PFS與草木灰協(xié)同調(diào)理污泥的工程試驗(yàn)研究

何濤+鄭杰+劉幫樑

摘要：指出了在市政污水廠污泥深度處理中，以“PFS+草木灰”作為調(diào)理劑，通過高壓板框機(jī)壓濾脫水，可將污泥含水率降低至55%以下，泥餅的營(yíng)養(yǎng)成分、熱值等較“FeCl3+生石灰”調(diào)理法有了明顯改善，脫水泥餅更適合堆肥、土地利用和焚燒等資源化處置。

關(guān)鍵詞：草木灰；污泥；含水率；調(diào)理

中圖分類號(hào)：X705

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9944（2016）24-0070-03

1 引言

污泥深度脫水作為污泥處置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性已逐步得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可。污泥經(jīng)機(jī)械脫水后剩余水分主要是吸附水和內(nèi)部水，需經(jīng)過化學(xué)或物理方式改變污泥脫水性能[1]。國(guó)內(nèi)外對(duì)于污泥深度脫水調(diào)理劑也進(jìn)行了大量的研究，多以“FeCl3+生石灰”聯(lián)合調(diào)理為主，此法生產(chǎn)的泥餅在堆肥、焚燒和土地利用等最終處置上存在局限性，泥餅最終去向主要為填埋[2～3]，不符合污泥的資源化處置方向，因此選擇既能改善污泥脫水性能又有助于污泥后期資源化處置的調(diào)理劑是當(dāng)下深度脫水主要研究趨勢(shì)。

本文是通過污泥深度脫水工藝，以草木灰作為主要調(diào)理劑，通過工程試驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)和泥餅指標(biāo)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出結(jié)論。

2 試驗(yàn)準(zhǔn)備與試驗(yàn)過程

2.1 污泥來源

此次試驗(yàn)污泥來源于安徽省阜陽市潁南污水處理廠生化單元排放的剩余污泥，污泥含水率約99%。

2.2 試驗(yàn)場(chǎng)地及設(shè)施

本次工程試驗(yàn)場(chǎng)地為該廠的污泥深度脫水車間，利用該廠現(xiàn)有的高壓壓濾脫水設(shè)備。

2.3 試驗(yàn)藥劑

本次試驗(yàn)使用的藥劑為：草木灰、PFS（鐵鹽）、絮凝劑、石灰、FeCl3。

草木灰為植物（草本和木本植物）燃燒后的殘余物，具備了植物所含的所有礦質(zhì)元素，其中含量最多的是鉀元素 [4]。本次試驗(yàn)所用草木灰為阜陽市秸稈發(fā)電廠焚燒后剩余的爐灰，經(jīng)預(yù)處理后的產(chǎn)品，粒度為200目，相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

2.4 試驗(yàn)工藝及過程

（1）污泥濃縮系統(tǒng)：污水處理廠貯泥池剩余污泥經(jīng)管道泵抽入污泥轉(zhuǎn)鼓濃縮機(jī)，添加絮凝劑，經(jīng)過濃縮后的污泥（含水率約95%）進(jìn)入暫儲(chǔ)槽備用。

（2）污泥調(diào)理系統(tǒng)：濃縮后的污泥通過污泥泵送至污泥調(diào)理池中，向污泥調(diào)理池自動(dòng)投加調(diào)理藥劑（鐵鹽和草木灰/鐵鹽+石灰），進(jìn)行混合攪拌對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理改性處理。

（3）污泥深度脫水：高壓污泥泵將調(diào)理后的污泥通過一定的控制流程，按照設(shè)計(jì)的壓力及時(shí)間，完成污泥的壓濾脫水。

（4）污泥卸泥及堆放：完成壓濾后，系統(tǒng)將進(jìn)入自動(dòng)卸泥流程，將壓濾后的污泥通過螺旋輸送機(jī)輸送至泥餅儲(chǔ)存斗堆放，其含水率在60%以下。

其中“FeCl3+生石灰”為該污水廠長(zhǎng)期使用的藥劑，本次直接采用廠區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)（圖1）。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 泥餅特征

脫水污泥泥餅特征見表2。

3.2 泥餅檢測(cè)結(jié)果及分析

以阜陽潁南污水處理廠的脫水污泥作為檢測(cè)對(duì)象，污泥檢測(cè)結(jié)果如表3。

從表3可以看出，用草木灰作為調(diào)理劑，泥餅2的熱值比泥餅1增加了317 kCal/kg，且泥餅2的調(diào)理劑未使用三氯化鐵，減少了泥餅中的氯含量，泥餅2比泥餅1更適合于焚燒處置，焚燒過程中有效減少了二噁英的產(chǎn)生；對(duì)比泥餅1，泥餅2中的有機(jī)物含量增加了10.4%，總鉀含量增加了5%，總氮和總磷的含量相差很小，pH值接近中性，當(dāng)泥餅用于堆肥時(shí)，泥餅2顯示出了優(yōu)勢(shì)，特別是其含有的鉀元素，很大程度上提高了堆肥產(chǎn)品的肥性，增加堆肥產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，堆肥作為污泥處置與利用最資源化的方法非常適合泥餅2的最終化處置；泥餅2的含水率比泥餅1增加了4.2%，在減少污泥含水率方面，生石灰對(duì)于污泥的調(diào)理效果明顯要強(qiáng)于草木灰。

以“PFS+草木灰”作為調(diào)理劑生產(chǎn)出的高干脫水污泥不僅在污泥的焚燒和堆肥處置上具有可行性，而且在污泥的土地利用上也具有很好的利用價(jià)值。從表3中可以看出，泥餅2中的pH值、總養(yǎng)分、有機(jī)物含量以及重金屬含量等主要指標(biāo)都符合園林綠化用泥質(zhì)及土地改良用泥質(zhì)國(guó)家規(guī)范中的要求[5～6]，剛生產(chǎn)出的泥餅2經(jīng)過二次晾干后，含水率完全可以達(dá)到50%以下，能滿足污泥各種處置方式中對(duì)于泥餅的含水率要求。

3.3 工藝運(yùn)行數(shù)據(jù)及成本分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)來自阜陽潁南污水處理廠污泥深度脫水工程試驗(yàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，該廠壓濾機(jī)過濾面積100 m2，進(jìn)料壓力1.2 MPa，最大壓榨壓力5.0 MPa，表4為投加比例為絕干污泥比例的工程試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

從表4中的相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出以下結(jié)論：

①PFS投加量在4.5%～6.5%之間，草木灰投加量在25%～35%之間，經(jīng)過高壓板框壓濾機(jī)壓濾后，含水率可以達(dá)到50%～61%，壓濾周期為89～105 min。

②PFS投加量一定，污泥含水率隨著草木灰投加量增加相應(yīng)降低，壓濾機(jī)運(yùn)行周期變化不大，隨著草木灰添加量的增加，壓濾機(jī)處理能力將降低。

③草木灰投加量一定，泥餅含水率隨著PFS投加量增加而降低，但超過5.5%時(shí)已不夠明顯。

④PFS投加量5%，草木灰投加量30%，可滿足含水率降低到55%以下。

試驗(yàn)中采用的草木灰均來自于當(dāng)?shù)亟斩挵l(fā)電廠，草木灰的成本費(fèi)用主要來自于運(yùn)輸費(fèi)和 人工裝卸費(fèi)用，與石灰比較，具體運(yùn)行數(shù)據(jù)見表5。

4 結(jié)論

（1）“PFS+草木灰”作為污泥高干脫水調(diào)理劑比傳統(tǒng)方式“FeCl3+生石灰”的聯(lián)合調(diào)質(zhì)生產(chǎn)出的泥餅在有機(jī)物含量、熱值和酸堿度方面都有了改善，泥餅的熱值達(dá)到2224.6 kCal/kg，有機(jī)物含量38.4%，pH值為6.9，鉀含量為11.3 g/kg。泥餅混合焚燒時(shí)，可減少二噁英生成所需原料；用于堆肥時(shí)，污泥中鉀等營(yíng)養(yǎng)成分提高了有機(jī)肥產(chǎn)品的肥效。

（2）采用“PFS+草木灰”調(diào)理劑，泥餅的含水率、有機(jī)物、總養(yǎng)分和重金屬等指標(biāo)符合污泥園林綠化和土地改良用泥質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。

（3）以“PFS+草木灰”作為調(diào)理劑在距離草木灰原產(chǎn)地較近的地區(qū)，其運(yùn)行成本大幅低于“FeCl3+生石灰”調(diào)理劑。

參考文獻(xiàn)：

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