污泥濃縮試驗(yàn)研究
摘要：采用加壓和減小排水路徑的方法對(duì)污泥進(jìn)行了濃縮試驗(yàn)研究，得到了沙網(wǎng)柱直徑及所加壓力對(duì)污泥濃縮效果影響的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果對(duì)未來(lái)污水廠的設(shè)計(jì)和現(xiàn)有污水廠的改進(jìn)有一定的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：加壓；污泥濃縮；沙網(wǎng)柱
1 前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，人們生活水平逐步提高，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，生活污水排放量日益增加，城市污水處理廠也相應(yīng)增多。這固然對(duì)解決我國(guó)水污染問(wèn)題有著積極的作用，但污泥的有效處理和處置問(wèn)題仍需深入研究。污泥濃縮效率的高低和濃縮效果的好壞直接影響污泥處理成本。污泥中所含的水分大致可分為［1,2］：空隙水、毛細(xì)水、吸附水和內(nèi)部水。在壓力作用下有效去除部分水，可以減小污泥體積，減輕后續(xù)構(gòu)筑物和處理單元的壓力。為此筆者設(shè)想出該試驗(yàn)，以從唐山市西郊污水處理廠濃縮池出來(lái)的污泥進(jìn)行了濃縮試驗(yàn)研究，以期獲得預(yù)期結(jié)果。
2 試驗(yàn)方法
2．1試驗(yàn)裝置
試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖如圖1所示，下端鉆孔排水，設(shè)一閥門(mén)控制排水條件。加壓罐內(nèi)徑為100 mm, 高為450 mm。另外還需要分析天平、干燥箱、水浴鍋和蒸發(fā)皿等儀器。
2．2試驗(yàn)污泥
試驗(yàn)污泥取自唐山市西郊污水處理廠。該廠濃縮池的出泥沉降性能良好，污泥基本穩(wěn)定。
2．3測(cè)試方法及試驗(yàn)步驟
按照排水途徑和所加壓力的不同逐次進(jìn)行試驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行比較。
A：取泥樣20 L。
B：做好加壓罐內(nèi)準(zhǔn)備工作。罐內(nèi)放好承托層，濾砂及沙柱；投加絮凝劑，裝滿污泥。
C：加壓，維持一定壓力，同時(shí)記錄時(shí)間。
D：出水在每分鐘少于40滴時(shí)停止加壓，并記錄時(shí)間。
E：待壓力減為零時(shí)開(kāi)蓋取泥樣。
F: 處理試樣，并測(cè)定處理前后污泥含水率，計(jì)算含水率差。將60 mL蒸發(fā)皿編號(hào)后放進(jìn)烘箱內(nèi)，以105℃～10℃的溫度烘2 h至恒重，取出后放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，用萬(wàn)分之一分析天平稱重，記錄重量Ｗ1；再把約20 mL污泥加入蒸發(fā)皿，稱重并記錄重量Ｗ1+Ｗs，用恒溫水浴鍋蒸干；然后放入105℃～110℃的烘箱內(nèi)烘2 h，取出放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，用萬(wàn)分之一天平稱重，并記錄重量Ｗ2。將所得數(shù)據(jù)代入下式，并計(jì)算含水率：
3 試驗(yàn)現(xiàn)象
為了提高對(duì)污泥濃縮的效率，達(dá)到順利排水的目的，加壓罐底部采用多孔排水。當(dāng)無(wú)沙柱時(shí)，泥水只向下排放；當(dāng)中間加入沙柱時(shí)，可以看到排水路徑大大減小，濾沙以上的含水沿沙柱多了徑向排放。表明此次污泥濃縮效果好。
4試驗(yàn)結(jié)果分析
4．1沙柱對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響
由表1數(shù)據(jù)可知無(wú)沙柱時(shí)泥樣處理前后含水率差值（ΔP）為0.07%～0.18%，時(shí)間為14 min～25min，排水路徑大而且單一，故濃縮效果不明顯。加直徑21.6 mm的沙網(wǎng)柱時(shí)，泥樣處理前后含水率差值（ΔP）變?yōu)?.45%～0.61% ，時(shí)間為17 min～28 min，時(shí)間有所減短，并且污泥效果比沒(méi)有沙柱時(shí)要好得多；當(dāng)加直徑30.1 mm的沙網(wǎng)柱時(shí)，泥樣處理前后含水率差值（ΔP）為0.45%～0.66% 時(shí)間明顯減少為15 min～18 min？梢(jiàn)減小排水路徑可增強(qiáng)壓縮效果，有利于污泥濃縮。
4．2
加入絮凝劑的目的是使固體顆？焖倬奂。由表2中數(shù)據(jù)可以看出不加絮凝劑時(shí)泥樣處理前后含水率差值（ΔP）為0.34%～0.65%；當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程加入5‰的絮凝劑時(shí)，泥樣處理前后含水率差值（ΔP）變?yōu)?.68%～0.75%，處理效果明顯變好；當(dāng)加入10‰的絮凝劑時(shí)，含水率差值（ΔP）與加入量5‰時(shí)差不多，但是形成的顆粒較大，容易堵塞或無(wú)法達(dá)到預(yù)定的壓力。考慮絮凝劑自身成本和實(shí)際壓力可達(dá)到的情況，所以投加量一般控制在3‰～5‰。
4．3壓力對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響
增加壓強(qiáng)可以強(qiáng)制水快速穿過(guò)濾層，加快過(guò)濾速度，減少過(guò)濾時(shí)間。然而，增加的壓強(qiáng)過(guò)大，會(huì)使處理水將濾層破壞，發(fā)生穿濾現(xiàn)象，達(dá)不到濾層對(duì)處理水的過(guò)濾效果。因此，結(jié)合試驗(yàn)條件，選用0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa三個(gè)壓強(qiáng)值做試驗(yàn)，其它試驗(yàn)條件不變。數(shù)據(jù)如表3。
由表3數(shù)據(jù)可以看出壓強(qiáng)值為0.4 MPa時(shí)含水率差最大為0.13%；當(dāng)壓強(qiáng)為0.6 MPa時(shí)含水率差最大的為0.66%；然而在相同情況下加壓為0.8MPa 時(shí)，由于水大量迅速排出，污泥發(fā)生穿濾現(xiàn)象，濾料沒(méi)有達(dá)到過(guò)濾效果；炯硬簧蠅，無(wú)法達(dá)到預(yù)定壓力，試驗(yàn)失敗。
5 結(jié)論
筆者設(shè)想出該試驗(yàn)，采用加壓和減小排水路徑方法對(duì)污泥進(jìn)行了濃縮試驗(yàn)研究，得出下列結(jié)論：縮短排水距離及增加壓強(qiáng)后，處理后的污泥體積大大減小，從而提高了污泥脫水的效率。本次試驗(yàn)使用的濾砂是沉砂池處理后的砂，可以調(diào)配級(jí)配；使用后考慮濾砂和泥餅一起處理，解決了沉砂池沉砂問(wèn)題。另外試驗(yàn)選擇的絮凝劑是陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺，如隨著技術(shù)的發(fā)展，可以找到一種代替它的更廉價(jià)的絮凝劑，則該技術(shù)的效益更加值得關(guān)注。
參考文獻(xiàn)：
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