污泥调质脱水技术中试研究

□文/聂英进 孙晓莹 张轶凡 邓纪鹏 王瀚卿 马 劲

污泥处理技术包括污泥浓缩、脱水和干化3方面。目前我国现有污水处理厂采用的主要是污泥浓缩和离心脱水技术。污泥经浓缩和脱水后，一般含水率只能降低到80%左右。而GB/T 23485-2009《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》要求城镇污水处理厂污泥含水率达到60%以下才能用于混合填埋。因此，高效、经济的污泥处理技术（包括脱水和干化技术）将有巨大的市场。

本研究以某污水处理厂浓缩污泥和脱水污泥（含水率分别为91%和80%）为研究对象，建立中试规模试验装置，首先采用化学调理法对污泥进行调质，改善污泥脱水性能，然后采用板框压滤机对调质后的污泥进行机械脱水，探索使脱水泥饼含水率达到60%以下的最佳污泥调质方案。

材料与方法

中试工艺流程

试验所采用的工艺流程见图1。

图1 中试试验工艺流程

处理污泥经称量后由人工加入污泥反应罐中，反应罐设有搅拌装置，保证污泥与调理剂混合均匀。预设3个溶药装置，用于溶解污泥调理剂，溶药装置也设有搅拌器，溶解后的药剂通过计量泵泵入污泥反应罐。调理后的污泥由螺杆泵注入板框压滤机进行脱水处理，滤液直接排入下水道，泥饼置于空地自然风干。反应罐及溶药罐搅拌器、计量泵和螺杆泵的启动与关闭均由自动控制装置控制。试验场地平面见图2。

污泥调理剂的选择

污泥调理剂主要包括絮凝剂和助凝剂，同时选用表面活性剂改善脱水效果。絮凝剂对污泥胶体粒子的作用主要有静电中和及网捕卷扫；助凝剂的作用是加速絮凝过程，加大絮凝颗粒的密度，加强吸附架桥作用，充分发挥网捕作用；向污泥中添加表面活性剂可以降低污泥比阻，减少污泥结合水含量。

图2 中试试验现场平面

测定项目

主要监测项目包括污泥的含水率、污泥质量、滤液成分。

结果与讨论

泥饼含水率分析

中试试验结果见表1，脱水后得到的泥饼见图3。

表1 污泥脱水技术中试研究试验数据

由表1可知，对于浓缩污泥，当絮凝剂投加量为0.86%，助凝剂投加量为2.1%，表面活性剂投加量为0.5 m L/kg时，泥饼含水率为60%。对于脱水污泥，当絮凝剂投加量为2%，助凝剂投加量为6%，表面活性剂投加量为1 m L/kg时，泥饼含水率可以达到60%以下，若在此基础上提高压滤压力到0.8 MPa，应该可使含水率进一步降低，若不要求太低的含水率，可以适当减少生石灰的用量。

图3 脱水后的泥饼

综上所述，在压滤压力为0.5～0.6 MPa，保压150 m in的条件下，通过调整污泥调理剂的投加量可使该污水处理厂浓缩污泥和脱水污泥含水率达到60%以下，浓缩污泥较脱水污泥的脱水性能更好，这与已有的文献报道是一致的。原因在于离心脱水过程中，污泥絮体在强大离心力的作用下被扭成麻花状，产生了抱团现象，增大了脱水的难度，因此在相同条件下，脱水污泥需要的污泥调理剂用量更大。

泥饼质量分析

取某次压滤后得到的全部泥饼质量为14.5 kg，污泥调质时取80%的脱水污泥35 kg，压滤后剩余约3 kg，即32 kg脱水污泥压滤后形成14.5 kg泥饼，脱水后的污泥质量占脱水前污泥重量的比值为45.3%。污泥减重超过50%。

滤液成分分析

试验所得滤液见图4。

图4 脱水所得滤液

由图4可知，试验滤液几乎不含悬浮固体，浊度极低，经分析该滤液中重金属的含量均符合CJ 3082-1999《污水排入城市下水道水质标准》，可返回污水厂进行处理。

泥饼浸泡试验

取某次压滤后得到的泥饼置于蒸馏水中浸泡3 d，浸泡后的泥饼见图5。

图5 浸泡后的泥饼

由图5可知，经长时间浸泡后，泥饼仍保持原来的形态，未出现解体现象，同时浸出液中重金属含量均较低，这表明压滤脱水过程是不可逆的，脱水后的泥饼浸出液不具有毒性，可运往垃圾填埋场进行填埋处理。

结论

（1）在压滤压力为0.5～0.6 MPa，保压150 m in的条件下，通过调整污泥调理剂的投加量可使该污水处理厂浓缩污泥和脱水污泥含水率达到60%以下，达到GB/T 23485-2009标准中污泥含水率的指标要求。

（2）经机械浓缩后的含水率为90%左右的污泥比含水率80%的脱水污泥更容易实现继续脱水，相同条件下，脱水污泥需要的污泥调理剂用量更大。

（3）经该深度脱水技术处理，污泥减重超过50%。

（4）脱水滤液和泥饼浸出液中重金属含量均达标，因此脱水滤液可返回污水厂进行处理，泥饼可运往垃圾填埋场进行填埋处理。

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