絮凝劑PAM 濃度對(duì)帶式壓濾機(jī)固化效率的影響

畢 楊 王駿林 王子琦

（中建水務(wù)環(huán)保有限公司，北京 100070）

0 引言

城市河道是城市自然資源的重要組成部分，具有防洪排澇、農(nóng)田灌溉、河道運(yùn)輸、氣候調(diào)節(jié)和景觀休閑等重要功能。 但隨著工業(yè)化和城市化的進(jìn)程，河道生態(tài)遭到破壞，大量淤泥堆積造成水環(huán)境污染。 進(jìn)行河道淤泥清理，對(duì)于恢復(fù)河道功能，改善城市居民生活環(huán)境具有重要意義。 河道中清理出的淤泥具有量大、含水量高、有惡臭的特點(diǎn)，淤泥必須經(jīng)過(guò)脫水干化處理才能運(yùn)輸和處置。

常見(jiàn)的淤泥脫水設(shè)備有帶式壓濾機(jī)、 板框式壓濾機(jī)等。 淤泥脫水設(shè)備中帶式壓濾機(jī)具有能耗少、能持續(xù)運(yùn)作、管理簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，目前應(yīng)用較為普遍。 帶式壓濾機(jī)的脫水效果受到絮凝劑添加、 濾帶性質(zhì)等的影響。

本文結(jié)合工程實(shí)踐，從絮凝劑的選擇和用量對(duì)帶式壓濾機(jī)的脫水效果進(jìn)行了研究， 以期達(dá)到更好的脫水效果， 為各工程河道清淤脫水工序提供參考。

1 帶式壓濾機(jī)工作原理

帶式壓濾機(jī)的工作原理， 設(shè)備設(shè)置水區(qū)重力脫水裝置、預(yù)壓區(qū)、低壓區(qū)和高壓區(qū)的三級(jí)壓力脫水系統(tǒng)。 水區(qū)重力脫水裝置，有較長(zhǎng)的重力脫水區(qū)域，使自由水與污泥充分分離。 然后污泥進(jìn)入，預(yù)壓區(qū)、低壓區(qū)和高壓區(qū)的三級(jí)壓力脫水系統(tǒng)， 使污泥逐漸加壓脫水。

設(shè)備設(shè)置濾帶漲緊系統(tǒng)， 采用氣動(dòng)漲緊裝置， 糾偏裝置是由高靈敏氣動(dòng)檢測(cè)開(kāi)關(guān)即時(shí)感應(yīng)， 并隨時(shí)將偏離誤差信號(hào)傳給PLC 控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)整。

圖1 帶式污泥脫水機(jī)脫水工藝圖

2 P AM 聚丙烯酰胺的絮凝原理

帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，需添加絮凝劑來(lái)輔助泥水分離， 絮凝效果的好壞會(huì)直接影響整體脫水效果。絮凝劑種類(lèi)繁多，例如聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)。 其中PAM 聚丙烯酰胺在污泥脫水中應(yīng)用最為廣泛。

PAM 絮凝作用的產(chǎn)生是通過(guò)，使泥水中的膠體和懸浮物在電中和及架橋吸附作用下相互吸附黏合，從而形成大體積的易分離的絮凝物。

圖2 PAM 絮凝架橋模型

由于不同類(lèi)型的污泥含水率、雜質(zhì)、理化性質(zhì)均存在較大區(qū)別，對(duì)于絮凝劑添加濃度的要求也會(huì)存在較大的差異。 研究表明，0.3%～0.4%的PAM 為污水處理廠污泥脫水添加絮凝劑的適宜濃度，但河道清淤脫水的絮凝劑適宜濃度仍缺乏指導(dǎo)。本文探究了河道清淤脫水中PAM 絮凝劑的適宜濃度， 以期為清淤工程提供指導(dǎo)。

3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果分析

污泥在脫水前必須先經(jīng)過(guò)絮凝過(guò)程, 絮凝效果的好壞對(duì)脫水效果有很大的影響。 對(duì)于不同類(lèi)型的污泥必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)合理地選擇絮凝劑及確定絮凝劑的最佳用量,以獲得最好的絮凝效果。 為此必須通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定污泥絮凝劑使用的最佳條件。

本次試驗(yàn)針對(duì)江陰黑臭水體整治工程河道，淤泥來(lái)自江陰市運(yùn)糧河。 本次試驗(yàn)過(guò)程，在污泥漿液中投入不同濃度的PAM，通過(guò)帶式壓濾機(jī)后，測(cè)定末端固化后的泥餅含水量。影響絮凝效果的主要有以下6 個(gè)因素，分別是絮凝時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、攪拌時(shí)間、溫度、調(diào)理劑投入量、投入方式。

本次試驗(yàn)采用投入方式為濕投， 在本工程實(shí)踐過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)濕投較干投入效果更佳。試驗(yàn)過(guò)程中均采用濕投。試驗(yàn)過(guò)程中，嚴(yán)格控制了絮凝時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、攪拌實(shí)踐、溫度等因素。 避免以上因素對(duì)試驗(yàn)的影響。

凝時(shí)間是影響絮凝效果的一個(gè)重要因素。由于布朗運(yùn)動(dòng)的作用，顆粒的絮凝沉淀需要很長(zhǎng)時(shí)間。

絮凝發(fā)生必須具有攪拌過(guò)程。攪拌不充分時(shí)，不利于調(diào)理劑的分散和絮團(tuán)的形成，要為微絮粒的接觸碰撞提供必要的紊流條件和絮體成長(zhǎng)所需的足夠時(shí)間。

水溫低，水的黏度大，布朗運(yùn)動(dòng)不活躍，無(wú)機(jī)組分的陽(yáng)離子擴(kuò)散作用不明顯， 而且膠粒運(yùn)動(dòng)阻力大，顆粒不易下沉，形成礬花細(xì)小、松散，絮凝效果差。

投劑方式有干投和濕投兩種，投入方式對(duì)作用效果的最大化存在影響，加藥量以及加藥濃度與水中分散質(zhì)有密切的關(guān)系。

本次試驗(yàn)采用的濃度系數(shù)分別為0.8 g/L，1.0 g/L，1.2 g/L，1.4 g/L，1.6 g/L。

實(shí)踐結(jié)果如表1 和圖3 所示。

表1 實(shí)踐結(jié)果

圖3 添加不同濃度PAM 后的泥餅含水率

通過(guò)以上試驗(yàn)可以看出， 投入絮凝劑含量對(duì)污泥固化存在影響。 隨著投入量的增加，可以降低泥餅的含水率，提高固化效率。 但并不是投入越多的絮凝劑就能持續(xù)提升固化效率，以本工程為例，當(dāng)濃度達(dá)到1.2 g/L，隨著絮凝劑濃度提高，污泥固化效率出現(xiàn)下降。 同時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)隨著濃度的增加，濃度對(duì)絮凝抑制的影響基本穩(wěn)定。 隨著濃度增加，固化效率基本穩(wěn)定。

4 結(jié)論及建議

綜合以上試驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論。

（1）針對(duì)不同的河道清淤固化工程，在實(shí)施前應(yīng)根據(jù)不同的淤泥狀況選擇適合的絮凝劑及絮凝劑投入濃度和方式。

（2）合理的絮凝劑濃度不但可以提高污泥固化效率，同時(shí)可以降低絮凝劑的使用量，提升污泥固化經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。針對(duì)本工程案例，當(dāng)PAM 投入濃度達(dá)到1.2g/L 時(shí)，效果最佳。

（3）影響泥漿絮凝的因素很好，在工程實(shí)踐中，為探索更加高效的工藝參數(shù)，需將每個(gè)影響參數(shù)均做合理考慮。