污水处理技术工艺

市政污泥脱水技术进展

发布日期:2019-04-30 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

前言

随着我国社会经济的快速发展,污水处理行业取得了长足的进步。污泥是污水处理过程中的副产品.它是一个由有机碎片、细菌、无机颗粒、胶体等组成的非常复杂的异质体。污泥有两个方面:一方面,污泥中含有氮、磷等营养物质和大量有机质,使其具备了制肥和燃料的基本条件;另一方面,污泥中还含有大量的病原体、寄生虫和生物降解物质,以及更多的重金属离子和有毒有害物质[3]。因此,城市污水处理厂的污泥处理越来越受到人们的重视。目前,卫生填埋、焚烧、堆肥是城市污泥无害化的主要途径。然而,这些方法对环境的影响很大,污泥焚烧的投资运营成本较高,不宜在我国广泛应用。污泥焚烧新技术在水泥窑中的应用,一方面可以在一定程度上处理污泥废物,减少城市污泥的无序排放;另一方面,可以有效利用污泥中有机燃料的热值,减少水泥熟料煅烧过程中一次能源的利用。

1.污泥中的水分形式

污泥中的固体颗粒主要是胶体颗粒,结构复杂,对水的亲和力强。污泥含水量有四种形式,即多孔水、毛细束缚水(毛细水)、表面吸附水(吸附水)和内部束缚水(内部水)。孔隙水是指由不同粒径的污泥颗粒所包围的游离水。它不直接与固体结合,因此很容易分离。它可以被重力分开。孔隙水一般占污泥总含水量的70%。毛细束缚水是指在污泥颗粒接触面上或污泥颗粒与污泥颗粒之间或污泥本身裂隙中被毛细压力束缚的水。毛管水约占污泥总含水量的20%。由于毛细水与污泥颗粒之间具有很强的结合力,需要利用较高的机械力和能量来去除这部分水。表面吸附水是在表面张力的作用下吸附在污泥表面的。这部分水比毛细水更难除去。为了使污泥颗粒在不稳定的状态下粘在一起,最终沉淀下来,需要加入能够絮凝成污泥的电解质。内束缚水是指污泥中微生物细胞所含的水。这种内部束缚水与固体成分紧密结合。为了除去这部分水,必须破坏细胞膜,使细胞液从内部结合的水渗出到外部液体。表面吸附水和内结合水约占污泥总含水量的10%。

2、污泥脱水技术

针对国内外污泥不同的脱水要求,开发了不同的污泥脱水工艺。概括起来,主要分为物理脱水(污泥浓度、机械脱水等)和化学脱水(污泥调理)两大类。

2.1 污泥浓缩

污泥浓度主要是去除污泥中的间隙水。由于间隙水在污泥含水率中所占的比例最大,污泥浓缩是减少污泥体积最经济、最有效的方法。目前最常用的污泥浓缩方法有:重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。浓缩后的污泥固含量可提高到5%≤10%,为污泥的进一步脱水提供了基础条件。

2.2污泥机械脱水

机械脱水是基于过滤介质两侧之间的压力差,污泥脱水过程是通过迫使污泥水分通过过滤介质形成滤液并将固体颗粒捕集在介质上形成过滤器来实现的。蛋糕。常用的方法主要包括加压过滤脱水,真空吸滤脱水和离心脱水。机械脱水的目的是进一步增加污泥的固体含量,主要是将污泥颗粒与部分表面吸附水之间的毛细水分离,占污泥总含水量的10%~25%。 。设计了一种机械加压污泥脱水机,采用液压缸驱动过滤器组件进行污泥的固液分离。污泥脱水过程如图2所示。脱水过滤单元由钢框架结构支撑,钢框架的外形为长方体结构,可根据污泥的处理量进行模块化组装,从而大大提高了设备​​的适应性和调整输出的能力。该设备可将污泥的含水量从90%降低到50%以下。开发了一种用于污泥脱水的柔性管压机。柔性管压机具有独特的过滤器组件结构,排渣系统,压力系统和压缩力产生机构。使用柔性管压机实际处理含水率为80%的泥饼,水分含量可降至60%以下,污泥处理成本可降低43%。设计电动压滤机脱水机,并将其应用于污泥脱水。在最佳工作条件下,污泥含水率可降低25%,污泥脱水成本仅为其他污泥脱水方法的十分之一。 。在机械脱水后,污泥的体积可以减少到原来的1/10以下,固体含量增加到约20%,这有利于污泥的后续处理。

2.3 污泥调理

经过浓缩和消化,污泥中的固体主要由亲水性和带负电荷的胶粒组成。污泥水与污泥固体颗粒的结合力强,比阻高,脱水性能差。为了提高污泥脱水性能,提高机械脱水效果,有必要通过调节改变污泥的理化性质,降低胶体颗粒与水的亲和力,为固液分离创造条件。污泥调理方法主要有物理调理法、化学调理法和微生物调理法。这三种方法在实践中得到了应用,但化学调节是主要的方法。其原因是化学调理方法操作简单,投资成本低,调理效果稳定。这是目前比较合理的方法。化学调理剂包括无机调理剂和有机调理剂。

2.3.1无机调理剂

污泥调理剂主要使用铁盐、铝盐、石灰和粉煤灰。硫酸铝是世界上最早、应用最广泛的水和废水处理剂。硫酸铝自19世纪末首次用于美国供水处理以来,已被广泛应用于给水处理中。无机高分子制药工业始于日本,于20世纪60年代末在世界范围内发展起来。它比原传统药物具有更高的效率和更低的价格,因此有逐步成为主流药物的趋势。研究了两种粉煤灰对污泥脱水性能的改善作用。用粗粉煤灰脱水后,污泥的比阻大大降低,泥饼含水率降至40%左右。单独添加20g/mL污泥时,泥饼含水率最低(50.8%)。以明矾干污泥为调理剂,当干污泥用量为20g/100mL湿污泥,搅拌时间为80时,脱水效果最好,污泥比电阻降至0.3×1011m/kg。其中,硫酸铝是主要的调理作用。在污泥脱水过程中使用无机物可以降低絮体的含水率,增强絮体的结构。但是无机化学品存在着投加量大、成本高、设备腐蚀等缺点,会显著降低污泥的热值,不利于污泥的焚烧。同时,无机调理剂对过滤速率的提高不如有机调理剂。

结束语

城市污泥脱水干燥是农业、填埋、燃料、焚烧等污泥处置方法的前提。由于污泥具有特殊的胶体结构,污泥的脱水和干燥变得非常困难。污泥干燥通常需要经历三个过程:污泥浓缩、污泥脱水和污泥干燥。污泥浓度只能去除污泥中的游离水和间隙水,且应用范围有限。污泥脱水是污泥干燥的重要步骤。污泥脱水存在脱水效率低的问题。如何选择合适的脱水设备,如何优化脱水机械设备,如何根据污泥的性质选择合适的絮凝剂。如何选择合适的物理调理方法实现高效脱水是今后的研究方向。热干燥是污泥干燥的主要方法,其他一些新技术也得到了应用。污泥干燥的未来研究方向是改善106项环境工程。

市政污泥脱水技术进展

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