污泥深度脱水絮凝剂的选择

污泥深度脱水絮凝剂的选择

摘要:脱水是污泥处理处置的第一环节,经济可行的方法是通过投加絮凝剂调质后进行机械脱水处理。以实验室小试和现场中试为基础,总结几种絮凝剂对污泥脱水的作用与效果,并提出絮凝剂选择方面的一些建议。

关键词:絮凝剂选择污泥深度脱水

随着城市的发展、水资源的缺乏以及对环境保护重视程度的提高,建成并运行的污水处理厂越来越多。城市污水处理多采用活性污泥法,其剩余污泥产量一般是污水处理量的0.3%～0.5%(以含水率97%计),数量十分惊人[1]。要如何经济、高效处理处置剩余污泥,已成为各污水处理厂密切关注的重要问题。污泥处置方式包括土地利用、焚烧、建材利用以及污泥填埋等[2],研究资料表明,无论采用哪种处置方式,污泥脱水是第一环节,经济可行方法的是化学调质法+机械脱水,即在污泥加入化学试剂进行絮凝后用机械脱水。

本文从工作实际出发,结合近几年来国内外有关污泥化学调理和机械脱水方面的研究成果[3～5],以实验室小试和现场中试为基础,总结几种絮凝剂对污泥脱水的作用与效果。

1 实验方法

1.1 絮凝剂

生石灰,三氯化铁,阳离子聚丙烯酰胺、聚硅酸铝铁、聚合氯化铝、工业级壳聚糖、活化硅酸(其制备方法参见文献[6])、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)

1.2 实验材料

污泥试样:福州市洋里污水处理厂剩余污泥,污泥含水率96%～97%,pH值在7左右呈中性,VSS/SS为40%～50%。

1.3 实验室小试方法

量取150ml污泥倒入250ml烧杯中,在搅拌状态下加入絮凝剂,继续搅拌一定时间,倒入布氏漏斗中,真空抽滤脱水5min,记录滤液体积,检测滤液pH和脱水后污泥含水率。

1.4 现场中试方法

将一定量的污泥试样加入储泥罐中,连续搅拌状态下加入一定量的絮凝剂,继续搅拌3～4min,然后在连续搅拌或间歇搅拌状态下经泥泵加入至5m2的小型隔膜板框机中压滤脱水,进泥时间约120min,压榨时间约60min,压榨压力约 2.2MPa,记录脱水后污泥的状态,检测脱水后污泥的含水率,计算处理的干泥量。

1.5 检测方法

采用玻璃电极法或pH试纸测定pH值,采用重量法测定污泥含水

率。

2 试验结果与讨论

2.1 实验室小试

絮凝剂的种类很多,不同污水厂剩余污泥的性质也存在差异,要获得适宜的絮凝剂必须经过一系列的筛选。通过实验室小试,能够方便、

快捷地缩小适用絮凝剂的范围,为中试奠定基础。

实验室小试从絮凝剂类型(单种或两种复合)、用量、投加顺序、搅拌时间等几个方面进行比较分析,其中较优的小试结果整理列于表1中。

从表1可以看出,脱水效果最优的是A,较好的是I、H、E,最差的是B;处理单位绝干污泥的絮凝剂投加量最大的是A,一般的是F、D、E,较少的是C、G、H、I;最少的是B;从絮凝剂酸碱性对设备的要求来看,要求最高的是A,较高的是C、E、F、G、H,一般的是B、D、I;从絮凝剂调质污泥的性质对搅拌系统和进料系统的要求来看,较高的是:B、C、G、H、I,一般的是D、E、F、A;同时脱水产生的滤液回流至进水泵房采用生物法处理,pH值在6以上的较好。综上,选择A、H、I进行中试,以进一步选择适宜的絮凝剂。

2.2 现场中试

现场采用5m2的小型隔膜板框机以及配套的污泥调质系统、进泥系统进行中试,最大程度模拟生产工况,为大规模生产提供数据基础。根据实验室小试结果,选择三氯化铁+生石灰、工业壳聚糖(以三氯化铁作为溶剂)、聚二甲基二烯丙基氯化铵作为污泥絮凝调质剂,中试结果列于表2,脱水后污泥均固化,呈片状,易与滤布剥离,图1为几片污泥叠加在一起的效果图。

从中试的结果来看,采用A、H、I分别调质污泥后的脱水效果是

比较满意的,其含水率均在70%以下,甚至达到60%以下。从成本上分析,三氯化铁、生石灰均为无机混凝剂,药泥比最高,但药剂成本是最低的;壳聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化铵均属于有机高分子絮凝剂,药泥比较低,药剂成本却较高。三种絮凝剂配方各有优缺点,如:采用A脱水后污泥含水率最低,但单位的绝干污泥中加药量最大,增加了污泥运输量,且投药量大时现场操作环境差;采用H、I时,绝干污泥中加药量小,操作较为简单,但成型的污泥硬度较差,表面和内部含水率差异较大,说明调制后污泥的疏水性有待提高,存在调质时污泥絮团易打散的问题,对搅拌系统和进料系统的要求相对较高,因此选择合适的无机物质与壳聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化铵复合进行污泥调质是今后研究的一个方向。

3 结论

(1)污泥脱水是污水处理厂污泥处理处置的重要环节,絮凝剂的使用起着关键的作用。应根据污泥的实际特性,遵循实验室小试、现场中试、大规模生产的原则,可经济、快捷地选择到合适的絮凝剂。

(2)选择絮凝剂时,要从絮凝剂的性质、价格、原料来源、适宜的设备以及污泥处置的方式综合考虑。

(3)调质前污泥含水率在96.5%～97.0%时,污泥脱水处理效果较好。

(4)无机物质与壳聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化铵复合进行污泥调质有利于改善污泥脱水性能,是今后研究的一个方向。

参考文献

[1]吕斌,等.污泥脱水性能调理技术研究进展[J].山西建筑,2009(3):180～181.

[2]中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家发展和改革委员会城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南(试行).

[3]常青.水处理絮凝学[M].北京:化学工业出版社,2003.

[4]肖锦,等.天然高分子絮凝剂[M].北京:化学工业出版社,2005.

[5]张光华.水处理剂配方[M].北京:中国纺织出版社,2010.

[6]郭聪会,等.壳聚糖-活化硅酸处理低温低浊水的试验研究[J].供水技术,2008(2):44～46．