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絮凝剂对污泥脱水性能的改善

来源: 作者: 发布时间:2007-11-19  

摘要:指出好氧强曝气后污泥的沉降性能,并着重以APAMCPAMciba7635三种絮凝剂对剩余污泥的SV值和比阻值进行了考察,最终在此基础上分析了每一种絮凝剂絮凝机理和絮凝能力差别的原因。研究分别指出了每一种絮凝剂的最佳投药量。

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(0104)×109S2g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(APAMCPAM)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。

22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30mgL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40mgL

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60mgL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30mgL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,CPAMciba两种絮凝剂都在30mgL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20mgL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30mgL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60mgL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30mgL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10mgL~50mgL是相一致的。  

(3)ciba7635较适用于原生污泥。在20mgL的投药量时存在着SV的最佳值,但是变化不大。

 

 
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