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唐建国:污泥调理药剂和脱水机机型不能盲目选择!

北极星环保网  来源:给水排水  作者:唐建国等  2017/12/19 8:48:08  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:污泥处理 污泥脱水 污泥机械脱水

北极星环保网讯:污泥机械脱水是污泥实现减量的重要环节,其关键在于污泥调理方式的选择和脱水机选型。当前常用的化学调理和污泥机械脱水机型的选择存在四方面的问题:一是化学调理药剂类型的选用;二是投加药剂投加量;三是脱水机机型选择;四是衡量污泥脱水性能主要指标比阻(SRF)和毛细吸水时间(CST)的测定尚缺少标准与规范的约束。通过一系列对比试验解决上述问题,为设计和实际运行提供有效支撑。

1存在问题

污泥脱水实现体积减量是污泥处理处置的关键。由于污水处理过程中得到的污泥具有高亲水性,污泥水与污泥固体颗粒间有很强的结合力,如果没有预先的处理,即通过化学、物理或者热工方法进行预处理,则绝大多数的污泥的脱水是非常困难的,污泥脱水前预处理就是污泥调理。化学调理因其工艺简单、适用广泛,成为最普遍的调理工艺。

实现污泥有效脱水的关键在于污泥调理方法、药剂选择、药剂用量和相适应的脱水机类型选择。对于包括调理在内的整个污泥脱水过程来说,污泥性质、污泥调理、机械脱水方式是相互影响、相互关联的;而化学调理药剂的类型和投加量又直接影响着脱水后污泥和污泥水(机械脱水设备的出水)的品质,从而影响脱水污泥的后续处理、处置及污泥水的处理。国内已有实际案例证明,由于在调理时投加了较多的化学药剂,导致污泥水的碱度大幅度降低,给处理带来困难。所以选择调理方法、调理药剂、投加量和脱水机时,不但要充分考虑污泥的性质,还要充分考虑脱水后污泥的后续处理、处置及污泥水的处理及整个系统(过程)的投资和成本费用。

但是,目前对化学调理和污泥机械脱水机型的选择是盲目进行的,主要体现在:一是化学调理药剂类型的选用没有与泥性是否得到有效改善结合起来,药剂类型选择是盲目的;二是药剂投加量没有与泥性改善的最佳效果结合起来,药剂投加量确定是盲目的;三是脱水机选择没有与污泥泥性特别是化学调理后的泥性变化情况结合起来,脱水机机型选择是盲目的。

衡量污泥脱水性能的指标主要有比阻(SRF)和毛细吸水时间(CST)。污泥经调理后泥性会发生很大变化,SRF和CST也会发生变化。另外,目前尚缺乏标准化操作流程,所有的相关脱水性能指标的测定尚缺少标准与规范的约束。

针对上述问题,笔者结合多座污水处理厂改造和新建工程设计的需要,开展了污泥脱水性能的系统研究。

2定义与测定方法

2.1SRF

SRF是指单位质量的污泥在一定压力下过滤时,在单位过滤面积上产生的阻力,即单位过滤面积上,单位干重滤饼所具有的阻力。污泥比阻越大,过滤性能越差。比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标,对带式脱水机和板框压滤机这类以过滤为主要脱水方式的脱水机有比较好的指示作用。但是,比阻的测定工作量大,操作复杂,人为影响因素大,重复性差等。一般比阻低于9.8×1012 m/kg则可视为有较好的脱水性能,比如新鲜的初沉污泥,其比阻为1011~1013 m/kg,新鲜的剩余污泥为1012~1013m/kg,消化良好的污泥为1010~1011 m/kg。

另外,污泥过滤时间(TTF)也能较好地表征污泥脱水性,它是指滤液体积达到污泥体积一半时所需的过滤时间,可以从SRF的操作过程中获得,与SRF有一定的相关性。

2.2CST

CST是指未脱水污泥在吸水滤纸上渗透一定距离所需要的时间。毛细吸水时间越长,脱水性能越差,它是表征离心脱水效果的指标。一般毛细吸水时间小于20 s,则脱水性能较好。

多数污泥比阻和毛细吸水时间也有较好的相关性,反映的脱水性能变化规律往往能达到一致。

3材料与方法

3.1试验污泥来源与性质

试验污泥来自上海4座污水处理主体工艺各异的城镇污水处理厂,其污水处理工艺和污泥特性见表1。其中,D污水处理厂是二沉池的剩余污泥,其余3座污水处理厂均是污泥重力浓缩后污泥。

污泥调理药剂和脱水机机型不能盲目选择

3.2污泥脱水性能测定试验

由于化学调理后污泥形成絮团,泥水分层明显,呈非均质化状态,给比阻和毛细水时间测定带来很大的影响。因此,本文提出调理后污泥高速搅拌再进行测定的方法,并进行了搅拌与不搅拌两种情况下比阻、过滤时间、毛细吸水时间和粒径指标间的相关分析,以确定该方法的有效性和可靠性。试验证明,加药调理污泥进行搅拌预处理后的数据可靠性更高,精确度更高。

取某污水处理厂剩余污泥400 mL或浓缩污泥样品置于容器中搅拌混合均匀后,加入不同种类或不同投加量的PAM后采用六联搅拌机搅拌。调理条件为在200 r/min下搅拌30 s,然后在60 r/min下搅拌10 min。静置10 min后污泥采用高速搅拌机在500 r/min下搅拌2 min,随后测定相应的污泥比阻、毛细吸水时间和粒径。

污泥调理药剂和脱水机机型不能盲目选择

3.3分析方法

MLSS和含水率的测定采用国家标准方法。

pH采用HQ30d多参数测定仪(Hach,美国)测定。污泥比阻测定采用章非娟和徐竟成报道的方法。TTF可在比阻测定过程获得。CST采用304M测试仪(Triton,美国)测定。粒径采用SALD-2201激光衍射式粒度分布测量仪(Shimadzu,日本)。污泥粘度采用DV-I 型旋转粘度计(Brookfield,美国)测定。总有机碳(TOC)采用Multi N/C3100(Analytikjena,德国)测定。

4结果分析与讨论

4.1调理药剂类型影响分析

试验选取了7种不同结构、相对分子质量和阳离子度的聚丙烯酰胺PAM药剂(表2中a~g),研究对污泥脱水性能的影响。在药剂参数对比的基础上,又对各厂目前使用的药剂h1、h2、h3和h4进行了对比。

调理后污泥脱水性能指标变化见图1。

污泥调理药剂和脱水机机型不能盲目选择

污泥调理药剂和脱水机机型不能盲目选择

延伸阅读:

污泥脱水系统自动化控制的探讨

污水厂的污泥处理第八篇-污泥脱水车间附属设备

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