污水廠改性污泥脫水性能研究

水處理網(wǎng)訊:摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，污水廠中的改性污泥脫水工作也因其特殊性被越來(lái)越多的人所重視。對(duì)于污水處理廠來(lái)說(shuō)，堅(jiān)持更新污泥脫水工藝，不僅利于污水廠后續(xù)工作的開(kāi)展，同時(shí)也通過(guò)分析其污泥脫水過(guò)程掌握了工作關(guān)鍵點(diǎn)，以進(jìn)一步促進(jìn)污水廠的未來(lái)發(fā)展過(guò)程。本文通過(guò)對(duì)污泥的特質(zhì)與特性進(jìn)行研究的過(guò)程，并對(duì)比了無(wú)機(jī)調(diào)理劑對(duì)污泥脫水性能的影響，分析出了改性污泥脫水與調(diào)理劑之間的關(guān)系，并對(duì)脫水過(guò)程進(jìn)行了完善。

關(guān)鍵詞：污水廠；改性污泥脫水；性能研究

伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，城市發(fā)展與擴(kuò)張也越來(lái)越迅速，再加上人們的生活水平的不斷提高，市政污泥也開(kāi)始大量的增多，對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。但由于工業(yè)化以及各種化學(xué)工廠的建設(shè)與發(fā)展，使得城市中的污泥中有著較多的有機(jī)物和化學(xué)物質(zhì)，給污泥脫水工作帶來(lái)了一定難度，這也是污水廠所面臨的主要工作問(wèn)題。通過(guò)對(duì)污泥的特性以及其產(chǎn)生過(guò)程的研究，發(fā)現(xiàn)可以利用無(wú)機(jī)調(diào)理劑改變污泥特性以更好地對(duì)其進(jìn)行利用或填埋[1]。由于無(wú)機(jī)調(diào)理劑中具有多種高分子物質(zhì)，包括鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑，在加入污泥后，就能夠迅速使污泥的物理性質(zhì)改變，增大污泥的顆粒性以及擴(kuò)張其孔隙，這也是改變其性質(zhì)并利用的根本原理，最終的目的是利用污泥顆粒絮凝從而改善污泥的脫水性能，為污水廠后續(xù)工作的順利開(kāi)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、無(wú)機(jī)調(diào)理劑對(duì)污泥脫水性能的影響及具體實(shí)驗(yàn)步驟

（一）實(shí)驗(yàn)材料及其方法

首先，需要準(zhǔn)備污泥樣品，樣品的來(lái)源應(yīng)是污水廠污泥存儲(chǔ)池中的剩余量，在取回污泥后，要將其沉淀并將沉淀后的液體與固體物進(jìn)行分離，倒去上層清液，并留下剩余固體物質(zhì)作為研究對(duì)象和實(shí)驗(yàn)物品。在材料準(zhǔn)備完成后，需要及時(shí)測(cè)量目前污泥的各項(xiàng)參數(shù)，并記錄在實(shí)驗(yàn)記錄中[2]。同時(shí)，不能忘記將其放入專門的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)箱中，設(shè)置溫度為四攝氏度進(jìn)行封存，以備后續(xù)使用。

其次，需要準(zhǔn)備無(wú)機(jī)調(diào)理劑，這里以PAC和PFS為例，分別是聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵，這也是污水廠常用的改變污泥性質(zhì)的兩種化學(xué)試劑，也是實(shí)驗(yàn)的和主要材料。

第三，需要對(duì)污泥的含水率、污泥比阻等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，按照國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中水分子受到的阻力大小來(lái)判斷污泥脫水是否容易進(jìn)行。隨后應(yīng)進(jìn)行抽濾實(shí)驗(yàn)，計(jì)算濾液溶劑，將其數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄[3]。在測(cè)量過(guò)程中，需要參考相關(guān)文獻(xiàn)以確定具體的測(cè)量方式，以保證測(cè)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

第四，需要利用污泥沉降性實(shí)驗(yàn)來(lái)反映污泥脫水性能，這也是常用的一種方法。需要注意的是，需要每隔五分鐘對(duì)污泥沉降狀態(tài)進(jìn)行觀察，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。

第五，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后就應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這一步驟主要是采取不同的抽濾方式（真空抽濾等）測(cè)量污泥抽取所用掉的時(shí)間。通過(guò)應(yīng)用污泥比阻實(shí)驗(yàn)裝置，更能明顯的判斷污泥抽取的難易程度。針對(duì)這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程來(lái)說(shuō)，其脫水性能主要是由耗費(fèi)的時(shí)間決定的。

（二）實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

從以上實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑?，污泥的比阻與含水率的關(guān)系非常密切，同時(shí)也知道了無(wú)機(jī)調(diào)理劑的投入量對(duì)污泥形態(tài)以及性質(zhì)都有較大的影響。若是調(diào)理劑過(guò)多，絮狀體也就過(guò)多，因此不利于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察；投入調(diào)理劑的量符合實(shí)驗(yàn)要求的情況下，能夠使絮體保持完整，并由于膠體顆粒分散產(chǎn)生大量的自由水[4]。這一過(guò)程不僅探究出了污泥的性質(zhì)于調(diào)理劑的關(guān)系，也判斷出了污泥的過(guò)濾性能在投入調(diào)理劑合適的情況下效果最好。

污水廠在處理污泥的時(shí)候，可以考慮通過(guò)投入無(wú)機(jī)調(diào)理劑的方式改變污泥性質(zhì)，并更好的將其利用。同時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果能夠看出，若是污泥的量是相同的，兩種無(wú)機(jī)調(diào)理劑的用量也大致相同。相比之下，聚合硫酸鐵所消耗的資金成本最少，在應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)中的污泥類型時(shí)，應(yīng)首先考慮利用無(wú)機(jī)調(diào)理劑中的PFS作為改善污泥性質(zhì)的重要方式。

二、由改性污泥脫水性能研究延伸出的污泥脫水技術(shù)的選擇

絮凝脫水技術(shù)，也就是上文提到的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，由于其優(yōu)點(diǎn)較多，因此被廣泛應(yīng)用在污水廠污泥脫水過(guò)程中。通過(guò)對(duì)其脫水性能的研究，也發(fā)現(xiàn)了隨著時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，污泥脫水技術(shù)也在不斷的更新[5]。因此，可以在后續(xù)的污泥脫水過(guò)程中應(yīng)用新的污泥脫水技術(shù)，以提高工作效率。

（一）超聲波脫水技術(shù)

超聲波脫水技術(shù)是一種新式的污泥脫水技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)在于不產(chǎn)生污染、脫水效果好，因此也被部分大型污水廠作為備用脫水技術(shù)。超聲波脫水原理是破壞污泥原有的機(jī)構(gòu)，以改變液體中顆粒物質(zhì)，從而達(dá)到脫水的效果。其效果不僅與污泥含水量、物理狀態(tài)以及有機(jī)物含量有關(guān)，還與技術(shù)本身的聲波頻率、強(qiáng)度以及時(shí)間有關(guān)，因此在進(jìn)行污泥脫水過(guò)程時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的頻率和強(qiáng)度，以便充分發(fā)揮出超聲波脫水技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，要注意并不是聲音的頻率越高，污泥的脫水效果越好。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)超聲波脫水技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)低頻率超聲波的脫水效果更好，但需要確定環(huán)境和污泥狀態(tài)符合低頻超聲波的應(yīng)用條件才可以利用這一技術(shù)[6]。由于這種技術(shù)操作非常簡(jiǎn)單，脫水性能和脫水速率也較好，因此使用范圍較廣。若是對(duì)其限制條件進(jìn)行完善優(yōu)化后，就能夠大規(guī)模的投入使用，以增強(qiáng)污泥脫水效率，增大脫水效果。

（二）水熱技術(shù)

通過(guò)對(duì)污泥進(jìn)行水熱處理能夠有效提升污泥脫水性能，這也是目前的研究方向。其原理較為簡(jiǎn)單，主要是通過(guò)加熱來(lái)改變污泥內(nèi)的微生物絮體性質(zhì)，破壞其細(xì)胞，使得有機(jī)物在加熱過(guò)程中被逐漸水解。同時(shí)，有機(jī)物的水也能明顯改變污泥粘度和水的束縛力，從而加快顆粒與污泥內(nèi)的水的分離過(guò)程，最終達(dá)到污泥脫水效果。通過(guò)對(duì)水熱處理污泥的過(guò)程以及效果觀察分析，發(fā)現(xiàn)水熱處理能夠?qū)⑹`水的含量大大降低，隨著水熱處理時(shí)間的增加，其水含量也會(huì)進(jìn)一步降低，其脫水效果較以往技術(shù)要好的多。

（三）電滲透脫水技術(shù)

電滲透脫水技術(shù)的原理就是通過(guò)電場(chǎng)作用使得顆粒進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，污泥中的水分同時(shí)向相反方向運(yùn)動(dòng)，使得固液分離而產(chǎn)生電滲透現(xiàn)象。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是其成本較低，且過(guò)程中不產(chǎn)生任何污染，并能通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)的對(duì)污泥進(jìn)行脫水。但同時(shí)，其消耗的能源也較高，這也是制約這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的主要原因。

（四）微波脫水技術(shù)

微波脫水技術(shù)在污泥脫水工作過(guò)程中應(yīng)用的較早，其能夠通過(guò)微波對(duì)污泥進(jìn)行加熱且熱效非常高，實(shí)施這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)備也比較小，不占用過(guò)多空間的同時(shí)，也能實(shí)現(xiàn)較好的脫水效果。通過(guò)對(duì)微波脫水技術(shù)的研究，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)能夠較快的使污泥的干燥效率升高。若是在污泥中加入微波吸收體，就能讓污泥的干燥溫度瞬間提高達(dá)到九百攝氏度，從而達(dá)到快速脫水的效果。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，污水廠改性污泥脫水性能與無(wú)機(jī)調(diào)理劑的性質(zhì)有著較大的關(guān)系，合理的利用這兩種化學(xué)試劑，能夠有效提升污泥的脫水效果。同時(shí)，應(yīng)結(jié)合時(shí)代的發(fā)展特點(diǎn)，應(yīng)用更多先進(jìn)的污泥脫水技術(shù)，以幫助污水廠提升污泥脫水效率，從而更好地利用污泥以減少污泥對(duì)于人們生活環(huán)境和自然環(huán)境的影響。

原標(biāo)題:污水廠改性污泥脫水性能研究