通過前面兩篇公眾號(hào)的討論，我們對(duì)污水廠的污泥的形成和脫水的必要性有了一定得了解，今天我們接上上兩篇的內(nèi)容繼續(xù)深入的了解污水廠的污泥脫水的原理和設(shè)備。污水廠的污泥中含有多種形式的水分，而為了便于運(yùn)輸這部分污泥，需要把這部分多余的水分從污泥中脫出去，如何把這部分水分從污泥中脫出去，就是我們今天要進(jìn)行重點(diǎn)討論的內(nèi)容了。
從污泥中水分的分布情況來看，污水廠污泥中的自由游離水是可以通過靜止沉淀，實(shí)現(xiàn)泥水分離的，這個(gè)也是污泥濃縮的作用，通過污泥濃縮池的靜止沉淀過程，把污泥顆粒之間的自由的游離水?dāng)D壓出污泥顆粒之間，這樣的實(shí)現(xiàn)了污泥的脫水過程的第一步。但是由于污泥顆粒間的游離水存在并不占污泥中水分的主導(dǎo)，因此通過濃縮作用，只能有限的降低污泥中的水分。而且從濃縮池的運(yùn)行情況來看，污泥濃縮只能降低污泥中的含水率3~4%左右，由于污泥濃縮后，污泥含水率降低，污泥的粘稠度增加，如果沒有每天及時(shí)排泥，就會(huì)造成粘稠的污泥在管路內(nèi)沉積，使污泥管路經(jīng)常堵塞，同時(shí)由于污泥濃縮過程較長(zhǎng)，污泥濃縮池表面會(huì)出現(xiàn)老化的浮泥層，同時(shí)也造成生物污泥中的磷的釋放，從污泥濃縮池上溢流到污水廠污水系統(tǒng)內(nèi)，造成磷的循環(huán)污染?；谏鲜龅脑?，污泥濃縮池在新建的污水廠已經(jīng)越來越少的采用，而大部分設(shè)計(jì)采用的是污泥儲(chǔ)池，把污泥濃縮過程利用機(jī)械設(shè)備的作用來實(shí)現(xiàn)。
污泥濃縮的作用只能去除污泥顆粒間的游離水，濃縮作用對(duì)污泥中的水分的去除作用并不明顯，污泥含水率從99%下降到95~96%，這對(duì)于污水廠來說，這個(gè)含水率下的污泥仍然是以流體形式存在，距離污泥外運(yùn)的固體形式的80%的含水率還有很大的差距，因此需要再進(jìn)行深入的脫水。污泥中的水分除去游離水以外，還有就是毛細(xì)水，空隙水，還有污泥本身攜帶的電荷之間排斥作用，導(dǎo)致污泥無法聚集到一起，針對(duì)這些情況，污泥處理采用了添加化學(xué)藥劑對(duì)污泥進(jìn)行化學(xué)作用后，進(jìn)行污泥脫水。
那么什么樣的化學(xué)藥劑可以作用到污泥中這些因素，并能夠?qū)崿F(xiàn)污泥中水分的去除呢?我們來了解一種化學(xué)藥劑，學(xué)名為聚丙烯酰胺，化學(xué)名稱的縮寫為PAM。PAM作為一種聚合藥劑，在水處理中的應(yīng)用廣泛，主要是對(duì)泥水混合物進(jìn)行有效的固液分離，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水的化學(xué)凝聚作用。對(duì)于PAM的制作和特性，在很多文獻(xiàn)中都有，不作為今天主要討論的內(nèi)容。今天就是來看PAM是怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)泥水混合物的固液分離的，我們來看看這一張圖。
從上圖可以看到，生活污水處理廠的污泥中的污泥顆粒帶有負(fù)電荷(工業(yè)廢水中污泥顆粒會(huì)攜帶正電荷)，在水中發(fā)生同性相斥作用，導(dǎo)致污泥無法凝聚到一起，在投入陽(yáng)離子的PAM藥劑以后，PAM藥劑帶有與污泥顆粒攜帶的電荷相反的電荷，通過這些電荷的異性相吸作用，把污泥顆粒吸附凝集到一起，把成懸浮狀態(tài)的污泥顆粒變成更大體積的污泥顆粒，這些依靠化學(xué)作用凝聚到一起的污泥顆粒由于比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水，所以很容易在水中沉淀下來。
PAM的作用不僅僅只是電荷的相吸凝集作用，還有高分子長(zhǎng)鏈的鏈接作用，由于PAM是丙烯酰胺的聚合物，多個(gè)丙烯酰胺通過化學(xué)鍵鏈接在一起，形成高分子的有機(jī)物，它的分子量能達(dá)到100~2000萬以上，越大的分子量表明越長(zhǎng)鏈的化學(xué)物質(zhì)。雖然越大的分子量會(huì)起到更好的交聯(lián)作用，但是越大的分子量會(huì)造成PAM的溶解困難，導(dǎo)致PAM配置難度加大，因此在實(shí)際中并不一定要采用分子量特別大的PAM，選擇合適的藥品就可以了。這些長(zhǎng)鏈在泥水混合物中，一方面有長(zhǎng)鏈對(duì)污泥顆粒的鏈接作用，一方面這些長(zhǎng)鏈還會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)，對(duì)污泥顆粒形成網(wǎng)捕作用，這兩種作用對(duì)污泥顆粒起到了極好的凝聚作用，實(shí)現(xiàn)了污泥中的水分的有效減少。
在有些對(duì)污泥脫水后要求更低的污泥含水率的地方，不僅僅需要投加PAM，還要投加其它的化學(xué)藥劑，比如化學(xué)鹽類，如鐵鹽或者鋁鹽，或者石灰等，這些無機(jī)的化學(xué)藥劑對(duì)污泥進(jìn)一步的改性，比如對(duì)污泥中更為細(xì)小的懸浮顆粒進(jìn)行化學(xué)網(wǎng)狀捕捉(鐵鹽和鋁鹽的作用)，對(duì)通過強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)奪取污泥中的毛細(xì)水和空隙水(石灰的作用)等等。這些化學(xué)藥劑的投加，進(jìn)一步的提高了PAM在污泥脫水中的化學(xué)凝聚作用的發(fā)揮，可以讓污泥顆粒之間結(jié)合的更為緊密，釋放出更多污泥中的水分。隨著國(guó)家對(duì)污水廠污泥處置的含水率的進(jìn)一步要求，外運(yùn)泥餅的含水率要求達(dá)到60%，越來越多的污水廠在升級(jí)改造中，增加了污泥的無機(jī)化學(xué)藥劑調(diào)理流程，以達(dá)到更低的含水率。
污水處理廠的在污泥脫水中添加化學(xué)藥劑PAM，PAM通過這幾種的化學(xué)作用，對(duì)污泥進(jìn)行了化學(xué)作用下的凝聚，是不是就可以達(dá)到我們所需要的很低的含水率的污泥固體，從而方便污水廠的污泥外運(yùn)了呢?我們可以看到，即使投加了化學(xué)藥劑，其實(shí)對(duì)于污泥來說只是比污泥濃縮實(shí)現(xiàn)了更好的泥水分離作用，但是怎么把實(shí)現(xiàn)了良好的泥水分離后的污泥從水中脫出，就是污水廠的污泥處理車間需要進(jìn)行的一項(xiàng)重要工作了。
污水廠的現(xiàn)有的主流的化學(xué)泥水分離工藝采用都是機(jī)械分離技術(shù)，機(jī)械分離的目的是為了使泥水混合物中的污泥以更低的含水率脫出來，所以也稱為污泥脫水，污泥脫水根據(jù)采用的機(jī)械原理不同，分為了帶式壓濾脫水，板框壓濾脫水，離心螺旋脫水，疊螺擠濾脫水這四大主流的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在污水廠都有采用，細(xì)化一個(gè)污水廠來說，會(huì)采用某一種或者兩種的脫水機(jī)來完成污泥脫水。那么這些污泥脫水技術(shù)的不同在哪里，對(duì)于一個(gè)污水廠來說，怎么選型才能更適合自己廠內(nèi)的工作實(shí)際呢?
來源:治污者說 作者:魚
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