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污泥浓缩脱水及相关技术研究进展-污水处理厂工艺-
浏览: 发布日期:2018-03-15

摘要:文章对污泥浓缩、污泥调理、污泥脱水技术发展现状进行了介绍,着重对主流污泥脱水技术及设备选型进行了分析比较,强调了污泥处理技术具有各自的适用范围。此外还介绍了超声波技术在污泥处理领域应用的前景。
关键词:污泥浓缩;污泥脱水;污泥调理;超声波
目前国内针对污水处理厂的污泥处理的主要技术手段是稳定后浓缩脱水,但选择不同的污泥浓缩脱水技术和调理方法对于污水处理厂污泥的处理效果、运行费用将会产生较大影响。
1污泥浓缩
污水处理厂的剩余污泥的含水率很高,一般达到96%~99.3%(市政污水处理厂剩余污泥含水率一般为99.2%)。污泥浓缩的目的在于降低污泥中的水分含量,减少污泥体积,以利于运输(保持其流动性)及后续处理和处置利用。污泥中水的存在形式有以下几种:
(1)游离水或自由水。与污泥颗粒无关,可通过过滤去除,在不同种类污泥中,其含量变化很大。
(2)毛细水。存在于污泥固体颗粒内部毛细管内,由于表面张力作用而存在,一般占污泥非自由水分的20%左右,可离心去除。
(3)间隙水。存在于污泥固体颗粒间隙中,为固体颗粒污泥所包围,一般可通过浓缩去除,约占污泥中非自由水分的70%。
(4)表面吸附水。又称湿存水,吸附在污泥颗粒表面并形成一层薄的水膜,其含量与颗粒表面特性有关,约占污泥非自由水分的7%,可通过蒸发、离心去除。
(5)内部水。又称结合水,存在于颗粒内部或微生物细胞内,约占污泥非自由水分的3%,靠机械方法难以去除。
污泥浓缩常用的方法有重力浓缩、加压过滤浓缩和离心浓缩3种,此外还有气浮浓缩、隔膜浓缩等,但应用领域十分有限。浓缩后的污泥含水率仍会高达90%以上(市政污水处理厂浓缩污泥含水率一般为97%),故污泥浓缩仅仅能去除污泥中的部分自由水和间隙水。
2污泥调理
由于有机污泥是以有机物微粒为主体的悬浊液,颗粒很细且具有胶体特性,与水有很大的亲和力,浓缩后的含水率仍在90%~97%,尤其是活性污泥更是如此,脱水性能较差。因此,有必要对污泥进行调理,改善污泥的脱水性能,提高污泥脱水效率。污泥调理方法主要有:
2.1污泥洗涤
污泥洗涤又称污泥淘洗,是利用处理后的回用水与污泥混合(水∶泥=2~5∶1)淘洗后将污泥沉淀下来的一种预处理方法。目的是降低污泥的碱度和粘度,节省药剂的用量,提高机械脱水的效果,降低污泥脱水的运行费用。该方法主要用于消化污泥的预处理,不适用于生污泥。生污泥洗涤效果较差,一般采取直接加药调理。
洗涤法处理污泥简单方便,但效果一般。
2.2加药调理(化学调理)
加药调理法是通过向污泥加入助凝剂、絮凝剂等化学药剂,促使污泥颗粒絮凝并改善其脱水性能的一种预处理方法。污泥中的固体粒子属于细小带负电水合粒子,会和污泥形成一种稳定的胶体悬浮液,影响固液分离效果。加药调理就是通过减少污泥粒子与水的亲和力,使污泥粒子凝聚力增大并形成粗粒化。
其原理为:各类混凝剂产生带正电荷的离子,与污泥颗粒上的负电荷相互吸引而中和,使电荷减小,从而降低相互间的排斥力,在范德华力作用下克服静电排斥力而凝聚。加入混凝剂后增加了污泥中的离子浓度,通过正负电荷静电引力,使离子相互迅速靠近,破坏污泥中原有的漫伞双电层,使其变薄,而颗粒凝聚度增大,从而改善污泥的沉降性能和脱水性能。
加药调理法处理效果较好,但运行成本较高。
2.3加热调质
污泥加热调质又称污泥蒸煮处理,通过加热使部分有机质分解、亲水性有机胶体水解、细胞分解,细胞膜中的水分游离出来,从而改善污泥浓缩及脱水性能。该方法对于活性污泥的脱水预处理特别有效。其优点是调质效果较好,滤饼不增容,可灭菌;缺点是换热器易腐蚀结垢,蒸汽口有恶臭,设备较复杂,费用较高。
污水处理厂附近有可利用的废热时可以考虑采用加热法处理污泥。
2.4冻融调理
冻融调理法是将污泥冷冻至零下20℃后再融化的一种改善污泥沉降性能的预处理方法。
其原理为:由于温度大幅度变化,使污泥胶体脱稳凝聚且细胞膜破裂,细胞内水分游离出来,从而提高了污泥的沉降性能和脱水性能,沉降速度可提高2~6倍,过滤产率可提高到200kg/m2•h,滤饼含水率为50%~70%。目前已被广泛应用于给水污泥处理。其优点是无需加混凝剂,不增加滤饼量。
以污泥做肥料再利用时,为防止有效成分分解常采用冻融法。
3污泥脱水
污泥浓缩后,用物理方法进一步降低污泥的含水率,便于污泥的运送、堆积、利用或作进一步处置。污泥脱水有自然蒸发法和机械脱水法两类。习惯上称机械脱水法为污泥脱水,称自然蒸发法为污泥干化。
3.1自然蒸发法

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