污泥厌氧消化前后的絮凝性能对比

北极星环保网讯:摘要：剩余污泥的处理是重要的环境问题。厌氧消化和絮凝脱水是剩余污泥处理的重要方法和步骤。而经过厌氧消化处理后的污泥，性状发生变化，而需要重新筛选合适的絮凝助剂。本文针对生化法产生的的高有机质剩余污泥(与城市污泥相近)，进行了厌氧消化处理，并与未厌氧消化处理的剩余污泥比较了絮凝脱水的特点和效果，目的是为剩余污泥的厌氧消化以之后絮凝脱水助剂的使用提供基础。对于厌氧消化后的污泥，明显的絮凝特点变化是：用低阳离子度产品絮凝时，絮凝反应速度明显快于高离子度产品，达到各自最佳絮凝效果低阳离子度产品用量少，但是低阳离子度产品的出水浊度则明显提高。

聚丙烯酰胺是重要的有机絮凝剂，由于其水溶性好，有酰胺基等活性基团，并且电荷密度较高，分子尺寸大，在污泥脱水中絮凝效果好、用量少。目前我国的剩余污泥绝大多数没有经过稳定化处理，有机质含量一般在50%左右，剩余污泥(主要指市政污泥或其他生化处理产生的污泥，不包括造纸、纺织等工业污泥)脱水所用的絮凝剂主要是高阳离子度的阳离子聚丙烯酰胺(阳离子度40-60%)。

但是聚丙烯酰胺絮凝剂的药剂选型和现场应用都比较粗放，只要絮凝剂型号和用量能满足脱水需要即可，未必是最佳型号也未必是最佳用量。尤其是在溶解设备、药泥混合、絮凝剂与泥的匹配、絮凝剂与脱水设备的匹配、絮凝剂的用量等诸多方面的匹配性上都存在一定的问题。归根到底是对污泥性质与絮凝剂指标的匹配性和絮凝特点了解甚少。

对污泥进行厌氧消化处理，是国外普遍应用的污泥稳定技术，是污泥处理处置的发展趋势。有机质含量高的污泥经过厌氧消化，污泥颗粒的胞外聚合物(EPS)将发生变化，从而影响污泥絮凝脱水性能，直接导致对絮凝剂的需求不同。本项目通过研究污泥厌氧消化前后对絮凝剂的要求来反应污泥的絮凝性能。

1 、实验方法

1.1 污泥厌氧消化的方法

宝莫公司的污水有机质来源主要是废生物发酵液，有机质含量较高。本实验的目的在于得到成熟稳定的消化污泥，尽可能多的消化有机质，形成稳定的厌氧菌团，所以所有厌氧消化培养都选择3%的投配率，使有机质尽可能多的降低。选择节能、常用的35℃作为培养温度。同时取两桶宝莫公司污水处理厂沉淀池污泥两桶，一桶直接做絮凝实验，另一桶惊醒厌氧消化培养。操作步骤如下：

(1)取宝莫公司污水处理厂沉淀池污泥，加少量聚丙烯酰胺絮凝剂浓缩至含水率95%以下，备用。

(2)取一个5L的塑料桶作为厌氧消化反应罐，用橡胶塞子密封桶口，塞子上钻三个孔，分别插温度计(平时可封上，仅测时使用)、曝气管、出气收集管。

(3)将浓缩后的污泥取出3L转入5L的厌氧消化反应器中，放入35℃水浴中，通氮气驱氧10分钟，正式进入厌氧消化启动阶段。

(4)厌氧消化进入正常反应阶段后开始正常投配污泥，一般按照3%的投配率操作。在整个培养阶段水浴锅一直保持水温35℃(误差±1℃)，污泥面在水浴液面以下。

取泥和进泥均采用出口接有一段硬塑料管的注射器操作，从橡胶塞子的温度计口上插入，操作过程中开着氮气曝气，以防止空气进入。气体收集装置采用倒置的量筒排水方法，辅助收集气体的水用硫酸调至pH为4，以防止有二氧化碳气溶解。

反应装置示意图如下：

1.2 絮凝实验方法

1.2.1 絮凝剂的溶解方法

絮凝剂阳离子统一溶成0.1%(w/w)浓度，阴离子和非离子溶成0.05%(w/w)浓度，阳离子和阴离子溶解1小时后过80目筛子，非离子溶解2小时后过80目筛子。滤出未溶颗粒，保证溶解效果和取到的药液的均匀性。

溶解絮凝剂时，研究了三段连续式溶解装置和间断式溶解方法的溶解效果。将同一型号的絮凝剂样品分别用三段式溶解装置和间断式溶解方法溶解1小时，然后各取200ml絮凝剂溶液过80目筛子，观察未溶解颗粒的多少。三段式溶解装置更适合溶解乳液或低分子量等溶解速度快的产品，从现场应用的自动化程度来讲，三段式溶解装置自动化程度高。溶解装置示意图如下：

本絮凝实验全部采用间断式溶解装置溶解絮凝剂。

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