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    污泥处理移动装置工艺研究

    来宝网2007年11月2日 10:27 点击:2676

    吴菊珍 杜 涛


    摘 要:概述了污泥的调理和化学稳定,分析了絮凝剂的选择与用量及其对污泥含固率的影响,对污泥处理移动装置的工艺进行了深入研究。阐述了转筒式离心机对污泥脱水的优良性能和经济效益。
    关键词:污泥脱水 有机高分子絮凝剂 脱水机 离心机
      污泥处理与处置是污水处理过程中的新问题。首先污泥中含有大量的有毒有害物质,如寄生虫?#36873;?#30149;原微生物、细菌、合成有机物,还含有汞、铬、镉、铅、铜、锌等重金属离子等,它对周围环境产生不利影响;其次污泥量大,其数量占总处理污水的0. 3~0. 5 %(体积) ,如果进行深度处理,污泥量还可能增加0. 5~1. 0 倍。这些污泥必须及时处理与处置,才能防止二次污染。
      目前由于传统的污泥处理技术速度慢,占用空间大,需要固定的土建设施、工程投资及运行成本都较大,无法在现场移动作业。因此不能满足在城市下水道污泥、隧道污泥、排水管道污泥或河流、湖泊污泥疏浚时,需要现场快速脱水处理的特殊要求。而车(船) 载式污泥处理移动装置,能满足要求高速处理、污泥脱水率高、占地面积小、能现场实施、可方便移动等特殊的污泥处理要求,适用于城市下水道、住宅区、小型污水处理厂、工业污水处理厂、隧道污泥、河道湖泊淤泥、排水管道污泥等脱水处理。它是集离心脱水、石灰消毒、口袋密封包装为一体的污泥处理移动装置,避免了对外界的二次污染,同时,该装置配备先进的自动控制系统,操作简单,维护方便。
      1  污泥调理
      污泥水与污泥固体颗粒的结合力很强,如果没?#24615;?#20808;的污泥调理,即通过化学、物理、热工方法进行预处理,则绝大多数污泥脱水非常困?#36873;?#24433;响污泥的浓缩和脱水性能的因素主要是颗粒的大小、表面电荷、水合的强度以及颗粒间的相互作用等,其中颗粒大小是影响污泥脱水性能的最重要因素。因为污泥颗粒越小,比表面积越大(?#25163;?#25968;规律增大) ,表明其更高的水合强度和对脱水过滤更大阻力,改变脱水性能需更多的化学药剂。另外污泥含?#24615;?#22810;的胶体颗粒(即有机质含量越高) ,污泥越难脱水。
    污泥中颗粒大多相互排斥,因水合作用,有一层水附于颗粒表面而障碍了颗粒相互结合,而且污泥颗粒一般带负电荷,相互排斥,形成了稳定的分散状态。要克服水合作用和电性排斥作用,增大污泥颗粒的大小,中和电性,让吸附水释放出来,以改善污泥的浓缩和脱水性能。方法有:
    (1) 脱稳、凝聚。脱稳依靠在污泥中加入有机絮凝剂、无机盐等混凝剂,使污泥形成颗粒大、孔隙多和结构强的滤饼。无机调理剂有三氯化铁、三氯化铝、硫酸铝、聚合铝、石?#19994;?有机调理剂有聚丙烯酰胺等。无机调理剂价廉易得,但用量大,pH 值的影响大;而有机调理剂则与之相反。综合应用2~3 种无机调理剂和有机絮凝剂,混合?#26460;?#25110;?#26469;甕杜?能提高效能。
    (2) 改善颗粒间的结构,减少过滤阻力,使?#27426;氯?#36807;滤介质(滤布) 。无机沉淀物或填充料便为此物。
      2  污泥的化学稳定
      化学稳定是向污泥中投加化学药剂,以抑制和杀死微生物,消除污泥可能对环境造成的危害(产生恶臭及传染疾病) ,一般采用的方法有:
    (1) 石灰稳定法用石灰使污泥的pH 提高到11~11. 5 ,利用强碱性和石灰放出的大量热能杀灭病原体、降?#25237;?#33261;和钝化重金属。采用石灰乳产生的渣量大,但其脱水性好。
    (2) 氯稳定法氯能杀死病菌,有较长期的稳定性。但pH 低,过滤性差,而且氯化过程中常发生有毒的氯胺,给后续处置带来一定困?#36873;?#25925;选择石灰稳定法。
      3  絮凝剂的选择及用量
      应根据污泥的种类和性质选择有机高分子絮凝剂。污泥中VSS/ SS ( SS 中有机物比例) 较高时,应尽量选择阳离子度高的絮凝剂,并增加絮凝剂的投加量;污泥中SS 浓度高时,应选用高分子量的絮凝剂; SS 浓度低时,应选用分子量较低的絮凝剂;污泥PH 值高时(如消化污泥) ,应选用官能团为季铵盐结构的絮凝剂; PH 值低时,叔铵盐和季铵盐结构的絮凝剂均可使用。
    污泥脱水主要使用带式压滤机和离心机两种类型,对絮凝剂的要求是有区别的。带式机要求使用中等分子量、中高阳离子度的絮凝剂;离心机要求使用高分子量、中?#33073;?#31163;子度和适度交联的絮凝剂。
      絮凝剂的用量应根据污泥的性质、浓度等由现场实验确定,一般用量为0. 5 %或24kg/ Tds。絮凝剂的投加量与泥饼含固率的关系如图1 所示。

    4  脱水工艺的确定
      目前常见的机械浓缩机有转鼓式脱水机、螺旋式脱水机、板框式压滤机、离心式脱水机、真?#23637;?#28388;机等,其中带式脱水机、板框式压滤机、离心式脱水机较常用。
    (1) 带式脱水机:自动化程度不高,进入压滤机的污泥要求絮凝体大、密实、强度高,而出泥的含固率低,污泥的截流率也较低。浓缩脱水效果差,虽占地面积不大,但敞开工作有臭味,现场工作环境差,滤布容易?#27695;?需常清洗,管理人员劳动强度大。大量使用清洗水和絮凝剂运行成本高。
    (2) 板框式压滤机:出泥含固率高,自动化程度不高,机型庞大,附属设备多,站地面积大,工作时也是敞开式,工作环境差,滤布容易?#27695;?需常清洗,管理人员劳动强度大。大量使用清洗水和絮凝剂运行成本高。
    (3) 离心式脱水机:对污泥浓度适应性强,出泥的含固率高,出泥量大,工艺过程简单、控?#21697;?#20415;、自动化程度高、耗药量小、操作条件好(密封、无气味) 、设备小、效率高、分离能力强等优点。故选择离心式脱水工艺。
      离心式脱水机有?#36864;? 1000 ~ 3000) 、中速(1500~3000) 、高速(3000 以上) 三类。在污泥脱水处理中,由于高速离心机转速快、对污泥有冲击和剪切作用,而且对加入絮凝剂后形成的大块絮状物有破坏作用,因此?#23460;?#29992;?#36864;?#31163;心机。根据离心机的形状有转筒式离心机和盘式离心机,其中转筒式离心机应用广泛。它是靠离心沉降的原理来实现浓缩脱水一体化的。由于污泥浓缩的工艺要求较高,决定了该类离心机必然是具?#34892;?#24046;速、双向?#36153;?#24182;且带有自动反馈调节装置、推料功率自动补偿的功能。

    (4) 工艺原理:待处理的污泥与一定剂量的高分子絮凝剂混合进入离心机后,絮凝成的矾花在离心力场的作用下固液分离,由于离心机的差速较小,整个系统推料非常慢,以至于在螺旋叶片之间,污泥越积越多,当螺旋锥端的叶片全充满时,就形成了双向?#36153;?#30340;状态,此时污泥被挤得非常干;当污泥越积越多达到半?#27695;?#29366;态时,自动反馈装置将差速自动加大,推料功率增加,将挤干的污泥排出,从而达到污泥浓缩脱水的要求。该机的主要构件是转筒和装于筒内的螺旋输泥机。污泥通过中空轴连续进入筒内,由转筒带动污泥高速旋转,在离心力的作用下,泥水分离形成两层。螺旋输泥机与转筒同向旋转,但转速略有差异,?#35789;?#27877;机的螺旋刮刀对转筒有相对转动,将泥饼由左端推向?#21494;?最后?#20248;?#27877;口排出,澄清水则由另?#27426;?#25490;水口流出。因离心机出泥端转鼓呈圆锥形,泥渣被螺旋输送离开液面后,要经过脱水区域进一步脱水,因此离心机的泥饼含固率较高。离心机的运行性能如表1 。
      从表1 可知:污泥加入絮凝剂后,脱水含固率明显提高。
    5  污泥处理工艺流程
      污泥处理工艺流程见图2 。

    5. 1  工艺组成
      由进料系统、投药系统、脱水系统、污泥收集系统等组成。进料系统主要有带变频装置的螺杆泵和电磁流量计组成,螺杆泵可根据需要调速改变流量大小。投药系统主要由混合斗、搅拌药池、带变频装置的螺杆泵以及流量计组成。混合斗内的PAM ,与压力水混合后通过水射器送?#20004;?#25292;药池,充分搅拌成浓度为0. 5 %的溶液。螺杆泵根据投加量大小从药池抽吸PAM 溶液送至离心脱水机。脱水系统主要由离心机组成。加入石灰溶液可以杀死污泥中的病毒和细菌,减少重金属的污染。
    5. 2  工艺流程
      进料螺杆泵从污泥池抽吸污泥与石灰、FeCl3液混合后计量送至离心机,与此同时,投药螺杆泵也把调好的PAM 溶液计量送至离心机,两者在离心机进口处混合并进入高速旋转中的离心机内,在离心力的作用?#29575;?#29616;泥、水分离。脱水泥饼从离心机的固相排口排出装袋或由螺旋输送机输送至指定地方,再用车或船外运处置。
    6  运行情况
      转筒式离心机在某污水处理厂处理污泥情况见表2 、表3 。
      测定条件:污泥为初沉池污泥,采用聚丙烯酰胺(阳离?#26377;?#32110;凝剂)

    7  结论
    (1) 转筒式离心机运转费用较低,自动化程度高,操作简便。
    (2) 加入絮凝剂后脱水含固率明显提高,效果好于不加絮凝剂。
    (3) 在污泥中加入石灰可杀灭病原体、降?#25237;?#33261;和钝化重金属,保护了环境。
    (4) 在污泥中加入三氯化铁、阳离?#26377;?#32858;丙烯酰胺等几种絮凝剂,混合?#26460;?#25110;?#26469;甕杜?能提高污泥的脱水效能。

    (来源: 来宝网 )


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