书
书
书
第
３２
卷第
３
期
２０１２
年
３
月
环
境
科
学
学
报
Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ
Ｖｏｌ． ３２
，
Ｎｏ． ３
Ｍａｒ．
，
２０１２
基金项目：
国家自然科学基金资助项目（
Ｎｏ． ２０９７７００８
，
５１０７８０３５
）；高等学校博士学科点专项科研基金（
Ｎｏ． ２０１０００１４１１０００４
）；中央高校专项
基
金北京林业大学科技创新计划项目（
Ｎｏ． ＪＣ２０１１ １
，
ＴＤ２０１０ ５
）；水体污染控制与治理科技重大专项课题（
Ｎｏ． ２００８ ＺＸ０７４２２ ００２ ００４
）；北京
市科技新星
Ａ
（
２００６
）
Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
（
Ｎｏ． ２０９７７００８
，
５１０７８０３５
），
ｔｈｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｕｎｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｄｏｃｔｏｒａｌ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ
Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ
（
Ｎｏ． ２０１０００１４１１０００４
），
ｔｈｅ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｆｕｎｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ
（
Ｎｏ． ＪＣ２０１１ １
，
ＴＤ２０１０ ５
），
ｔｈｅ Ｍａｊｏｒ Ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｏｎ
Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｂｏｄｙ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ
（
Ｎｏ． ２００８ ＺＸ０７４２２ ００２ ００４
）
ａｎｄ ｔｈｅ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｎｏｖａ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａ
（
２００６
）
作者简介：
董玉婧（
１９８６
—），女，
Ｅｍａｉｌ
：
ｘｉａｏｊｉｎｇ０９０１ ＠ １６３ ． ｃｏｍ
；
通讯作者（责任作者）
，
Ｅｍａｉｌ
：
ｗａｎｇｙｉｌｉｍａｉｌ＠ １２６ ． ｃｏｍ
Ｂｉｏｇｒａｐｈｙ
：
ＤＯＮＧ Ｙｕｊｉｎｇ
（
１９８６
—），
ｆｅｍａｌｅ
，
Ｅｍａｉｌ
：
ｘｉａｏｊｉｎｇ０９０１ ＠ １６３ ． ｃｏｍ
；
Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ
，
Ｅｍａｉｌ
：
ｗａｎｇｙｉｌｉｍａｉｌ＠ １２６ ． ｃｏｍ
董玉婧，王毅力
． ２０１２ ．
给水厂浓缩污泥的稳态流变特征研究［
Ｊ
］
．
环境科学学报，
３２
（
３
）：
６７８ ６８２
Ｄｏｎｇ Ｙ Ｊ
，
Ｗａｎｇ Ｙ Ｌ． ２０１２ ． Ｓｔｅａｄｙ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｒｅｓｉｄｕａｌｓ
（
ＣＷＴＲ
）［
Ｊ
］
． Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ
，
３２
（
３
）：
６７８ ６８２
给水厂浓缩污泥的稳态流变特征研究
董玉婧，王毅力
北京林业大学环境科学与工程学院，水污染源控与生态修复工程中心，北京
１０００８３
收稿日期：
２０１１ ０５ ０３
修回日期：
２０１１ ０７ １９
录用日期：
２０１１ ０７ ２８
摘要：
针对给水厂浓缩污泥，采用旋转流变仪研究了其稳态流变特性，分别探讨了污泥的典型流变图、污泥浓度和温度对浓缩污泥极限粘度的
影响
．
结果表明，污泥具有触变及剪切变稀的性质，其极限粘度（
η
∞
）与污泥浓度（
ＴＳＳ
）的关系符合指数关系，可用方程
η
∞
＝ ２４ ． ４３ －
４９４ ６２ ｅ
－ ０ ． １４ ＴＳＳ
描述
．
极限粘度与温度的关系服从于阿伦尼乌斯公式，相应的反应活化能为
１４ ． ９１ Ｊ
·
ｍｏｌ
－ １
．
此外，宾汉模型可以描述污泥的流
变性质，屈服应力随污泥浓度的升高而增加
．
关键词：
给水厂浓缩污泥；稳态流变学；极限粘度；宾汉模型
文章编号：
０２５３ ２４６８
（
２０１２
）
０３ ６７８ ０５
中图分类号：
Ｘ７０３
文献标识码：
Ａ
Ｓｔｅａｄｙ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｒｅｓｉｄｕａｌｓ
（
ＣＷＴＲ
）
ＤＯＮＧ Ｙｕｊｉｎｇ
，
ＷＡＮＧ Ｙｉｌｉ
Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
，
Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｗａｔｅｒ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｅｃｏ － Ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ
，
Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
，
Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８３
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ３ Ｍａｙ ２０１１
；
ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｉｎ ｒｅｖｉｓｅｄ ｆｏｒｍ １９ Ｊｕｌｙ ２０１１
；
ａｃｃｅｐｔｅｄ ２８ Ｊｕｌｙ ２０１１
Ａｂｓｔｒａｃｔ
：
Ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｒｅｓｉｄｕａｌｓ
（
ＣＷＴＲ
）
ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｗｉｔｈ ａ ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ ｒｈｅｏｍｅｔｅｒ． Ｔｈｅ
ｔｙｐｉｃａｌ ｒｈｅｏｇｒａｍｓ ｏｆ ＣＷＴＲ
，
ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＣＷＴＲ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
（
ＴＳＳ
）
ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ ｏｆ ＣＷＴＲ ｗｅｒｅ ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＣＷＴＲ ｈａｄ ｔｈｉｘｏｔｒｏｐｉｃ ａｎｄ ｓｈｅａｒ ｔｈｉｎｎｉｎｇ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ａｎ ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ ｌａｗ
，
η
∞
＝ ２４ ． ４３ － ４９４ ． ６２ ｅ
－ ０ ． １４ ＴＳＳ
，
ｗａｓ
ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｔｏ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ
（
η
∞
）
ａｎｄ ｔｈｅ ＴＳＳ ｃｏｎｔｅｎｔ． Ｔｈｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｇη
∞
ｗｉｔｈ ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｏｌｌｏｗｅｄ
ｔｈｅ Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ
，
ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｗａｓ １４ ． ９１ Ｊ
·
ｍｏｌ
－ １
． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ
，
Ｂｉｎｇｈａｍ ｍｏｄｅｌ ｃｏｕｌｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅ ｔｈｅ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ
ｔｈｅ ＣＷＴＲ
，
ａｎｄ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｓｔｒｅｓｓ ｖａｌｕｅｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ＴＳＳ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ
：
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｒｅｓｉｄｕａｌｓ
（
ＣＷＴＲ
）；
ｓｔｅａｄｙ ｒｈｅｏｌｏｇｙ
；
ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ
；
Ｂｉｎｇｈａｍ ｍｏｄｅｌ
１
引言
（
Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
）
给
水
厂污泥主要来自沉淀池排泥水和滤池反
冲
洗
水
等的浓缩过程
，其主要成分包括
：原水中的
无
机
污
染物
、有机污染物
、净水工艺中加入的药剂
及
重
金
属
元
素
等
（谢敏
，
２００７
）
．
目前
，随着我国经济
的
发
展
和
人
口
的
高速增长
，给水厂的数量也随之增
加
，规
模
也在不断扩大
，相应地产生了越来越多的
排
泥
水
（刘
辉
等
，
２００１
）
．
然而
，随着给水厂水源中各
种
有
毒
污
染
物
质
含量的剧增
，排泥水直排河道的方
法
必
然
会对河流水体造成严重的污染
，因此
，这种
方
法
已
经被禁止
．
目前
，排泥水的浓缩及污泥的调
理
与
脱水已经成为给水厂必需的单元操作（苏宇
等
，
２００６
）
．
研究表明
，影响污泥调理和脱水性能的
中国城镇水网
www.chinacitywater.org