气浮工艺在水厂排泥水处理中的应用

·7·
第7卷 第3期
供水技术
2013 年 6 月
现象，形成的絮体细小、松散，且不易凝结。这是因 为若投加过多的药剂，污泥被药剂包围，当两污泥颗 粒接近时，会产生压缩作用，两颗粒像弹簧一样被弹 开，因此会起到保护的作用。 2. 2 进泥量对气浮运行效果的影响
选取投药量为 3． 5 kg / （ t · DS） ，进气量为 35 L / min，进气压力为 0． 48 MPa，阴离子 PAM（ AN934） 的配制浓度为 1． 5 g / L，试验期间进泥浓度为 7． 7 ～ 9． 8 g /L。试验考察了进泥量对气浮运行效果的影 响，结果如图 3 所示。
Li Rongguang1，2 ， He Wenjie1 ， Huang Tinglin2 ， Han Hongda1 ， Cui Guanghong3 ， WangJunpu3 ， Zhang Xuebo3
（ 1． Tianjin Waterworks Group Co． Ltd．，Tianjin 300040，China； 2． School of Environmental and Municipal Engineering，Xi’an University of Architecture and Technology，Xi’an 710055，China； 3． Tianjin CGE Waterworks Co． Ltd．，Tianjin 300381，China）
图 1 污泥处理的工艺流程 Fig． 1 Flow chart of sludge treatment process
每台气浮设备前都配有一套絮凝设备，在进水 管道上设有聚丙烯酰胺和气水混合液的投加点，使 泥水气在管道内接触并开始反应，有利于絮体在气 浮池内的上浮。
气浮池前部设有波纹板，可增加絮体相互接触 碰撞的机会，有利于絮体的聚集增大。气浮池上部 的污泥被气浮池顶部的刮渣机刮入集渣槽内，靠重 力流至污泥脱气池内，气浮上清液回流至污泥调节
选 取 进 泥 量 为 30 m3 / h，投 药 量 为 5． 5 kg / （ t·DS） ，进气量为 35 L / min，进气压力为 0． 48 MPa，阴离子 PAM（ AN934） 的配制浓度为 1． 5 g / L。 试验考察了进泥浓度对气浮运行效果的影响，结果 如图 4 所示。
图 4 进泥浓度对气浮运行效果的影响 Fig． 4 Influence of the inlet sludge concentration on air flotation
笔者主要考察了投药量、进泥量、进泥浓度、进气量 及药剂种类对气浮处理效果的影响。
1 试验材料与方法
1. 1 试剂与仪器 絮凝剂： 食品级阴离子型聚丙烯酰胺（ PAM） 的
型号为 AN934，阳离子 PAM 的型号为 FO4190，两种 药剂的参数见表 1； 1 000 mL 量筒； 50 mL 瓷蒸发皿； 干燥 器； 浊 度 仪； PL203 型 电 子 天 平 （ 精 度 为 0． 001 mg） ； 202 － AON 型电热恒温干燥箱。
了排泥水处理系统［2］。 天津市某水厂排泥水处理工程于 2011 年建成
投产，工程总投资为 6 540 万元，充分考虑新建工程 与原有系统的合理结合，新建一座设施、功能齐备的 污泥处理车间。滤池反冲洗排水依靠重力进入排水
·6·
2013 年 6 月
李荣光，等: 气浮工艺在水厂排泥水处理中的应用
第7卷 第3期
采用重量法测定排泥水的含固率（ 浓度） ； 采用 浊度仪测量水样浊度。以排泥水处理系统气Baidu Nhomakorabea单元 作为研究对象进行生产性试验。 1. 2 水厂排泥水处理系统介绍
污泥处理工艺流程如图 1 所示。这里重点介绍 气浮处理工艺的情况： 斜管沉淀池后设有均衡池，均 衡池底部设有搅拌器，主要起到调节污泥浓度的作 用，以保证进气浮池的污泥浓度和流量稳定，均衡池 内设有浓度计和液位仪，当液位达到要求时，启动螺 杆泵将污泥打入气浮池。
Abstract： Aimed at the practical issues of the air flotation process in the sludge water treatment of waterworks，the influence of the dosage，the amount of feed sludge，the inlet sludge concentration，the intake flow rate and the reagent species on air flotation treatment effect was investigated． The results showed that the dosage，the amount of feed sludge and the inlet sludge concentration could affect the supernatant turbidity and the solid content of sludge，the intake flow rate had little impact on the air flotation effect，and the treatment effect of anionic polyacrylamide was somewhat less than the cationic polyacrylamide，but it was better than cationic polyacrylamide in the aspect of economy and the supernatant reuse．
第7卷 第3期 2013 年 6 月
供水技术
WATER TECHNOLOGY
Vol． 7 No． 3 Jun． 2013
气浮工艺在水厂排泥水处理中的应用
李荣光1，2 ， 何文杰1 ， 黄廷林2 ， 韩宏大1 ， 崔广宏3 ， 王俊浦3， 张学博3
( 1． 天津市自来水集团有限公司，天津 300040; 2． 西安建筑科技大学 环境与市政工程 学院，陕西 西安 710055; 3． 天津通用水务有限公司，天津 300381)
图 5 进气量对气浮运行效果的影响 Fig． 5 Influence of the intake flow rate on air flotation
由图 5 可以看出，随着进气量的增加，气浮上 清液的浊度和出泥含固率都逐渐增大，但增大的幅 度不大。其中浊度由 18． 5 NTU 增加到 20． 5 NTU， 出泥含固率由 2． 25% 增大到 2． 42% 。说明进气量 对气浮池的运行效果影响较小，可以在较大的范围 内进行调节。为节省成本，在允许的情况下可将进 气量调整到最小进气量。这里需注意的是，要根据 进泥浓度、进泥量和投药量等适时对进气量进行调 节，如进泥浓度过低时，不宜使用较大的进气量，以 免多余的气泡将松散的絮体打碎，影响气浮效果。 2. 5 药剂种类对气浮运行效果的影响
选 取 进 泥 量 为 26 m3 / h，投 药 量 为 5． 5 kg / （ t·DS） ，进 气 压 力 为 0． 48 MPa，阴 离 子 PAM （ AN934） 的配制浓度为 1． 5 g / L，试验期间进泥浓度 为 6． 9 ～ 7． 5 g /L。试验考察了进气量对气浮运行效 果的影响，结果如图 5 所示。
由图 4 可以看出，随着进泥浓度的增加，气浮 上清液浊度和出泥浓度都出现了逐渐增大的情况。 这说明虽然增加进泥浓度会影响气浮池上清液的浊 度，但有利于增大出泥含固率，从而减轻后续离心机 的负荷，有助于系统的优化运行。由于气浮上清液 可回流至调节池进行再处理，因此，在一定范围内气 浮上清液浊度的增大对系统的正常运行影响不大。 这就要求进一步加强前一工序斜管沉淀池的运行， 一方面可减轻后续工艺的负担，另一方面也可节省 系统运行的成本。 2. 4 进气量对气浮运行效果的影响
池。
2 气浮工艺在实际生产中的应用研究
影响气浮运行的因素有很多，如进泥量、进泥浓 度、药剂品种、投药量，还包括气浮池自身的运行条 件，如回流比、进气量、进气压力等，这里选取主要的 影响因素开展了生产性试验研究。选取的评价指标 为上清液浊度和出泥浓度。 2. 1 投药量对气浮运行效果的影响
选取进泥流量为 26 m3 / h，进气量为 35 L / min， 进气压力为 0． 48 MPa，阴离子 PAM（ AN934） 配制的 质量浓度为 1． 5 g / L。由于是生产试验，每天的进泥 浓度都不同，为 7． 0 ～ 9． 4 g / L。试验考察了投药量 对气浮运行效果的影响，结果如图 2 所示。
图 2 投药量对气浮运行效果的影响 Fig． 2 Influence of dosage on air flotation
由图 2 可以看出，随着投药量的增加，气浮上 清液的浊度总体呈现减小的趋势，当投药量为 6． 55 kg / （ t·DS） 时，浊度突然降低； 而出泥含固率则出 现先降低后升高的趋势，但变化幅度不大。试验中 还发现，如果投药量过大，气浮效果反而出现恶化的
图 3 进泥量对气浮运行效果的影响 Fig． 3 Influence of the amount of feed sludge on air flotation
由图 3 可以看出，随着进泥量的增大，气浮上 清液的浊度增大，出泥含固率均在 2． 4% 以上，最大 为2． 8% ，变化幅度不大。这说明进泥量对气浮上清 液的浊度影响较大，而对气浮池出泥浓度的影响较 小。 2. 3 进泥浓度对气浮运行效果的影响
关键词： 气浮工艺; 水厂; 排泥水; 影响因素 中图分类号： TU991． 2 文献标志码： A 文章编号： 1673 － 9353（ 2013） 03 － 0006 － 04 doi： 10． 3969 / j． issn． 1673 － 9353． 2013． 03． 002
Application of air flotation process in sludge water treatment of waterworks
表 1 PAM 药剂参数 Tab． 1 Parameters of PAM
药剂种类 AN934 FO4190
离子度 /% 33 10
分子量 /万 1 500 1 100
总固含量 /% 90． 3 95． 2
残余单体 / （ mg·L － 1 ） 188 308
水不溶物 /% 0． 15 0． 10
粘度 / cps 6． 22 3． 30
Key words： air flotation； waterworks； sludge water； influencing factors
水厂在运行过程中会产生大量的排泥水，直接 排放不但会对环境造成较大的影响，而且也会对水 资源造成 极 大 浪 费［1］。 国 外 对 水 厂 排 泥 水 处 理 的 研究和应用较早，我国一些大型水厂也开始应用排 泥水处理系统，大部分新建水厂在设计之初就包括
池，上清液 靠 重 力 或 经 回 流 泵 提 升 返 回 至 预 沉 池。 排水池底泥用排泥机排入污泥调节池，并与净水工 艺中的沉淀池底泥一起经泵进入污泥处理流程。排 泥水处理主体工艺采用污泥调节池→斜管沉淀→均 衡池→气浮池→脱气池→离心机的处理技术。为了 增加进入离心机污泥的含固率，在斜管沉淀池后增 设气浮池对污泥进一步浓缩，以减轻离心机的负荷。 目前气浮浓缩技术在我国主要应用于污水厂污泥处 理，关于水厂排泥水处理的应用研究报道较少［3 － 7］。
摘 要： 针对气浮工艺在水厂排泥水处理应用中的实际问题，考察了投药量、进泥量、进泥浓 度、进气量和药剂种类对气浮处理效果的影响。结果表明，投药量、进泥量和进泥浓度对气浮上清 液浊度和出泥含固率均有影响; 进气量对气浮影响效果较小; 阴离子聚丙烯酰胺在处理效果上比阳 离子聚丙烯酰胺稍差，但其在经济性和上清液回用方面要优于阳离子聚丙烯酰胺。