絮凝剂对污泥脱水性能的改善(精)

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絮凝剂对污泥脱水性能的改善
絮凝剂对污泥脱水性能的改善
摘要 :指出好氧强曝气后污泥的沉降性能,并着重以 APAM 、 CPAM 和
ciba7635三种絮凝剂对 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 (0. 1~0.4×109S 2/g 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 (APAM/CPAM 和
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。

2. 2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 30mg /L 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 40mg /L 。

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 60mg /L 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
30mg /L 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, CPAM 和 ciba 两种絮凝剂
都在 30mg /L 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 20mg /L 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 30mg /L 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。

(2CPAM在浓度为 60mg /L 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 30mg /L 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 10mg /L~50mg/L 是相一致的。

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