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影响污泥脱水的主要因素及常用方法
发表时间:2023-05-29     阅读次数:     字体:【

一、影响污泥脱水的主要因素

污泥处理要以减量化是前提,主要就是降低污泥含水率。近年来的污泥深度脱水的技术日趋完善,能够有效地实施污泥脱水,降低污泥含水率。下面介绍下影响污泥脱水的主要因素及科学系统的优化解。

(一)胞外聚合物(EPS)

胞外聚合物(EPS)在污泥中占有很大比重,EPS具有空间分布的特征,包括紧缚EPS(TB-EPS)、松散EPS(LB-EPS、Slime层和溶解态EPS(S-EPS),其中污泥的Slime层和溶解态EPS(S-EPS)具有高持水性。胡梦竹等研究发现,NaCl的投加降低EPS各层疏水能力,使污泥生物絮凝能力变差,利于污泥脱水,降低污泥的体积。然而众多学者的研究并没有达成一致,如李亚林等研究认为污泥的脱水性能与紧缚EPS和松散EPS中的PN存在显著相关性,与溶解态EPS中PN的无显著相关性。而Yuan等[9]研究得出的松散EPS含量上限仅为15~18mg/L,过高的松散EPS反而会导致污泥脱水困难。

(二)粒径分布

污泥中细小颗粒比例越大,污泥脱水效果越差。高比例的超微小胶体颗粒会使污泥颗粒表面积/体积比提高,故导致污泥颗粒的水合作用增强,降低其脱水性能。污泥粒径增大,能提高污泥颗粒的聚沉效果,从而提高污泥脱水性能。Ning等研究结果表明:同时加入制革污泥焚烧灰和阳离子聚丙烯酰胺可以提高污泥颗粒的聚集沉淀效果,脱水性能明显改善。

(三)Zeta电位

污泥颗粒具有双电层结构,Zeta电位会影响污泥胶体的凝聚和沉降,因此在污泥脱水过程中常通过降低污泥颗粒表面电位,强化污泥胶体颗粒的脱稳和沉降效果。一般情况下,污泥絮体的Zeta电位在-30~10mV之间。Guan等研究发现低温(50~90℃)条件下用CaC12调理污泥,压缩双电层,降低污泥表面Zeta电位,从而提高污泥脱水性能。

(四)黏度

污泥黏度的相关研究数据能为污泥深度脱水技术的优化提供参考。Li等研究结果发现,污泥黏度与污泥脱水性能呈线性正相关,污泥黏度数值变大,则污泥脱水性能恶化。

二、常用污泥脱水方法

(一)污泥浓缩

污泥浓缩是减少污泥体积经济有效的方法,不管污泥采用何种方式处理处置,污泥浓缩是必不可少的。目前污泥浓缩常有的方法有重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩和水利旋流浓缩等。

1、重力浓缩:是指在沉淀池中通过形成高浓度污泥层达到污泥浓缩的目的。单独的重力浓缩是在独立的重力浓缩池中完成,工艺简单,但停留的时间较长可能产生臭味,适用于初沉污泥、化学污泥、生物膜污泥。

2、气浮浓缩:气浮浓缩与重力浓缩相反,是依靠大量微小气泡附着在污泥颗粒的周围,减小颗粒的比重而强制上浮。气浮浓缩法方便简单,对污泥沉降性能敏感,适用于污泥产量不大的活性污泥处理系统。

3、离心浓缩:是利用污泥中的固、液比重不同的而具有不同的离心力进行浓缩。离心浓缩的特点是自成系统,效果好,但投资较高,适用于大中型污水厂生物和化学污泥。

水力旋流浓缩:是利用旋流产生的离心沉降分离现象,代替机械旋转体内的离心沉降分离,达到浓缩目的。但水利旋流操作复杂,又容易引起堵塞,大型污泥浓缩装置较少使用。

(二)机械脱水

是目前世界各国普遍采用的方法。常用的脱水机械有:厢式压滤机、板框压滤机、厢式高压压滤机和隔膜压滤机等。近年来厢式压滤机得到迅速发展,作为污泥脱水的主要机械在世界各国得到广泛应用。厢式压滤机的主要特点是利用滤布的张力和压力使其脱水,并不需要真空或加压设备,动力消耗少,可以连续操作。其运行仅仅决定于滤布的速度和能力,即使负荷发生变化也能稳定脱水,易实现密闭操作,适用于活性污泥和有机亲水性污泥的脱水,目前在污泥脱水中被广泛应用。

(三)干化

1、自然干化

自然干化可分为晒沙场与干化厂两种。前者用于沉砂池沉渣的脱水,后者用于初次沉淀污泥、腐殖污泥、硝化污泥、化学污泥及混合污泥的脱水。干化后的泥饼含水率一般为75%-80%。污泥干化厂是一种较老较简便的污泥脱水方法,主要依靠渗透、蒸发、撇除等三种方式脱水分。但随着污泥的性质与当地的气象条件不同,由渗透、蒸发、撇除所脱除水的水分也不同。这种方法脱水时间长,维护管理工作量大,由于污泥腐败产生恶臭,影响周围的环境卫生,所以这种方法适用于村镇型小型污水厂污泥处理。

2、热干化

污泥热干化是指通过污泥与热媒之间的传热作用,脱除污泥中水分的工艺过程,用于进一步降低常规机械脱水污泥的含水率。热干化按温度 分类有三种方式,即低温干化(90℃以下)、中温干化(90-180℃)和高温干化(200℃以上)。根据热量传递方式的不同,污泥干化设备 分为直接加热和间接加热两种方式。目前,应用较多的干化设备包括流化床、带式干化、桨叶式干化、卧式转盘式干化、立式圆盘式干化和 喷雾干化等六种工艺设备。根据干化污泥含水率的不同,污泥干化类型还可分为全干化(含水率10%以下)和半干化(含水率在40%左右)两种类型。近年来,污泥干化系统设备的国产化发展很快,但目前投产的多为大型化干化项目。由于其必须利用外加热源的技术缺陷,决定了热干化的能耗难以降低,成本相对较高。且热干化过程必须考虑污泥恶臭、挥发性有机物排放等污染治理设施,投资成本增加,占地面积大。


 
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