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絮凝剂对污泥脱水性能的改善

2010-03-21 ????来源:未知

污泥脱水性能的好坏直接关系到整个污泥处理系统的优劣。一般认为,进行机械脱水的污泥,比阻值在(0.1~0.4)×109S 2/g之间较为经济,但各种污泥的比阻值均大于此值。目前,对污泥脱水性能改善的研究主要在以下方向: 
(1)致力于探索新的高效率的污泥脱水设备与方法; 
(2)致力于研究各种因素对污泥脱水性能的影响,并试图找到最佳工艺条件来改善污泥的脱水性能。

本实验拟研究几种絮凝剂对原污泥、好氧强曝气消化污泥的沉降性能和脱水性能的改善,本文选用阴/阳离子型聚丙烯酰胺(APAM/CPAM)和ciba7635进行研究。


1实验装置及测试项目 
  本实验主要测定了污泥的比阻、SV及沉降曲线。比阻的测定装置见图1。絮凝是个动力学过程,一般包括絮凝物的形成与破碎。当混合时若搅拌不充分,颗粒与聚合电解质未能充分碰撞时,则形成的絮体小且沉降速度慢。但若搅拌过程过于强烈,时间太长则聚集起来的颗粒会破碎,进而导致沉降速度减慢。本文采用快速搅拌10s再转为慢速搅拌20s,最后静沉.30min测定污泥的SV.


  2实验结果与分析 
  2.1污泥消化前后的沉降性 

   好氧强曝气后,污泥的沉降性有了一定的改善,原污泥和消化污泥的沉降性能的差别在开始的20min里并没有显示出来。随着界面的沉降,当进入过渡区时才显示出消化污泥比原污泥的沉降速度快些。当使用APAM时,对污泥的沉降性能有明显的改善,实验中观察到,投入APAM可形成较大块的絮凝体,泥水分离较快。APAM主要通过吸附架桥,利用长链状的分子结构来吸附污泥颗粒。整个絮体在沉降过程中捕集和卷扫悬浮颗粒,成为较大的絮团而下降,从而达到浓缩的目的。污泥好氧强曝气消化后,污泥的沉降性能没有太大的改善,这是因为强曝气使得污泥颗粒过于细小,而且污泥的负荷太低,絮体中的活性成分不够多,也造成了污泥沉降脱水性能差。APAM,的加入解决了颗粒过于细小的问题,因此取得一个较好的效果。 

2.2污泥的沉降性能与投药量的关系 
  零投药量时污泥的SV值很高,即好氧强曝气消化污泥的沉降性能反而恶化了。原生污泥投加APAM后,在30mg/L时存在着一个最佳值,而在投加量过大时,其沉降性能又恶化。APAM不存在着电性中和过量的问题,可能是因为投加量过大造成污泥絮体粘度过大,不能形成清晰的泥水界面下沉,同时也抑制了APAM将分子链伸展到液相中去吸附更多的污泥颗粒。但消化后,投加APAM要比零投加量时的污泥沉降效果要好。同时,同等投药量下消化污泥不一定比原污泥的SV要小,且消化污泥的最佳投药量为40mg/L。 
    整个结果说明消化后的污泥颗粒变细小,阴离子只靠吸附架桥作用已不能取得较好的效果。另外,文献指出,阴离子对悬浮物的絮凝有一定的效果,但脱水情况不理想,这是因为该聚合物的分子结构带有强亲水性的活性侧基-COONa,它所形成的絮凝体亲水性也强。CPAM的分子链既可以形成颗粒间架桥,又可以中和颗粒表面的负电荷,减少污泥颗粒间的排斥作用。因此其絮凝作用强于APAM。虽然曲线表明在60mg/L处消化污泥与生污泥的SV皆可达到一个最佳值,但投药量在30mg/L处是经济效果的最佳值。除节省药剂费用外,投药量越少,脱水污泥的发热量越大,在干化或焚烧时所耗的热量就越少。 
   污泥的上清液浊度与投药量的关系,当投药量过小时,絮凝剂不能很好的将小颗粒聚集在一起,污泥上清液的浊度较大。但是如果絮凝剂投量过多,除了出现电性相反的情况,还会因为液体粘度过大,絮凝剂不能伸展长链到水中去捕捉小颗粒,吸附架桥作用受到了抑制,上清液浊度再次增大。实验表明,CPAM和ciba两种絮凝剂都在30mg/L时的除浊能力最强。 
    原污泥与消化污泥投加ciba7635后,其沉降性能与投药量的关系变化规律类似APAM,在消化前后变化不大。消化前后污泥的SV与投药量的关系在投加ciba7635时,沉降性能较CPAM要好,但消化后沉降性能总的采说没有太大的改善。这可能是因为消化后污泥颗粒变小,而ciba7635的分子量不够大,其吸附架桥的作用大为受限。总的说来,虽然在20mg/L的投药量时存在着SV的最佳值,但是变化不大。因此,ciba7635较适用于原生污泥。


3结论 
    (1)原生污泥投加APAM后,在30mg/L时存在一个最佳值,这个结论可以应用于处理深度为一级半的污水厂中。 
    (2)CPAM在浓度为60mg/L时消化污泥与生污泥的SV皆可达到一个最佳值,在污水处理厂的实际运行中,要结合具体经济情况加以选择。 
在投药量30mg/L时是经济效果的最佳值,这与污水处理厂设计规范中规定的絮凝投加量值10mg/L~50mg/L是相一致的。   
    (3)ciba7635较适用于原生污泥。在20mg/L的投药量时存在着SV的最佳值,但是变化不大。

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