摘要：实验研究了酸改性沸石在剩余污泥调理中的应用。采用单因素法,以比阻作为主要参数,分别从酸浓度、酸浸时间和沸石粒度等方面来确定沸石酸改性的最佳条件。最佳的改性沸石在酸浓度为3 mol/L,酸浸时间为5 h,沸石粒径为150 μm的条件下获得。利用改性沸石来调理污泥,考察改性沸石投加后污泥沉降和脱水性能的变化以及对污泥上清液中COD、氨氮的去除效果。
结果表明,沸石可以有效的调理污泥,减小污泥的比阻,且改性后的沸石调理效果更好。当改性沸石投量为30%(污泥含固量计)时,污泥的比阻由原来的3.0×1013 m/kg降到1.39×1013 m/kg,滤饼的含水率由原来的92%降到64%。沸石改性前后颗粒的电镜扫描图说明其强化污泥调理的机理主要是吸附架桥作用。
污水处理厂采用活性污泥法处理废水时会产生大量的剩余污泥。若不及时处理，污泥中的有害成分如病原体，有机污染物等，会影响城市的环境卫生。剩余污泥的含水率很高（约99%），为了减少污泥的体积及运输费用，必须对污泥进行脱水处理。污泥脱水处理是城市生活污水、水厂排泥水、工农业废水处理中的重要环节，经浓缩脱水后的污泥，体积大为缩小，可以为污泥资源化利用创造极有利的条件。就污泥本身性质而言，其胶质絮体结构分散，孔隙率高，絮体颗粒中包含着较高的间隙水和吸附水，较难脱水，因而在进行污泥机械脱水前常常投加各种化学药剂来调理污泥。
目前在各种污泥的调理方法中，化学方法是较为简单且应用较广的方法。常用的化学调理剂包括无机混凝剂（如石灰、氯化铁、三氯化铝、铝盐等）和高分子有机混凝剂（如壳聚糖、聚丙烯酰胺等）。由于无机混凝剂用量较大，会导致滤饼的体积增大，不利于污泥的处理处置和运输。而有机高分子混凝剂虽投加量小（一般为污泥干重的0.1%～0.5%），絮凝效果好，但其价格昂贵，有些由于其单体存在毒性（如聚丙烯酰胺），会造成环境的二次污染，从而增加污泥脱水的成本。
因此就目前来说，这些常用的絮凝剂在工程使用中均存在一定的缺点和不足，探索寻找高效、低成本的污泥调理剂，成为现在的热点。沸石是一种架状铝硅酸盐矿物，其在地壳中分布广泛，成本低，储量大，具有较大的比表面积、优良的离子交换性能和吸附性，因而在环保领域中得到了广泛的应用。
一些研究者发现，沸石在处理废水的工程中，同样对污泥的脱水性能及沉降性能也有所改善。但由于沸石的吸附能力有限，因而常常将沸石浸在酸中或是其他溶液中进行改性来提高其处理效果。故本文主要尝试用酸改性后的沸石来调理污泥，利用沸石的吸附能力来调理污泥，考察其对污泥脱水性能的影响。并对污泥的调理机理进行了分析，对于污泥调理技术的研究和实际运用具有较好的借鉴和参考价值。
1实验材料和方法
1.1实验材料
污泥：该实验中所用的污泥来自湖南省长沙国祯水处理有限公司，将取回来的污泥作为污泥样品存储在4°C的冰箱中。在进行污泥调理和脱水之前，将样品污泥放置在常温水浴中约1h。污泥含水率（95加减0.6）%；PH为7.0加减0.19，滤饼含水率（90.00加减0.30）%，MLSS为（9.62加减0.20）g/L。
沸石来源于湖南省长沙市某工厂工业排放的废弃沸石粉；98%浓硫酸（分析纯）。
1.2污泥的调理方法
1.2.1沸石的改性
原沸石于105°C烘箱中烘2h-备用。在该实验中以硫酸作为改性剂，采用单因素法，以比阻作为主要参考指标，通过查阅文献，可知酸浓度、酸浸时间，沸石粒度是反应进行的重要影响因素，故分别从酸浓度、酸改时间和沸石粒度等方面来确定沸石的最佳改性条件，每个因素设计5个水平。。
改性操作步骤为'量取若干份天然沸石，分别置于250mL的玻璃烧杯中，在室温下将不同浓度的硫酸与沸石混合反应，在反应中用六联搅拌器搅拌，搅拌速度控制在30r/min，设定不同的反应时间，反应后将混合物过滤，并用蒸馏水洗涤滤渣数次以去除表面的酸溶液，在烘箱中于105°C下烘3h，粉碎，过筛，得到不同改性条件下的沸石。
详情请点击下载附件：天酸改性沸石对污泥调理的影响
