污水廠絮凝劑耗藥量對(duì)污泥脫水性能影響研究

陸丁偉

(竹園第一污水處理廠，上海 200137)

污水在處理過(guò)程中產(chǎn)生了大量的剩余污泥，污泥采用濃縮、機(jī)械脫水工藝處理后運(yùn)至污泥填埋場(chǎng)填埋處置。

污水在生化處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥是含水豐富(含水率達(dá)95%～99．5%)的帶負(fù)電荷的粒子群，故必須對(duì)其進(jìn)行脫水操作，以降低污泥含水率，減少污泥的質(zhì)量和體積以便于進(jìn)一步處置［1］。通過(guò)近年來(lái)的研究，最有效的減少污泥數(shù)量、改進(jìn)污泥脫水性質(zhì)的途徑之一，就是結(jié)合具體情況研究選用合適的絮凝劑。其作用原理為通過(guò)投加絮凝劑，在污泥膠質(zhì)微粒表面起化學(xué)反應(yīng)、中和污泥膠質(zhì)微粒的電荷，并通過(guò)架橋作用促使污泥微粒凝聚成大的顆粒絮體，同時(shí)使水從污泥顆粒中分離出來(lái)，從而提高污泥的脫水性能［2］。本文主要考察上機(jī)試驗(yàn)中絮凝劑耗藥量對(duì)污泥脫水性能的影響。

1 污泥處理工藝流程

污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的剩余污泥經(jīng)由濃縮工藝處理，加入絮凝劑陽(yáng)離子聚丙烯酰胺調(diào)理泥質(zhì)，提高污泥的脫水性能，再由螺桿泵提升進(jìn)入離心脫水機(jī)在離心力的作用下使泥水分離、污泥得到減容減量處理。脫水設(shè)備使用ANDRITZ的D7LL臥螺式離心機(jī)，絮凝劑采用巴斯夫公司絮凝劑。

2 上機(jī)試驗(yàn)及檢測(cè)設(shè)備

ANDRITZ臥螺沉降離心機(jī) 1臺(tái)，Seepex污泥螺桿泵 1臺(tái)，TOMAL絮凝劑溶解投配系統(tǒng)1套，MB45鹵素水分測(cè)定儀2臺(tái)，HB43-5鹵素水分測(cè)定儀1臺(tái)，燒杯、取樣針筒若干。

3 試驗(yàn)過(guò)程與分析

上機(jī)試驗(yàn)主要考察陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的藥耗對(duì)污泥脫水性能的影響，包括對(duì)脫水后泥餅含水率及濾液中的SS回收率等的影響，確定脫水效果佳且經(jīng)濟(jì)合理的藥耗參數(shù)。上機(jī)試驗(yàn)根據(jù)進(jìn)泥流量范圍分三個(gè)階段進(jìn)行:60 m3/h～65 m3/h，65 m3/h～70 m3/h，70 m3/h～75 m3/h。具體參數(shù)如表1所示。

表1 試驗(yàn)流量范圍分段表

從表1可看出，上機(jī)試驗(yàn)進(jìn)泥濃度基本維持在97%左右，略有波動(dòng)但波動(dòng)很小，這為脫水取得優(yōu)良效果提供了保證。

3．1 進(jìn)泥流量為60 m3/h～65 m3/h時(shí)運(yùn)行分析

第一階段試驗(yàn)進(jìn)泥流量為60 m3/h～65 m3/h，進(jìn)泥干固體負(fù)荷為1 750 kg/h～1 860 kg/h，逐漸減少絮凝劑的投加量，調(diào)節(jié)離心機(jī)的差速，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得到流量60 m3/h～65 m3/h時(shí)泥餅含水率及污泥回收率隨藥耗變化曲線圖如圖1所示。

圖1 泥餅含水率及污泥回收率隨藥耗變化曲線圖（流量60 m3/h～65m3/h）

分析圖1可知，每噸干污泥耗藥量在3．69 kg/TDS～4．62 kg/TDS范圍內(nèi)，隨著藥劑投加量的減少，泥餅含水率呈現(xiàn)一個(gè)先減小后增大的趨勢(shì)，而污泥回收率呈逐漸減小的趨勢(shì)。這是因?yàn)榧尤胍欢康男跄齽┖?，在其電性中和、吸附架橋等功能的作用下破壞了膠體的穩(wěn)定性，使其易于脫水，隨著劑量的增加脫水效果達(dá)到了一個(gè)最佳值;在此基礎(chǔ)上再加大藥劑量，過(guò)量的正電荷再次包圍著污泥顆粒形成穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而阻礙了細(xì)小顆粒的絮凝沉降，導(dǎo)致固液分離困難［3］，表現(xiàn)為泥餅含水率回升。

3．2 進(jìn)泥流量為65 m3/h～70 m3/h，70 m3/h～75 m3/h時(shí)運(yùn)行分析

第二階段試驗(yàn)進(jìn)泥流量為65 m3/h～70 m3/h，進(jìn)泥干固體負(fù)荷為1 750 kg/h～2 100 kg/h;第三階段試驗(yàn)進(jìn)泥流量為70 m3/h～75 m3/h，進(jìn)泥干固體負(fù)荷為2 100 kg/h～2 200 kg/h，在各階段根據(jù)不同流量調(diào)節(jié)其加藥量和運(yùn)行差速，得到脫水后泥餅含水率和污泥回收率隨藥耗變化曲線如圖2，圖3所示。

分析圖2可知，隨著加藥量逐漸減少其泥餅含水率也呈現(xiàn)一個(gè)先減小后增大的趨勢(shì)，表現(xiàn)出了與圖1一致的規(guī)律，而SS回收率也是呈現(xiàn)逐漸遞減的趨勢(shì)。

分析圖3則表現(xiàn)出不一樣的趨勢(shì):隨著加藥量的遞減其SS回收率呈現(xiàn)出遞減且不穩(wěn)定的狀態(tài)，而泥餅含水率則呈現(xiàn)出逐漸增加的趨勢(shì)。分析其原因有二:1)藥劑投加量不夠，不足以中和掉污泥絮體表面的負(fù)電荷而破壞膠體的穩(wěn)定性;2)該廠臥螺離心機(jī)的最佳干固體運(yùn)行負(fù)荷為1 800 kg/h～2 100 kg/h，因其超負(fù)荷的運(yùn)行，多余的干固體將從上清液中排出，上清液的懸浮物會(huì)急劇增多，但脫水泥餅的產(chǎn)量并沒有增加，會(huì)造成電耗、污泥泵、離心機(jī)磨損的增加，不利于污泥脫水成本的控制［4］。而當(dāng)藥劑投加量不足時(shí)，這種現(xiàn)象將更加明顯。

圖3 泥餅含水率及污泥回收率隨藥耗變化曲線圖（流量70 m3/h～75 m3/h）

4 結(jié)論與建議

通過(guò)三個(gè)階段的離心脫水上機(jī)試驗(yàn)，結(jié)果表明固體負(fù)荷在1 750 kg TDS/h～2 200 kg TDS/h，調(diào)整其差速在4 r/min～5 r/min的運(yùn)行狀態(tài)下，控制藥耗在3．93 kg/TDS～5．12 kg/TDS范圍內(nèi)，皆可得到泥餅含水率不大于77%、污泥回收率不小于97%的優(yōu)良脫水效果。在固體負(fù)荷大于額定負(fù)荷2 100 kg TDS/h的狀態(tài)下，試驗(yàn)結(jié)果表明雖然藥耗沒有明顯增加，但藥耗優(yōu)化空間不大，泥餅含水率增加，SS回收率降低，故生產(chǎn)時(shí)設(shè)備在負(fù)荷臨界點(diǎn)附近運(yùn)行會(huì)有不達(dá)標(biāo)情況發(fā)生。

［1］申迎華，王 斌，王志忠．有機(jī)高分子絮凝劑在污泥脫水中的應(yīng)用［J］．高分子材料科學(xué)與工程，2004，20(5):55-58．

［2］朱 亮，張文妍．水處理工程運(yùn)行與管理［M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:194．

［3］劉曉娜，孫幼萍，譚 燕，等．PAM絮凝劑對(duì)污泥脫水性能的影響研究［J］．廣西輕工業(yè)，2011，147(2):96-97．

［4］張偉華．臥式螺旋離心機(jī)在污泥脫水中的運(yùn)行控制［J］．北方環(huán)境，2011，23(11):42-43．