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技术知识

不同污泥脱水机中聚丙烯酰胺的使用差异

时间:2020-12-17 15:43:37来源:波涛净水

污泥处理是整个废水处理中较重要的环节之一,为了提高污泥的固含量,污泥经常要经过脱水处理。迄今,污泥脱水较可行的办法是使用阳离子聚丙烯酰胺,该法不仅生成的污泥量少,且易机械脱水,对节约用水、提高污水处理效果和废水回用具有重要的作用。目前常见的机械脱水方式有三种:带式脱水机、离心式脱水机和板框压滤机。不同脱水设备药剂的使用情况也大不相同。

1、带式脱水机

带式脱水机具有投资省、耗钢材少、耗电低、运行稳定的优点,所以被广泛应用于国内外许多污水处理厂。对于现代污水处理厂,选用聚丙烯酰胺对污泥浓缩脱水进行适当的絮凝调节已经成为必要的手段。聚丙烯酰胺加入量过多不但会导致资源的浪费,而且达到一定量时还会堵塞滤带,影响脱水机的正常运行,反之加入量不足同样会影响脱泥效果。因此,对聚丙烯酰胺较佳投药量的研究成了污水处理厂运行中的一个重要课题。污泥絮凝时,投药量主要与污泥种类、处理量及污泥浓度等性质有关。

带式脱水环节中,聚丙烯酰胺溶液是通过计量泵调节到一定的流量,然后污泥与聚丙烯酰胺溶液分别由各自的输送管道送入混合桶进行混合与絮凝。最后,絮凝后的污泥进入分离部分,通过滤带实现固液分离的目的。研究表明,随着聚丙烯酰胺加入量的增加,泥饼的含水率均呈下降趋势,两者之间不呈线性关系。开始泥饼的含水率下降速度很快,当聚丙烯酰胺的干重投加量增加到7‰以上后,下降速度减慢,趋于稳定。这主要是由于浓缩去除的只是污泥中的间隙水和部分毛细水,当这部分水被分离后,污泥含水率就不能继续降低了,就算继续增加聚丙烯酰胺的投入量,处理效果也不会有大的改善。

目前,一种可用于污水厂聚丙烯酰胺投加量自动控制的聚合物控制系统已在市政污水处理厂开始应用,该系统采用流动电流技术,通过测定滤液中的流动电荷变化状况,来自动调节药剂投配率,可在合理并及时调整药剂投配率的同时,节省药剂、避免浪费、节约运行成本。

2、离心式脱水机

离心式脱水机比带式脱水机的运行更稳定、管理更方便,缺点是耗电量大,维护维修费用高。离心式脱水机依靠强大的离心力,利用不同物质在受到相同离心力后所产生的运动曲线不同,达到泥水分离效果。

对于同种机器而言,影响脱水效果的主要因素是工艺条件,即投料污泥性质调质处理,投配率及污泥在机内停留时间等。研究表明,污泥不经过调质,用离心机脱水完全可以运行,且出泥产率随污泥投加量加大而相应增加,但固体回收率会有所下降。在实际生产运行中,离心机不会单独使用,投加适量的阳离子聚丙烯酰胺可有效提高脱水效率,一般干固投加量控制在5‰左右。药剂浓度应根据实际情况配制在0.1‰至0.5‰使用,在取得较好的处理效果的同时,确保投配率较省。若污泥的处理量一定,聚丙烯酰胺投加量要根据污泥浓度的变化进行调整,污泥浓度增加,聚丙烯酰胺投加量增加。如果污泥浓度过高,超过了机器较大可处理的干固体负荷,则会导致药剂处理效果下降,投配率增加。因此,应尽可能将污泥浓度控制在一定范围,以达到较稳定处理效果。

离心式脱水机与带式脱水机用药有所不同。①离心机用聚丙烯酰胺的分子量比带式机所用药剂分子量高,带式机用聚丙烯酰胺分子量一般控制在500万左右,而离心式脱水机用药在800万至1200万。由于污泥调质后需要经离心机进行脱水处理,因此,应选择分子量大、抗剪切力强的有机高分子聚丙烯酰胺作为调质药剂。②离心机用聚丙烯酰胺有干粉和乳液两种形态,而带式机主要采用干粉聚丙烯酰胺。乳液态聚丙烯酰胺比干粉态聚丙烯酰胺更易溶解,溶解时间短,且溶解更为均匀。

3、板框压滤机

板框压滤机由于处理后污泥含水率低、体积小,在欧洲发达国家已被广泛采用。在污泥处理过程中,确保污泥浓缩脱水设备的稳定运行,选择合适的聚丙烯酰胺和投药量,既是工艺保障的关键所在,也是污水厂高效低耗运行的需要。

板框压滤机的絮凝剂用药以无机絮凝剂为主,一般为FeCl3与石灰组合。然而,由于有机絮凝剂能有效提高污泥的絮凝效果,且用量比石灰小许多,产泥量大大减小,所以FeCl3与阳离子聚丙烯酰胺的组合使用也受到广泛关注。研究发现,脱水泥饼含水率与无机絮凝剂和有机絮凝剂的投药量都有着重要联系,按照干重质量比来计算,一般FeCl3的投加量为4%到15%,且在该范围内随着投加量的增加,泥饼含固率增加;另一方面,阳离子聚丙烯酰胺的投加量要大于6.9kg/TDS,且随着投加量的增加,泥饼含固率也随之明显升高,具体的投配需要综合考量泥质、设备、运行成本等多方面来决定。

此外,“铁盐+阳离子聚丙烯酰胺”与“铁盐+石灰”两种投药方式相比,阳离子聚丙烯酰胺可以大幅度提升设备处理能力。在相同的设备条件和运行周期下,处理泥量比用石灰加药时提高13%以上。每一批次的处理能力变大,铁盐消耗量降低,且由于不用投加大量污泥,产泥量大大降低,这样有利于延长设备维护周期,减少工作人员的劳动时间。

带式脱水机、离心式脱水机、板框压滤机的脱水工艺大不相同,所以对聚丙烯酰胺的要求和使用也有很大差异,聚丙烯酰胺的选型、溶液的配置浓度、投加量等因素对聚丙烯酰胺的絮凝和泥水分离效率有重要影响。