kW×h/kg, when activated carbon was not added separately, and when the dosage of AC-0、AC-1、AC-5、graphite were 20%TSS, the energy consumption decreased to 5.64、5.22、5.20、5.11kW·h/kg, and the water content of mud cake decreased from 58% to 45%, the calorific value and sustainable combustion time of sludge cake treated with carbon materials were enhanced,when the amount of graphite was 20%TSS, the calorific value of sludge cake increased by 17%. which can beneficial to the subsequent utilization of incineration.

sludge；carbon materials；electro-osmosis；EPS；dewaterability

X703

A

1000-6923(2018)11-4120-10

王瑞露(1993-),女,陕西汉中人,硕士研究生,主要从事污泥深度脱水技术研究.发表论文1篇.

2018-04-09

国家自然科学基金资助项目(51338010,51678546)

* 责任作者, 博士, caobingdi@126.com