楊 芳 姜 寧
(1.國電東北環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司仙女河污水處理廠,遼寧 沈陽 110000;2.沈陽振興污泥處置有限公司,遼寧 沈陽 110000)
通過統(tǒng)計分析,發(fā)現(xiàn)我國城市污水處理廠產(chǎn)生的未脫水剩余污泥的含水率在99%~99.5%之間,其相對密度非常接近于1,主要呈現(xiàn)泥水混合狀態(tài),脫水處理難度較大,且化學(xué)穩(wěn)定性比較差,體積也比較龐大,為運(yùn)輸、存儲、處置處理帶來了巨大的不便。通常情況下,剩余污泥主要為有機(jī)物,如果處理深度不足或者處理方法選擇不當(dāng), 會對周圍的自然生態(tài)環(huán)境中造成嚴(yán)重的污染。因此,開展污泥脫水研究就顯得尤為必要。在污泥中水分存在的主要形式包括:間隙水、毛細(xì)管結(jié)合水、表面吸附水、內(nèi)部結(jié)合水等。在污泥脫水處理中,加入絮凝劑,是目前常用的化學(xué)處理方法,主要機(jī)理為利用絮凝長特有的混凝作用,通過壓縮雙電層、吸附架橋、網(wǎng)捕的方法,對污泥原有的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行破壞,從而達(dá)到污泥脫水的目的。
目前在城市污泥脫水中常用污泥干化機(jī)以下三種:
第一種,板框式壓濾機(jī)。此種干化機(jī)的主要特點為:可實現(xiàn)間歇性的脫水液壓過濾。主要優(yōu)點是濾餅含有的可回收效率比較高,絮凝劑和藥品的消耗量比較少。但缺點也比較明顯,間歇處理的能力比較低,基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資的成本比較高,勞動強(qiáng)度大。
第二種,帶式壓濾機(jī)。主要特點為可實現(xiàn)連續(xù)脫水,為典型的機(jī)械擠壓式脫水方式,優(yōu)點是運(yùn)行能耗比較地,連續(xù)脫水勞動強(qiáng)度低,污泥脫水效果好。缺點是采用的聚合物成本比較高,脫水運(yùn)行費(fèi)用高。
第三種,離心機(jī)。主要特點為利用離心力進(jìn)行脫水,連續(xù)脫水的效率比較。優(yōu)點是基礎(chǔ)建設(shè)投資成本低,占地面積比較小,設(shè)備結(jié)構(gòu)比較緊湊,可實現(xiàn)不投或者少投絮凝劑,污泥脫水處理能力強(qiáng)。缺點是整機(jī)價格比較昂貴,電力消耗量比較大,且運(yùn)行成本高,污泥中含有的砂礫會對設(shè)備造成不同程度的磨損,噪聲比較大。
通過分析三種干化機(jī)的特點及優(yōu)缺點,相比而言,帶式壓濾機(jī)的性價比更好,也是目前城市污泥脫水中常用的干化機(jī)。
當(dāng)前在城市污泥脫水處理中,常用的絮凝劑有三種,一種是聚丙烯酰胺絮凝劑;一種是聚氯化鐵絮凝劑;另一是陽離子、高分子絮凝劑,這三種絮凝劑各具特色。為提升城市污泥脫水處理的效果,要求使用絮凝劑之后達(dá)到如下目標(biāo):1) 污泥經(jīng)過絮凝劑處理以后,絮凝團(tuán)的尺寸要盡量大一些,穩(wěn)定性更好,攪動時不會發(fā)生分散,并且可以快速凝聚。2)絮凝團(tuán)要具有快速生長、脫水效率高、分層明顯迅速,要盡量在30min 內(nèi)完成絮凝。不同絮凝劑的應(yīng)用過程如下:
聚丙烯酰胺奧絮凝劑根據(jù)組分的不同,分為三種。一種CP-8647 絮凝劑,在使用時其濃度為0.2%水溶液。選擇混合攪勻的活性污泥400mL,加入50mLCP-8647 型號絮凝劑水溶液,充分?jǐn)嚢?0min,并未發(fā)生絮凝物,也沒有發(fā)生分層。第二種NP-80 型絮凝劑,應(yīng)用過程和結(jié)果與CP-8647 型絮凝劑相同。第三種CP-8513 型絮凝劑,應(yīng)用過程和CP-8647 型絮凝劑相同,但有絮凝物形成,分層效果比較差,即便過量加入,也沒有明顯變化。
聚氯化鐵絮凝劑,在使用過程中配制濃度為10%聚氯化鐵水溶液,同樣選擇混合均勻的活性污泥400mL,加入50mL 聚氯化鐵水溶液,充分?jǐn)嚢?0min,發(fā)現(xiàn)了絮凝物,但分層比較困難,過量加入也沒有明顯變化。
陽離子高分子絮凝劑,在污泥脫水處理中配置0.2%的陽離子高分子絮凝劑水溶液,同樣選擇400mL 混合均勻的活性污泥,加入50mL 陽離子高分子絮凝劑水溶液,攪拌10min 以后,出現(xiàn)了較大尺寸的絮凝物,并和水分層比較明顯,再次攪拌30min,絮凝物的尺寸進(jìn)一步增加,分層效果清晰可見。在持續(xù)攪拌10min,絮凝物和水完全分層。再加入50mL 陽離子高分子絮凝劑水溶液進(jìn)行充分?jǐn)嚢?,發(fā)現(xiàn)絮凝物持續(xù)增加,并且上層清水也有增加。
不同絮凝劑在城市污泥脫水中比較結(jié)果如表1 所示:
表1 不同絮凝劑比較結(jié)果表
從表1 中可以看出,選擇0.2%濃度配置的陽離子高分子絮凝劑,處理城市污泥脫水的效果最好,絮凝團(tuán)生長最快,分層也比較明顯,脫水效果好,可在市面銷售[4]。
綜上所述,本文通過試驗對比,分析了常見絮凝劑在城市污泥脫水中的效果,分析結(jié)果表明,采用0.2%濃度陽離子高分子絮凝劑溶液,脫水效果比較好,絮凝物可快速生長,絮凝效果好,分層快速,符合城市污泥脫水處理相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,可進(jìn)行推廣應(yīng)用。