本書緊密圍繞“污泥強(qiáng)化脫水理論與技術(shù)”這一科學(xué)目標(biāo)，系統(tǒng)開展了基于末端處理處置的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用工作。本書主要內(nèi)容包括概述、污泥脫水預(yù)處理技術(shù)、污泥物性測試方法、絮凝劑單獨(dú)調(diào)理強(qiáng)化污泥脫水技術(shù)、絮凝劑復(fù)合調(diào)理強(qiáng)化污泥脫水技術(shù)、熱水解預(yù)處理強(qiáng)化污泥脫水技術(shù)、熱水解污泥的流動(dòng)行為、污泥資源化利用、總結(jié)與展望。
本書具有較強(qiáng)的技術(shù)性和針對性，為污泥脫水減量化工藝設(shè)計(jì)奠定了理論技術(shù)，提供了技術(shù)支撐，對解決污泥的脫水問題具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值�？蔀槲鬯幚韽S的工藝設(shè)計(jì)提供依據(jù)和參考，也可供從事水處理、環(huán)境科學(xué)與工程等相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員和研究人員以及高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)的師生參閱。
馮國紅，太原科技大學(xué)環(huán)境與安全學(xué)院，副教授，博士，碩士生導(dǎo)師，主要從事非均相固液分離、城市污泥減量及資源化利用。
一、主持和城市污泥相關(guān)的縱向科研項(xiàng)目三項(xiàng)：
1.國家自然青年基金：軟固體類凝膠材料過濾及壓榨動(dòng)力學(xué)機(jī)理研究（21606157）；
2.山西省青年基金：城市生物質(zhì)廢棄物流動(dòng)行為及過濾壓榨機(jī)理研究（20152014）；
3.太原科技大學(xué)博士啟動(dòng)基金：城市污泥流動(dòng)行為及過濾壓榨機(jī)理研究20151014）；
二、發(fā)表相關(guān)論文數(shù)篇
1. Guohong Feng, Wei Tan et al. Effects of thermal treatment on physical and expression dewatering characteristics of municipal sludge, Chemical Engineering Journl,2014.07, 223-230.
2. Guohong Feng, Wei Tan et al. Effect of thermal hydrolysis on rheological behavior of municipal sludge, Industrial Engineering Chemistry Research, 2014.53(27), 11185-11192
3. Guohong Feng, Wei Tan et al.Optimization Study of Municipal Sludge Conditioning, Filtering and Expressing Dewatering by Partial Least Squares Regression, Drying Technology, 2014,32（7）841-850.
4. Guohong Feng, Yabing Guo, Wei Tan et al. Effects of thermal hydrolysis temperature on physical characteristics of municipal sludge, Water Science and Technology,2015.11, 2018-2025.
5. Guohong Feng, He Ma, Tiantian Bai, Yabing Guo. Rheology characteristics of activated sludge and thermal treated sludge at different process temperature. Water science and technology, 2018,229-237.
6. 馮國紅，譚蔚等.復(fù)合調(diào)理劑對城市污泥過濾壓榨特性的影響,高校化學(xué)工程學(xué)報(bào),2014.04, 876-881.
7. 馮國紅，白天添等.軟固體物料脫水特性研究，應(yīng)用化工,2019,785-788.
8. 譚蔚，耿亞梅，馮國紅等.新型動(dòng)態(tài)掃流板框壓濾機(jī)濾室流動(dòng)形態(tài)研究，高校化學(xué)工程學(xué)報(bào),2013.06,931-936.
9. 馮國紅等.一種應(yīng)用天然友好型復(fù)合調(diào)理劑實(shí)現(xiàn)污泥高效脫水的方法,發(fā)明專利, 2016.09, ZL201410429028.7
10. 馮國紅等.一種城市污泥的環(huán)保型復(fù)合調(diào)質(zhì)脫水系統(tǒng),實(shí)用新型專利, 2015.04, ZL201420778916.5
第1章 概述1
1.1 污泥分類 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 城市污泥的流變特性 6
1.2.3 城市污泥的化學(xué)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 污泥處理處置工藝 14
1.3.1 污泥處理工藝 14
1.3.2 污泥處置工藝 16
1.4 污泥處理處置相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn) 22
1.4.1 國外相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn) 22
1.4.2 國內(nèi)相關(guān)法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn) 24
參考文獻(xiàn) 28
第2章 污泥脫水預(yù)處理技術(shù)32
2.1 污泥預(yù)處理的方法與原理 33
2.2 破解預(yù)處理 34
2.2.1 凍融處理 35
2.2.2 機(jī)械處理 35
2.3 化學(xué)絮凝預(yù)處理 39
2.3.1 絮凝劑分類 39
2.3.2 絮凝機(jī)理 40
2.3.3 絮凝預(yù)處理發(fā)展 46
2.4 化學(xué)法預(yù)處理 50
2.4.1 臭氧氧化法 50
2.4.2 Fenton試劑氧化法 51
2.4.3 酸堿法 52
2.5 生物預(yù)處理 52
2.6 熱水解預(yù)處理 54
2.6.1 熱水解系統(tǒng)質(zhì)量平衡和能量平衡 55
2.6.2 熱水解對污泥流變及脫水行為的影響 60
2.6.3 熱水解產(chǎn)生的氨氮對厭氧消化的影響 61
2.6.4 熱水解對污泥其他行為的影響 62
2.6.5 熱水解技術(shù)發(fā)展方向 64
2.7 聯(lián)合調(diào)理技術(shù) 64
2.7.1 化學(xué)絮凝劑的復(fù)合使用 65
2.7.2 物理調(diào)理和化學(xué)調(diào)理聯(lián)用 66
參考文獻(xiàn) 67
第3章 污泥物性測試方法77
3.1 污泥基本物性參數(shù)測定方法 77
3.1.1 重鉻酸鹽法測定COD 77
3.1.2 稀釋與接種法測定BOD5 81
3.1.3 結(jié)合水含量的測定 86
3.1.4 熱值的測定 87
3.1.5 流變性測試 89
3.1.6 分形維數(shù)的計(jì)算 91
3.2 過濾過程參數(shù)計(jì)算方法 92
3.2.1 污泥平均比阻的計(jì)算 92
3.2.2 污泥壓縮系數(shù)的計(jì)算 93
3.3 壓榨過程參數(shù)的計(jì)算方法 94
3.3.1 壓榨模型 94
3.3.2 壓榨模型參數(shù)的確定 96
參考文獻(xiàn) 97
第4章 絮凝劑單獨(dú)調(diào)理強(qiáng)化污泥脫水技術(shù)99
4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 99
4.1.1 實(shí)驗(yàn)物料 99
4.1.2 絮凝劑篩選 100
4.1.3 過濾實(shí)驗(yàn) 100
4.2 絮凝劑對污泥理化性質(zhì)的影響 103
4.3 絮凝劑對污泥濾餅滲透率的影響 106
4.3.1 滲透率方程 106
4.3.2 絮凝劑對污泥濾餅滲透率的影響 107
4.3.3 過濾壓力對污泥濾餅滲透率的影響 107
4.4 改進(jìn)滲透率模型的構(gòu)建 110
4.4.1 絮凝劑對改進(jìn)柯杰尼常數(shù)的影響 110
4.4.2 過濾壓力對改進(jìn)柯杰尼常數(shù)的影響 111
4.4.3 改進(jìn)柯杰尼常數(shù)范圍的預(yù)測 112
參考文獻(xiàn) 115
第5章 絮凝劑復(fù)合調(diào)理強(qiáng)化污泥脫水技術(shù)117
5.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 117
5.1.1 實(shí)驗(yàn)物料 117
5.1.2 絮凝劑篩選 118
5.1.3 過濾壓榨脫水實(shí)驗(yàn)裝置 119
5.1.4 過濾壓榨脫水實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 121
5.1.5 基于偏最小二乘法的二次多項(xiàng)式回歸 123
5.2 影響因素的相對重要性分析 124
5.2.1 評價(jià)污泥過濾特性的參數(shù) 124
5.2.2 相對重要性分析 125
5.3 過濾壓榨脫水過程優(yōu)化研究 128
5.3.1 CaO對污泥脫水性的影響 129
5.3.2 PAC對污泥脫水性的影響 131
5.3.3 過濾壓力對污泥脫水性的影響 133
5.3.4 壓榨壓力對污泥脫水特性的影響 134
5.3.5 污泥濃度對過濾壓榨脫水特性的影響 135
5.3.6 濾室厚度對過濾壓榨脫水特性的影響 136
5.4 復(fù)合化學(xué)絮凝劑調(diào)理污泥壓榨機(jī)理研究 137
5.4.1 復(fù)合化學(xué)絮凝劑調(diào)理污泥的壓榨機(jī)理 137
5.4.2 壓榨壓力對復(fù)合化學(xué)絮凝調(diào)理污泥壓榨機(jī)理的影響 139
參考文獻(xiàn) 141
第6章 熱水解預(yù)處理強(qiáng)化污泥脫水技術(shù)143
6.1 熱水解實(shí)驗(yàn) 143
6.1.1 實(shí)驗(yàn)物料 143
6.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置 144
6.1.3 實(shí)驗(yàn)過程 144
6.2 熱水解溫度對污泥物理特性的影響 145
6.2.1 熱水解污泥的基本物性 145
6.2.2 熱水解污泥的元素分析 147
6.2.3 熱水解污泥的微觀結(jié)構(gòu) 147
6.3 熱水解污泥特性轉(zhuǎn)變溫度 148
6.3.1 熱水解溫度對污泥沉降特性的影響 148
6.3.2 熱水解溫度對污泥脫水的影響 149
6.3.3 熱水解污泥特性轉(zhuǎn)變溫度門檻值 150
6.4 熱水解污泥過濾壓榨脫水特性 150
6.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 150
6.4.2 熱水解污泥的過濾脫水特性 151
6.4.3 熱水解污泥的壓榨脫水特性 152
6.5 熱水解污泥壓榨脫水機(jī)理 153
6.5.1 不同壓榨階段的脫水機(jī)理 153
6.5.2 壓榨壓力對熱水解污泥壓榨機(jī)理的影響 155
6.5.3 熱水解污泥濾餅的結(jié)構(gòu) 157
6.6 熱水解的經(jīng)濟(jì)分析及工業(yè)應(yīng)用 158
參考文獻(xiàn) 160
第7章 熱水解污泥的流動(dòng)行為161
7.1 流變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 161
7.2 熱水解溫度對污泥黏性的影響 162
7.3 熱水解溫度對污泥黏彈性的影響 164
7.4 170℃熱水解污泥的流變特性 166
7.4.1 熱水解污泥的黏性 166
7.4.2 熱水解污泥的觸變性 173
7.4.3 熱水解污泥的黏彈性 177
7.4.4 熱水解污泥的屈服應(yīng)力 184
7.5 污泥絮體的分形特性 185
參考文獻(xiàn) 188
第8章 污泥資源化利用189
8.1 污泥能源化利用 189
8.1.1 污泥熱解制油 190
8.1.2 污泥固體燃料 192
8.1.3 污泥氣化技術(shù) 193
8.1.4 污泥濕式氧化 195
8.2 污泥土地利用 196
8.2.1 污泥的農(nóng)田利用 196
8.2.2 污泥的林地、綠化地利用 197
8.2.3 污泥用作容器育苗的栽培基質(zhì) 198
8.2.4 污泥用于退化土地的修復(fù) 198
8.3 污泥建材利用 200
8.3.1 污泥制磚 201
8.3.2 污泥燒制陶粒 201
8.3.3 污泥生產(chǎn)水泥 202
8.4 污泥制取吸附劑 203
8.4.1 污泥制取吸附劑方法 203
8.4.2 污泥制取吸附劑流程 204
8.5 污泥資源化利用技術(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn) 205
8.6 污泥資源化的驅(qū)動(dòng)力及限制因素 206
參考文獻(xiàn) 206
第9章 總結(jié)與展望211
9.1 本書的主要內(nèi)容及成果 211
9.2 本書存在的不足 213
9.3 城市污泥強(qiáng)化脫水發(fā)展方向 214
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