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从污泥中水分的分布情况来看,污水厂污泥中的自由游离水是可以通过静止沉淀,实现泥水分离的,这个也是污泥浓缩的作用,通过污泥浓缩池的静止沉淀过程,把污泥颗粒之间的自由的游离水挤压出污泥颗粒之间,这样的实现了污泥的脱水过程的第一步。但是由于污泥颗粒间的游离水存在并不占污泥中水分的主导,因此通过浓缩作用,只能有限的降低污泥中的水分。而且从浓缩池的运行情况来看,污泥浓缩只能降低污泥中的含水率3~4%左右,由于污泥浓缩后,污泥含水率降低,污泥的粘稠度增加,如果没有每天及时排泥,就会造成粘稠的污泥在管路内沉积,使污泥管路经常堵塞,同时由于污泥浓缩过程较长,污泥浓缩池表面会出现老化的浮泥层,同时也造成生物污泥中的磷的释放,从污泥浓缩池上溢流到污水厂污水系统内,造成磷的循环污染。基于上述的原因,污泥浓缩池在新建的污水厂已经越来越少的采用,而大部分设计采用的是污泥储池,把污泥浓缩过程利用机械设备的作用来实现。
污泥浓缩的作用只能去除污泥颗粒间的游离水,浓缩作用对污泥中的水分的去除作用并不明显,污泥含水率从99%下降到95~96%,这对于污水厂来说,这个含水率下的污泥仍然是以流体形式存在,距离污泥外运的固体形式的80%的含水率还有很大的差距,因此需要再进行深入的脱水。污泥中的水分除去游离水以外,还有就是毛细水,空隙水,还有污泥本身携带的电荷之间排斥作用,导致污泥无法聚集到一起,针对这些情况,污泥处理采用了添加化学药剂对污泥进行化学作用后,进行污泥脱水。
那么什么样的化学药剂可以作用到污泥中这些因素,并能够实现污泥中水分的去除呢?我们来了解一种化学药剂,学名为聚丙烯酰胺,化学名称的缩写为PAM。PAM作为一种聚合药剂,在水处理中的应用广泛,主要是对泥水混合物进行有效的固液分离,从而实现污泥脱水的化学凝聚作用。对于PAM的制作和特性,在很多文献中都有,不作为今天主要讨论的内容。今天就是来看PAM是怎样实现对泥水混合物的固液分离的,我们来看看这一张图。
从上图可以看到,生活污水处理厂的污泥中的污泥颗粒带有负电荷(工业废水中污泥颗粒会携带正电荷),在水中发生同性相斥作用,导致污泥无法凝聚到一起,在投入阳离子的PAM药剂以后,PAM药剂带有与污泥颗粒携带的电荷相反的电荷,通过这些电荷的异性相吸作用,把污泥颗粒吸附凝集到一起,把成悬浮状态的污泥颗粒变成更大体积的污泥颗粒,这些依靠化学作用凝聚到一起的污泥颗粒由于比重远远大于水,所以很容易在水中沉淀下来。
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