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化学污泥调节

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化学调理是指在浓缩和脱水工序之前对污泥进行化学预处理。

污泥调理化学品及其作用

污泥调理是为了帮助去除固体中的水,通常是通过加入化学药剂来实现的。调节凝结(或团聚体)较小的污泥颗粒(1−10µm)以产生较大的污泥并减少污泥胶体(小于0.1µm的颗粒/大分子尺寸)含量。这增加了颗粒沉降和产物蛋糕渗透性,从而提高下游增稠和脱水过程的效率。

化学调理是通过给污泥加药来实现的:

  • 无机(或矿物)凝结剂(如铁或铝),和/或
  • 有机絮凝剂(或聚合物).

矿物试剂更适合于机械脱水(如带式或压滤机),因为强絮凝体比大型可压缩絮凝体更受青睐。矿物质凝结剂包括:

  • 氯化铁或氯化铝或硫酸盐(FeCl3.,铁2(所以43.,AlCl公司3.,艾尔。2(所以43.
  • 氯硫酸铁4
  • 聚铝或聚铁盐
  • 石灰(熟石灰,Ca(OH))2)或生石灰(CaO),用于碱性稳定

铁盐,特别是三氯化铁,往往是首选的经济理由和其有效性的基础上。混凝剂的工作原理是减少排斥性污泥颗粒的表面电荷,使其通过这种不稳定作用凝聚。混凝剂投加可通过石灰投加来补充,以增加滤饼的可过滤性,并将更多有毒金属与固体一起保留。石灰加药企稳污泥,减少了它腐烂气味和病原微生物含量。

聚合物,通常是高分子量的聚合电解质,可单独使用或用于某些脱水技术如压滤机的无机混凝剂加药。聚合物的作用是在污泥颗粒之间形成桥梁,如果聚合电解质本质上是阳离子的,则会产生额外的颗粒失稳作用(类似于无机混凝剂的作用)。

有许多不同的聚合物产品可用,具有不同的电荷极性(阳离子、阴离子和中性)、电荷密度(每单位体积的电荷)、结构(例如支链或线性)和分子量。

阳离子聚酰亚胺用于高浓度有机物(OM)含量(OM/悬浮物> 40%)和/或纤维素纤维的污泥。这些化学物质以不同的分子量提供。中等分子量的聚合物更适合压力带过滤,在高排水能力是必需的,然而非常高分子量的聚合物往往产生机械强度,抗剪切絮凝体更适合离心。

阴离子聚电解质更适合处理高无机含量的悬浮液或浆液,如金属氢氧化物沉淀。因此,这些聚合物往往与矿物混凝剂一起使用。

污泥调理化学剂量

处理污泥所需的混凝剂或聚合物剂量取决于污泥特性和处理下游应用的脱水技术。通常需要进行实验室试验来确定聚合物化学类型和剂量,但剂量通常在以下范围内:

  • 120公斤/−撒开FeCl3.
  • 50−300 kg/teDS CaO(生石灰)
  • 2.−11kg/teDS聚合物。
表1.脱水操作的平均凝聚剂和聚电解质剂量(Andreoli等人,2007)
污泥的起源 压滤机三氯化铁,kg/teDS 带式过滤器聚合物,kg/teDS 离心机聚合物,kg/teDS

*浪费活性污泥

主要的,重要的 40−60 2−3 4.−5.
混合主/ * 3.−5. 6−9
混合消化 40−100 4.−5. 6−9
是* 70−100 4.−6. 7−11

污泥的高纤维或致密颗粒固体含量往往会减少所需的混凝剂化学剂量,而高蛋白质含量则会增加该剂量。无机试剂的加入增加了污泥中惰性固体的浓度~60−添加FeCl的70%3.,和80−90%的投加石灰最终形成脱水固体(或蛋糕分数)。另一方面,有机聚合物可以与其他有机成分一起被热破坏,因此不会对污泥产生负面影响热值在下游厌氧消化或热化学处理过乐动乐动appb时时彩程中。

污泥调理化学加药方法

污泥的无机化学调节可能涉及连续混合槽中的絮凝,首先是金属盐(通常为明矾或者三氯化铁),第二种是石灰。高搅拌率(150−300瓦/米3.)持续时间短(5−10分钟),然后在缓慢搅拌条件下延长时间,以允许凝聚粒子(或絮体)增长。

通过调节形成的絮凝体必须在输送污泥时保持较低的剪切力,例如使用螺旋泵或渐进腔泵。由于有机物质的自然生物降解会产生胶体物质,因此将经过调节的污泥储存较长时间也可能对其过滤能力产生不利影响。

该调理化学品可以以固体或液体形式提供,并以乳液形式提供液体聚合物。如果以粉末形式提供,则聚合物必须储存干燥,并快速与水混合,形成2 - 5 g/L的可用溶液,然后静置(20 - 30分钟成熟使聚合物在使用前水解。溶液必须定期制备,因为溶解聚合物的有效性会在几天内慢慢降低。

在离心或重力鼓增稠的情况下,聚合物的加药可以通过简单的在线混合,因为过程中的旋转作用提供了充分有效的混合,以促进团聚。对于其他浓缩/脱水技术,通常需要上游专门预混20 - 60秒。

污泥调节测试

选择最合适的污泥调理化学品是至关重要的。的有效性聚集-即由颗粒形成的大团聚体-可以用标准进行评估震击器试验设备。然而,其他性能,如形成的集料的机械强度和变形能力,在决定浓缩或脱水操作的效率时也可能是重要的。

已经开发了许多其他测试来评估调节性能。这些包括:

  • 排水能力:测量水在重力作用下通过标准滤纸排出的速率
  • 可过滤性:在进料侧恒定正压或进料侧负压(真空)作用下,水通过标准滤纸的速率的测量滤液
  • 沉降速度:速率的测量,其中:
    • 单个颗粒沉降,或
    • 大块颗粒沉降,由沉降材料和颗粒之间的边界的速率表示上清液在沉降船中移动
  • 比电阻:液压阻力的测量蛋糕由污泥颗粒形成,可参照:
    • 水在重力作用下从滤饼中排出的速率(即排水比阻力,SRD),或
    • 在进料侧施加恒定正压或滤液侧施加负压(真空)下,水通过滤饼的速率(即过滤比阻力,SRF)
  • 集块岩机械强度:崩解程度的测量凝聚粒子(或絮体)剪切速率对凝聚体,并与适用于残馀崩解絮凝体的最大或平均粒径的能量或速度梯度有关。
排水性、大块颗粒沉降和排水比阻力测量仪器(Dominiak等人,2011)资料来源:贾德水与废水咨询公司
排水性、大块颗粒沉降和排水比阻力测量仪器(Dominiak等人,2011)
用于测量污泥样品中水的排水速率以及颗粒沉降速率的装置。样品被放置在一个有多孔底座的烧杯中,在一个量筒的顶部。排水后的水充满测量筒的速度与颗粒沉降的速度同时被记录下来,并用摄像机拍摄下来。 资料来源:贾德水与废水咨询公司

上述仪器可用于测量排水能力、散粒沉降和SRD。同时测量上清液和沉淀污泥之间的移动边界向下移动和滤液积累的速率。如果在滤液侧施加真空,在滤纸上产生压差,则可以使用类似的仪器来测量SRF。

对单个粒子进行机械强度的测量。该过程需要控制剪切条件,最容易实现的是使用标准震击器测试设备,以及在低剪切条件下运行的粒度分析仪,以防止絮凝体通过测量仪器而不是应用剪切破坏。

参考文献

Dominiak, D., Christensen, M., keding, K., & Nielsen, P.H.(2011)。活性污泥的重力排水:实验新方法及对沉降速度、比滤饼阻力和滤饼压缩性的考虑

Andreoli,C.V.,von Sperling,M.和Fernandes。F(2007). 污泥处理和处置,IWA出版社(纽约州伦敦)。

关于此页

“化学污泥调节”是由西蒙·贾德

此页上次更新于2021年4月28日

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