混凝调理印染污泥脱水思考范文

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《环境工程杂志》2014年第七期

1实验部分

1.1实验原料实验污泥:印染污泥样品取自佛山市某工业污水处理厂污泥浓缩池，污水处理厂采用水解酸化－生物接触氧化工艺处理浆染废水及牛仔洗水。浓缩池污泥静置沉淀24h后得到实验用泥。印染污泥性质如表1所示。化学试剂:聚合氯化铝(PAC)，实验时浓度分别配成2，3，3.75，4.5，5.25，6，7.5g/L。阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)，实验时浓度分别配成25，40，50，75，100，125，150mg/L。水是去离子水，其他化学药品为分析纯试剂。主要仪器:D90-2F电动搅拌机，PS-WN-066污泥比阻测定实验装置，TDL-40B台式离心机，202-AON电热恒温干燥箱，PHS-3C精密pH计以及实验室常用仪器。

1.2实验方法

1.2.1混凝剂调理污泥1)单一混凝剂实验:从污泥浓缩池取一定量污泥于250mL烧杯中，每个烧杯倒入200mL污泥水样，加入不同浓度调理剂，使用D90-2F电动搅拌机进行搅拌，先以180r/min的转速搅拌1min，改变转速为80r/min再搅拌2min使药剂与污泥水样充分混合，进行后续的离心脱水实验以及混合液的比阻实验。2)两种混凝剂实验:取一定量污泥浓缩池污泥于250mL烧杯中，每个烧杯倒入200mL污泥水样，先加入一种污泥调理剂，使用D90-2F电动搅拌机进行搅拌，先以180r/min的转速搅拌1min，再加入另一种污泥调理剂，以180r/min搅拌1min，之后以80r/min搅拌2min，使之充分混合并反应，之后进行离心脱水实验以及混合液的比阻实验。

1.2.2污泥样品脱水实验1)污泥离心脱水实验:将之前已经加入调理剂调理好的污泥样品，倒入离心杯中，在TDL-40B台式离心机里以3500r/min转速下离心10min，倒出离心杯中的上清液，取出杯底的滤饼，测出滤饼含水率。2)污泥比阻实验:取100mL已经调理好的污泥样品倒入烧杯中，参照污泥比阻实验装置［6］，真空抽滤脱水至无水滴(真空度不变)，记录不同时间t以及相对应的滤液体积V，以V为横坐标，t/V为纵坐标，用图解法求出斜率b，计算污泥比阻γ，并测出相应的滤饼的含水率。污泥比阻是表示污泥过滤性的综合性指标，反应了污泥的脱水性能。污泥比阻越大，过滤性能越差，反之过滤性能越好。式中:P为过滤时压强降，g/cm2;F为介质过滤面积，cm2;b是图解法求出t/V与V形成的直线的斜率;μ为滤液黏滞系数，N/(S•m2);C为滤液产生滤饼干质量，g/mL，根据污泥以及滤饼中的干污泥量计算得出。

2结果与讨论

2.1聚合氯化铝(PAC)单独调理污泥分别对8个烧杯的污泥样品加入不同浓度的PAC进行实验，图2表示为污泥样品进行调理过后，污泥比阻随着PAC投加量的变化关系。图3则表示污泥投加了调理剂PAC之后，污泥含水率以及抽滤脱水后泥饼含水率的改变。图2表明投加PAC有助于降低污泥比阻，且有利于污泥脱水。图3得出，投加PAC也会降低污泥离心后的含水率以及滤饼含水率。当PAC投加量在3～3.75g/L时，污泥的比阻最小，且污泥离心脱水的含水率与污泥滤饼的含水率均最小。此时污泥比阻为3.46×1012m/kg，污泥离心脱水后含水率为89.02%，污泥滤饼的含水率从83.83%减小到77.04%。之后，随着PAC投加量的增加，污泥的比阻也随之增大，脱水效果变差。主要是因为PAC是阳离子型的电解质，利用其正电的水解产物可以吸附在带负电的污泥表面，但过量PAC会使污泥表面带正电，从而失去PAC与污泥颗粒发挥电中和的优势。因此，污泥的比阻增大，脱水性能变差［7］。从实验现象来看，加入PAC对污泥絮体的形成影响不大，肉眼几乎看不到污泥絮体的形成。

2.2阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)单独调理污泥分别对7个烧杯的污泥样品加入不同浓度的CPAM进行实验，图4为污泥样品经过CPAM调理之后，污泥比阻随CPAM投加量的改变。图5则表示，投加了CPAM之后，污泥离心脱水的含水率以及污泥抽滤脱水后泥饼含水率的改变。CPAM对污泥比阻和含水率的减小均有明显效果，通过比阻和污泥含水率的变化趋势来看，CPAM的最佳投加量在50mg/L。此时污泥比阻为0.687×1012m/kg，离心及真空抽滤后滤饼的含水率分别84.88%、75.24%。当投加少量CPAM时就可以观察到污泥结团，这是因为污泥带有负电荷，而CPAM带有很高的电荷密度，容易与污泥发生电性中和，因而结团。当污泥投加过量的CPAM时，污泥又带上正电荷，重新相互排斥而失稳，使其脱水性能降低［8］。已形成的这些絮体将包裹其周围的部分游离水结合成更大的团粒，这种团粒含有大量的游离水，脱水困难，滤饼含水率升高［9］。

2.3两种絮凝剂复合调理污泥先在污泥中加入PAC溶液，质量浓度保持在3.75g/L不变。以180r/min的转速搅拌1min，之后加入CPAM溶液，其投加量分别为0，25，40，50，75，100，125mg/L。充分搅拌3min进行实验，实验结果如图6、图7所示。从图6、图7得知:PAC溶液的用量对污泥脱水性能影响较小，而最佳的投加方式是先加一定量的PAC溶液，之后再加入CPAM溶液，综合比阻和含水率的两方面因素，PAC和CPAM的最佳投加量分别为3.75g/L、40mg/L。但这种投加方式污泥比阻的最小为6.007×1012m/kg。污泥离心后含水率为86.18%，滤饼含水率为75.28%。实验结果比单纯只加CPAM调理污泥的比阻值要大，其原因是，在对污水进行预处理阶段，已经向污水投加了一定量的PAC，所以，在污泥浓缩池中未进行带式压泥机之前的污泥可以单纯的只加CPAM调理污泥。Sommese等也提出了一种新的处理污泥方法:首先向难脱水的污泥中加入一定量无机絮凝剂;然后加入一定量的微粒组分;最后，向混合液中加入高分子絮凝剂。其原因是由于污泥中胶质颗粒多带负电荷，加入PAC之后，PAC在水中形成各种形态的水和络合物可以吸附带负电荷的胶体粒子，通过压缩双电层、电荷中和、羟基间的桥连等作用，使胶体脱稳。CPAM的吸附架桥作用使已经脱稳的胶体迅速形成大的絮体，实现固液分离［10］。

3结论

1)在PAC、CPAM对浓缩池污泥脱水效果实验中，PAC的最佳投加量为3～3.75g/L，CPAM的最佳投加量为50g/L。比阻分别为3.46×1012，0.687×1012m/kg。PAC加药后污泥离心含水率为89.02%，滤饼含水率为77.04%。CPAM加药后污泥离心含水率为84.88%，滤饼含水率为75.24%。二者相比较，CPAM脱水效果远远好于PAC。2)在PAC和CPAM联合调理污泥的实验中，污泥的比阻值较不加混凝剂有了一定的改善。在PAC、CPAM投加量分别为3.75g/L、40mg/L，比阻值减小为6.007×1012m/kg。但污泥离心后含水率的结果表明，2种混凝剂联合调理印染污泥效果不好，原因是印染污水在预处理混凝沉淀池时已加入了PAC用于沉淀印染污水中悬浮颗粒。因此，在污泥浓缩池再加入PAC效果反而不好。3)在实际生产中，污水厂每天产生2000m3的污泥，污泥进入压滤机之前每天CPAM的用量为125kg。通过实验得出CPAM最佳投加量为50g/L时，每天CPAM的用量减小为100kg，可以减小CPAM的用量，降低污水厂成本。

作者：张砾文罗建中邓俊强刘敏强单位：广东工业大学环境与工程学院