PAC對污泥脫水性能的影響
行業(yè)動態(tài)
由于城鎮(zhèn)污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥有機物含量高，其處理處置過程中脫水技術的研究一直是國內(nèi)外學者關注的熱點。國內(nèi)實際應用中，由于有機合成高分子絮凝劑價格昂貴及有毒性，導致其應用受到一定的限制。而無機高分子絮凝劑則由于其適應性強及高效價廉的特點受到廣泛應用，國內(nèi)外學者對其進行了大量的有益研究和實踐，以改善污泥的脫水能力。研究結(jié)果表明，無機低分子的絮凝劑雖然廉價易得，但投加量大，其使用已越來越少；以聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）為主導的無機高分子絮凝劑具有較高的性價比，逐漸在無機調(diào)理劑中占主導地位，目前在俄羅斯、西歐及中國都得到了相當規(guī)模的生產(chǎn)和應用，聚合類藥劑的生產(chǎn)占絮凝劑總量的3～6成。該文以某污水處理廠濃縮池出口的污泥為研究對象，采用PAC作為無機調(diào)理劑對其進行調(diào)理，對污泥脫水的效果進行研究，測定濃縮池出口污泥的比阻，并考查調(diào)理劑濃度、投加量、pH值以及攪拌速度對污泥調(diào)理效果的影響。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
從污水處理廠曝氣池出口及污泥濃縮池出口提取污泥樣品。稱取一定質(zhì)量的PAC于燒杯中，加入蒸餾水50mL，待至溶解完全，移入100mL容量瓶中，混勻備用。
1.2 試驗方法
1.2.1 污泥調(diào)理方法
取250mL原污泥于1000mL燒杯中，加入一定的調(diào)理劑，置于25℃電動攪拌機上快速攪拌1min后，然后慢速攪拌5min，關閉攪拌機。
1.2.2 污泥過濾性能表征
污泥比阻是表示污泥過濾特性的綜合性指標，污泥比阻愈大，過濾脫水性能愈差。本研究取經(jīng)過調(diào)理的污泥100mL，測定污泥的比阻。
2 結(jié)果與分析
2.1 PAC投加量對污泥脫水性能的影響
在250mL原污泥中，依次加入不同投加量的濃度為5%的PAC溶液，120r/min快速攪拌，50r/min慢速攪拌，對污泥進行調(diào)理?？梢钥闯?，如果投加量適宜時，污泥比阻及濁度均較小。由化學調(diào)理機理可知，調(diào)理劑可以壓縮溶液膠體中雙電層，降低膠粒的δ電位，當調(diào)理劑的投加量達到一定值時，膠粒的δ電位為0，膠體排斥勢能消失，膠粒便發(fā)生凝聚。另外，PAC由于通過預聚合，含有大量的Al13聚合體。PAC投入水中后，Al13及其聚集體會保持原有形態(tài)并吸附在顆粒物表面，粘結(jié)架橋作用及電中和脫穩(wěn)能力較強。而PAC投加過多，會因吸附電中和作用使絮體帶上反號電荷，出現(xiàn)反混凝，使得污泥比阻增大。
PAC的適宜投加量為25mL時，污泥的比阻較小，比阻值為8.03×1014m/kg，調(diào)理效果較好。確定PAC投加量為25mL，即6.383g/L（污泥）。
2.2 PAC濃度對污泥脫水性能的影響
在250mL原污泥中，依次加入25mL不同濃度的PAC溶液，120r/min快速攪拌，50r/min慢速攪拌，對污泥進行調(diào)理。可以看出，由于PAC是介于AlCl3和Al(OH)3之間的一種水溶性無機高分子聚合物，其鏈狀結(jié)構的長鏈分解及伸展狀況不同，即使投加量相同，污泥脫水效果也有所差異。濃度較高時，長鏈分子之間可能會互相粘附，不能有效伸展，造成吸附污泥膠粒的活性基總量減少，絮凝效果下降，反之亦然。
在相同PAC溶液投加量下，PAC濃度大于6%時，污泥的比阻隨濃度的增加而增大，PAC濃度小于6%時，污泥的比阻隨濃度的增加而減小，因此，當PAC濃度為6%時，污泥比阻及濁度較小，此時的脫水性能較佳。
2.3 pH值對污泥脫水性能的影響
在250mL原污泥中，加入25mL濃度為6%的PAC溶液，依次調(diào)整pH值，120r/min快速攪拌，50r/min慢速攪拌，對污泥進行調(diào)理。可以看出，pH值大于7時，污泥比阻隨其升高而增大，當pH值小于7時，污泥比阻隨其升高而下降，當污泥pH值為7時，污泥比阻為1.276×1014m/kg，其脫水性能提高，也變得較易過濾，因此，pH值未調(diào)節(jié)時，污泥的比阻較小，污泥經(jīng)過30min沉淀后上清液的濁度較小，脫水性能較好。
2.4 攪拌強度對污泥脫水性能的影響
2.4.1 快速攪拌對污泥脫水性能的影響
在250mL原污泥中，加入25mL濃度為6%的PAC溶液，依次在不同轉(zhuǎn)速下快速攪拌，50r/min慢速攪拌，對污泥進行調(diào)理?？梢钥闯觯斂焖贁嚢鑿姸仍?20～130r/min時，污泥的比阻隨攪拌速度的加快而急劇下降，當快速攪拌強度為130r/min時，污泥的比阻較小，污泥經(jīng)過30min沉淀后，上清液的濁度較?。划敂嚢鑿姸仍?30～160r/min時，污泥的比阻隨攪拌速度的加快呈上升趨勢。由于PAC的混合反應可以在很短的時間內(nèi)完成，不宜進行劇烈的攪拌；如果快速攪拌速度過低，則藥劑不能均勻地擴散到全部水中，所以攪拌速度不宜過小。當快速攪拌速度為130r/min時，污泥的比阻較小，脫水性能較好。
2.4.2 慢速攪拌對污泥脫水性能的影響
在250mL原污泥中，加入25mL濃度為6%的PAC溶液，130r/min快速攪拌，依次在不同轉(zhuǎn)速下慢速攪拌，對污泥進行調(diào)理?？梢钥闯?，當慢速攪拌強度在30～50r/min時，污泥的比阻隨攪拌速度的加快而急劇下降，當慢速攪拌強度為50r/min時，污泥的比阻較小，污泥經(jīng)過30min沉淀后，上清液的濁度較?。划敂嚢鑿姸仍?0～70r/min時，污泥的比阻隨攪拌速度的加快呈上升趨勢；這是因為反應階段的要求是使混凝劑的微粒通過絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝體。反應階段的攪拌強度或水流速度應隨著絮凝體的結(jié)大而逐漸降低，以免結(jié)大的絮體被打碎；若攪拌速度過低，則不能形成具有良好沉淀性能的較大的絮凝體。當慢速攪拌速度為50r/min時，污泥的比阻較小，脫水性能較好。
3 結(jié)論
（1）由污泥的基本指標可見，所研究的污水處理廠曝氣池污泥混合液與污泥沉降比偏高；污泥的沉降性能較差。因此，污泥適宜加調(diào)理劑調(diào)理來提高污泥的脫水性能。
（2）PAC對濃縮池污泥的調(diào)理試驗結(jié)果表明：在PAC投加量為6.383g/L、濃度為6%、pH值為7（未調(diào)節(jié)）、快速攪拌強度為130r/min，慢速攪拌強度為50r/min的調(diào)理條件下，污泥的脫水性能較好，污泥經(jīng)過30min沉降后濁度較小。
（3）在適宜的條件，污泥比阻可降低到3.2×1014m/kg。
