常见絮凝剂在城市污泥脱水中的比较研究
2019-07-20杨芳姜宁
杨 芳 姜 宁
(1.国电东北环保产业集团有限公司仙女河污水处理厂,辽宁 沈阳 110000;2.沈阳振兴污泥处置有限公司,辽宁 沈阳 110000)
1 城市污泥含水特性
通过统计分析,发现我国城市污水处理厂产生的未脱水剩余污泥的含水率在99%~99.5%之间,其相对密度非常接近于1,主要呈现泥水混合状态,脱水处理难度较大,且化学稳定性比较差,体积也比较庞大,为运输、存储、处置处理带来了巨大的不便。通常情况下,剩余污泥主要为有机物,如果处理深度不足或者处理方法选择不当, 会对周围的自然生态环境中造成严重的污染。因此,开展污泥脱水研究就显得尤为必要。在污泥中水分存在的主要形式包括:间隙水、毛细管结合水、表面吸附水、内部结合水等。在污泥脱水处理中,加入絮凝剂,是目前常用的化学处理方法,主要机理为利用絮凝长特有的混凝作用,通过压缩双电层、吸附架桥、网捕的方法,对污泥原有的稳定状态进行破坏,从而达到污泥脱水的目的。
2 城市污泥脱水中污泥干化机的选择
目前在城市污泥脱水中常用污泥干化机以下三种:
第一种,板框式压滤机。此种干化机的主要特点为:可实现间歇性的脱水液压过滤。主要优点是滤饼含有的可回收效率比较高,絮凝剂和药品的消耗量比较少。但缺点也比较明显,间歇处理的能力比较低,基础设施建设投资的成本比较高,劳动强度大。
第二种,带式压滤机。主要特点为可实现连续脱水,为典型的机械挤压式脱水方式,优点是运行能耗比较地,连续脱水劳动强度低,污泥脱水效果好。缺点是采用的聚合物成本比较高,脱水运行费用高。
第三种,离心机。主要特点为利用离心力进行脱水,连续脱水的效率比较。优点是基础建设投资成本低,占地面积比较小,设备结构比较紧凑,可实现不投或者少投絮凝剂,污泥脱水处理能力强。缺点是整机价格比较昂贵,电力消耗量比较大,且运行成本高,污泥中含有的砂砾会对设备造成不同程度的磨损,噪声比较大。
通过分析三种干化机的特点及优缺点,相比而言,带式压滤机的性价比更好,也是目前城市污泥脱水中常用的干化机。
3 絮凝剂的选择
当前在城市污泥脱水处理中,常用的絮凝剂有三种,一种是聚丙烯酰胺絮凝剂;一种是聚氯化铁絮凝剂;另一是阳离子、高分子絮凝剂,这三种絮凝剂各具特色。为提升城市污泥脱水处理的效果,要求使用絮凝剂之后达到如下目标:1) 污泥经过絮凝剂处理以后,絮凝团的尺寸要尽量大一些,稳定性更好,搅动时不会发生分散,并且可以快速凝聚。2)絮凝团要具有快速生长、脱水效率高、分层明显迅速,要尽量在30min 内完成絮凝。不同絮凝剂的应用过程如下:
聚丙烯酰胺奥絮凝剂根据组分的不同,分为三种。一种CP-8647 絮凝剂,在使用时其浓度为0.2%水溶液。选择混合搅匀的活性污泥400mL,加入50mLCP-8647 型号絮凝剂水溶液,充分搅拌30min,并未发生絮凝物,也没有发生分层。第二种NP-80 型絮凝剂,应用过程和结果与CP-8647 型絮凝剂相同。第三种CP-8513 型絮凝剂,应用过程和CP-8647 型絮凝剂相同,但有絮凝物形成,分层效果比较差,即便过量加入,也没有明显变化。
聚氯化铁絮凝剂,在使用过程中配制浓度为10%聚氯化铁水溶液,同样选择混合均匀的活性污泥400mL,加入50mL 聚氯化铁水溶液,充分搅拌30min,发现了絮凝物,但分层比较困难,过量加入也没有明显变化。
阳离子高分子絮凝剂,在污泥脱水处理中配置0.2%的阳离子高分子絮凝剂水溶液,同样选择400mL 混合均匀的活性污泥,加入50mL 阳离子高分子絮凝剂水溶液,搅拌10min 以后,出现了较大尺寸的絮凝物,并和水分层比较明显,再次搅拌30min,絮凝物的尺寸进一步增加,分层效果清晰可见。在持续搅拌10min,絮凝物和水完全分层。再加入50mL 阳离子高分子絮凝剂水溶液进行充分搅拌,发现絮凝物持续增加,并且上层清水也有增加。
4 常见絮凝剂在城市污泥脱水中的比较结果分析
不同絮凝剂在城市污泥脱水中比较结果如表1 所示:
表1 不同絮凝剂比较结果表
从表1 中可以看出,选择0.2%浓度配置的阳离子高分子絮凝剂,处理城市污泥脱水的效果最好,絮凝团生长最快,分层也比较明显,脱水效果好,可在市面销售[4]。
5 结语
综上所述,本文通过试验对比,分析了常见絮凝剂在城市污泥脱水中的效果,分析结果表明,采用0.2%浓度阳离子高分子絮凝剂溶液,脱水效果比较好,絮凝物可快速生长,絮凝效果好,分层快速,符合城市污泥脱水处理相关标准的要求,可进行推广应用。