技術應用 | 經濟可行的污泥深度脫水之法——絮凝劑的選擇！

脫水是污泥處理的第一環(huán)節(jié)，經濟可行的方法是通過投加絮凝劑調質后進行機械脫水處理。以實驗室小試和現(xiàn)場中試為基礎，總結幾種絮凝劑對污泥脫水的作用與效果，并提出絮凝劑選擇方面建議。

隨著水資源的缺乏以及對環(huán)境保護重視程度的提高，污水處理廠越來越多。城市污水處理多采用活性污泥法，其剩余污泥產量一般是污水處理量的0.3%～0.5%(以含水率97%計)，數(shù)量十分驚人。要如何經濟、高效處理處置剩余污泥，已成為各污水處理廠密切關注的重要問題。

污泥處置方式包括土地利用、焚燒、建材利用以及污泥填埋等，無論采用哪種處置方式，污泥脫水是第一環(huán)節(jié)，經濟可行方法的是化學調質法+機械脫水，即在污泥加入化學試劑進行絮凝后用機械脫水。

    本文從工作實際出發(fā)，以實驗室小試和現(xiàn)場中試為基礎，總結幾種絮凝劑對污泥脫水的作用與效果。

1·實驗方法

    1.1絮凝劑

    生石灰，三氯化鐵，陽離子聚丙烯酰胺、聚硅酸鋁鐵、聚合氯化鋁、工業(yè)級殼聚糖、活化硅酸、聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDADMAC)。

 1.2實驗材料

   污泥試樣：某污水處理廠剩余污泥，污泥含水率96%～97%，pH值在7左右呈中性，VSS/SS為40%～50%。

 1.3實驗室小試方法

    量取150mL污泥倒入250mL燒杯中，在攪拌狀態(tài)下加入絮凝劑，繼續(xù)攪拌一定時間，倒入布氏漏斗中，真空抽濾脫水5min，記錄濾液體積，檢測濾液pH和脫水后污泥含水率。

    1.4現(xiàn)場中試方法

    將一定量的污泥試樣加入儲泥罐中，連續(xù)攪拌狀態(tài)下加入一定量的絮凝劑，繼續(xù)攪拌3～4min，然后在連續(xù)攪拌或間歇攪拌狀態(tài)下經泥泵加入至5m2的小型隔膜板框機中壓濾脫水，進泥時間約120min，壓榨時間約60min，壓榨壓力約2.2MPa，記錄脫水后污泥的狀態(tài)，檢測脫水后污泥的含水率，計算處理的干泥量。

   1.5檢測方法

    采用玻璃電極法或pH試紙測定pH值，采用重量法測定污泥含水率。

2·試驗結果與討論

    2.1實驗室小試

    絮凝劑的種類很多，不同污水廠剩余污泥的性質也存在差異，要獲得適宜的絮凝劑必須經過一系列的篩選。通過實驗室小試，能夠方便、快捷地縮小適用絮凝劑的范圍，為中試奠定基礎。

    實驗室小試從絮凝劑類型(單種或兩種復合)、用量、投加順序、攪拌時間等幾個方面進行比較分析，其中較優(yōu)的小試結果整理列于表1中。

    從表1看出，脫水效果最優(yōu)是A，較好的是I、H、E，最差是B；處理單位絕干污泥的絮凝劑投加量最大的是A，一般是F、D、E，較少的是C、G、H、I；最少的是B；從絮凝劑酸堿性對設備的要求來看，要求最高的是A，較高的是C、E、F、G、H，一般的是B、D、I；從絮凝劑調質污泥的性質對攪拌系統(tǒng)和進料系統(tǒng)的要求來看，較高的是：B、C、G、H、I，一般的是D、E、F、A；同時脫水產生的濾液回流至進水泵房采用生物法處理，pH值在6以上的較好。

    綜上，選擇A、H、I進行中試，進一步選擇適宜的絮凝劑。

2.2現(xiàn)場中試

   現(xiàn)場采用5m2的小型隔膜板框機以及配套的污泥調質系統(tǒng)、進泥系統(tǒng)進行中試，最大程度模擬生產工況，為大規(guī)模生產提供數(shù)據(jù)基礎。根據(jù)實驗室小試結果，選擇三氯化鐵+生石灰、工業(yè)殼聚糖(以三氯化鐵作為溶劑)、聚二甲基二烯丙基氯化銨作為污泥絮凝調質劑，中試結果列于表2，脫水后污泥均固化，呈片狀，易與濾布剝離，圖1為幾片污泥疊加在一起的效果圖。

    從中試的結果來看，采用A、H、I分別調質污泥后的脫水效果是比較滿意的，其含水率均在70%以下，甚至達到60%以下。從成本上分析，三氯化鐵、生石灰均為無機混凝劑，藥泥比最高，但藥劑成本是最低的；殼聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化銨均屬于有機高分子絮凝劑，藥泥比較低，藥劑成本卻較高。

    三種絮凝劑配方各有優(yōu)缺點，如：采用A脫水后污泥含水率最低，但單位的絕干污泥中加藥量最大，增加了污泥運輸量，且投藥量大時現(xiàn)場操作環(huán)境差；

    采用H、I時，絕干污泥中加藥量小，操作較為簡單單，但成型的污泥硬度較差，表面和內部含水率差異較大，說明調制后污泥的疏水性有待提高，存在調質時污泥絮團易打散的問題，對攪拌系統(tǒng)和進料系統(tǒng)的要求相對較高，因此選擇合適的無機物質與殼聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化銨復合進行污泥調質是今后研究的一個方向。

3·結論

    1)污泥脫水中，絮凝劑的使用起著關鍵的作用。應根據(jù)污泥的實際特性，遵循實驗室小試、現(xiàn)場中試、大規(guī)模生產的原則，可經濟、快捷地選擇到合適的絮凝劑。

    2)選擇絮凝劑時，要從絮凝劑的性質、價格、原料來源、適宜的設備以及污泥處置的方式綜合考慮。

    3)調質前污泥含水率在96.5%～97.0%時，污泥脫水處理效果較好