污泥化學調理中混凝劑對污泥脫水性能的影響
行業(yè)動態(tài)
隨著我國經濟的快速發(fā)展和城市化進程的不斷加快，我國的污水處理行業(yè)迎來高速發(fā)展時期。污泥是污水處理后的產物，是一種由有機殘片、細菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。污泥的主要特性是含水率高（可高達99%以上），有機物含量高，并含有大量病原體及微生物等有害生物，容易腐化發(fā)臭，顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態(tài)，很難通過沉降進行固液分離。若污泥不加穩(wěn)定處理而任意排放，會給環(huán)境造成嚴重的二次污染。如何合理處置大量污泥，已成為污水行業(yè)面臨著的巨大挑戰(zhàn)。
通常把污水廠污泥的穩(wěn)定和脫水（一般脫水至含水率達70%-80%）稱作污泥的處理：將污泥的堆肥、填埋、干化和加熱處理及利用，稱為污泥的處置。污泥處理和處置目標是實現污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，而污泥減量化將是污泥后續(xù)處理的關鍵及污泥處置的重點。污泥脫水的主要目的是減少污泥中大量的水分，縮小其體積，減輕其重量，以利于污泥的運輸和進一步處理。對絕大多數污泥而言直接進行有效脫水是難以實現的，必須采取一定的調理措施來改變污泥粒子表面的物化性質和組分，破壞污泥的膠體結構，減小與水的親和力，從而改善其脫水性能，而化學調理是其中常用的手段?；瘜W調理法因其操作簡便、價格低廉、效果顯著已成為常用污泥調理方法之一。常用的化學調節(jié)劑有無機混凝劑、有機高分子混凝劑和生物混凝劑。
本文主要選用混凝劑為三氯化鐵（FC）、聚合氯化鐵（PFC）、聚合硫酸鐵（PFS）及聚合氯化鋁（PAC）對生活污泥進行化學調理，研究不同混凝劑及其投加量對生活污泥脫水性能的影響，通過測定污泥比阻、污泥含水率、濾液pH、濾液色度及濁度，比較分析各混凝劑在污泥脫水應用的優(yōu)缺點。
1 實驗材料與方法
1.1 原料與藥劑
生活污泥：惠州市污水處理廠的濃縮后的污泥，含水率：90.86%，有機質含量：35.61%，pH：7.14，比阻：12.74×1012m/kg。
混凝劑：三氯化鐵（FC）、聚合氯化鐵（PFC）、聚合硫酸鐵（PFS）、聚合氯化鋁（PAC），基本指標如下：
| 混凝劑 | Fe/% | Fe2+/% | Al2O3/% | 游離酸/% | 鹽基度/% | 水不溶物/% | 密度/g/ml |
FC | 13.74 | 0.03 | - | 0.46 | - | 0.02 | 1.446 |
PFC | 11.57 | 0.01 | - | - | 17.48 | 0.05 | 1.348 |
PFS | 11.74 | 0.01 | - | - | 12.56 | 0.09 | 1.482 |
PAC | - | - | 11.77 | - | 78.69 | 0.08 | 1.251 |
1.2 試驗方法
1.2.1 污泥脫水實驗
污泥比阻是表示污泥過濾特性的綜合性指標，它的物理意義為單位質量的污泥在一定壓力下過濾時在單位過濾面積上的阻力。
1.2.2 靜態(tài)壓濾實驗
取100mL污泥，加入一定量混凝劑，攪拌均勻后，倒入壓濾試驗裝置筒體中，手動控制活塞施加定額壓力對筒體進行壓濾?？刂仆搀w壓力為1.0MPa，保持壓濾時間為10min，待壓濾結束后，測定壓濾后污泥中含水率、濾液色度及濁度。
2 實驗結果
2.1 不同混凝劑及其投加量對污泥比阻的影響
取100mL污泥，按干污泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分別加入混凝劑，進行污泥脫水實驗，測定污泥比阻，確定混凝劑的投加量對污泥脫水性能的影響。從測定結果可知，隨著混凝劑投加量增大，污泥比阻降低，污泥脫水性能逐漸變好。當混凝劑投加量為干污泥的27%，其污泥脫水性能好；當其投加量小于27%時，污泥比阻降低幅度較快，投加量大于27%時，污泥比阻的變化幅度較小。從污泥比阻值考慮，四種無機混凝劑對污泥的調理效果順序為：FC＞PFC＞PAC＞PFS。
2.2 不同混凝劑及其投加量對濾液pH的影響
取100mL污泥，按干泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分別加入混凝劑，進行污泥脫水實驗，測定濾液pH。從測定結果可知，采用各混凝劑調理污泥，隨著混凝劑投加量增大，濾液pH逐漸降低。在投加量相同的條件下，FeCl3對濾液pH影響大，使濾液pH下降快，PFC與PFS對濾液pH影響相當，PAC對濾液pH影響小。
2.3 不同混凝劑及其投加量對污泥含水率的影響
取100mL污泥，按干泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分別加入混凝劑，進行靜態(tài)壓濾實驗，測定污泥中含水率。從測定結果可知，在靜態(tài)壓濾實驗中，壓濾后污泥含水率與混凝劑投加量呈反比關系，隨著混凝劑加入量增大，污泥中含水率越低。通過混凝劑投加量對污泥含水率的影響，可得這四種混凝劑污泥脫水效果依次為FC＞PFC＞PAC＞PFS。
2.4 不同混凝劑及其投加量對濾液色度及濁度的影響
取100mL污泥，按干泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分別加入混凝劑，進行靜態(tài)壓濾實驗，測定濾液色度與濁度。從測定結果可知，濾液色度隨各混凝劑投加量增加呈先減少后增大趨勢。在混凝劑投加量27%時，濾液色度去除效果好，鋁鹽對濾液色度去除效果優(yōu)于鐵鹽。按照混凝劑對濾液色度去除效果排序為：PAC＞FC＞PFS＞PFC。
各種混凝劑隨投加量增加，對濾液濁度去除率也會相應增加，并且使用不同混凝劑對濾液的除濁效果是有差異的，鐵鹽對濾液濁度去除效果比鋁鹽較優(yōu)，其中FeCl3對濾液濁度去除率高，在投加量27%時，除濁效果好，PFC、PFS除濁效果較好，PAC濁度去除效果相對較低。
3 結論
本文采用不同混凝劑對污泥進行調理，隨著混凝劑投加量的增大，污泥比阻、污泥含水率、濾液pH、濾液色度及濁度均呈下降趨勢，當混凝劑投藥量為干污泥27%時，污泥脫水效果好。從降低污泥比阻及污泥含水率方面考慮，混凝劑對污泥的調理效果順序為：FC＞PFC＞PAC＞PFS；混凝劑對濾液pH維穩(wěn)效果排序為PAC＞PFS＞PFC＞FC；混凝劑對濾液色度去除效果排序為；PAC＞FC＞PFS＞PFC；混凝劑對濾液濁度去除效果排序為：FC＞PFC＞PFS＞PAC。
