市政污泥的调节与脱水

康延晓 

摘要:在城市污水处理厂（WWTP）或资源回收设施（MRRF）中，废水处理的副产固体（包括初级废水、生物处理废水的残留物，生物固体）的脱水（包括机械脱水或其他的脱水方式）是至关重要的。

污水处理厂或MRRF产生（作为废水处理的一部分）初级、生物固杂。不同设施产出的固体杂质在物理，化学和生物性质上有非常大的不同。这些未经加工或经过生物稳定处理的固体杂质包括：初级或二级活性污泥（WAS）（包括，纯氧活化的），初级和二级污泥混合物，或经有氧或厌氧消化的初级污泥或WAS。

化学调节或特定脱水方法的应用具有一定挑战性，所产生的固体污泥饼，固体的回收，滤液及其浓缩，都需要满足可持续性的要求。即化学调理剂的适用性，成本；脱水设备和方法的可操作性，以及脱水结果的稳定性，因为脱水固体的下游处理效果，即土地施用，固体焚烧或填埋，主要取决于固体脱水的质量。

【关键词】市政污泥   调节   脱水

一、污泥中的水的存在形式及化学调节脱水的主要目标

污泥中的水以如下几种形式存在：

1. 自由水顾名思义，水以游离形态存在，不受污泥中固体颗粒的影响。

2. 间隙水指的是被困在固体颗粒间隙之间的水。

3. 临近水指的是通过氢键与固体链接的水分。

4. 结晶水指的是通过化学键与固体结合的水分。

化学调节脱水的的主要目标是污泥中的自由水和间隙水。

二、化学调节剂及其作用

无机调节剂，例如三氯化铁或明矾，在过去许多年间广泛被采用。最近，阳离子聚合物、曼尼希聚合物在污泥脱水的应用中获得了越来越多的重视。

上图展示了不同调节剂在污泥脱水过程中的作用机理。

调节剂的选择需要满足许多标准，例如对特定设备的兼容性，脱水有效性，稳定性等要求。脱水剂的成本往往要占到总脱水成本的50%左右。

三、市政污泥的机械脱水

机械脱水的方式包括但不限于转鼓过滤，板框过滤，带式压滤，离心，螺旋压滤和旋转真空抽滤等。目前，在城市污泥脱水应用中，旋转真空抽滤的手段已经过时；板框压滤手段的应用一直都不多见；带式压滤或离心手段比较常用；螺杆和旋转压滤的手段因为能量消耗更低，目前正在获得更多的重视。

通过对一系列实验工厂装置运行的观察和总结，我们获得了如下经验：

1. 螺旋压榨可获得固含量30-35％的滤饼，97-99％的固体捕获率和固含量低于500mg/L的滤液。系统输入为未处理初级污泥加WAS，2％固含量和70％的挥发性固体。 在该测试中，曼尼希聚合物比乳液聚合物具有更好的调理性。

2. 离心结合不同的调节剂可获得固含量28-38％的滤饼。系统输入为经厌氧消化的初级污泥和WAS，1.2-1.5%的固含量和50-55％的挥发性固体。

用于城市污泥脱水的化学调节剂的成本可高达总污泥处理成本的50％。 因此，我们建议按月和按年观察调节效果和脱水性能，以免调节效果不佳造成浪费。

四、污泥调节和脱水的相关建议

通过我们对许多相关文献的梳理和总结，我们得出了如下污泥调节标准：

1. 选择的调节剂需要四季有效，不受季节或气温的影响，确保MSDS和产品说明的完整，确保调节剂品质的稳定性。

2. 机械脱水过程达标（固含量，固体捕获率，滤液固含量），稳定。

3. 合理的处理滤液。

4. 确保脱水系统的运行和维护成本在设计范围之内。

5. 脱水系统的设计需方便操作且具备一定的灵活性。

6. 脱水系统的设计需考虑当地气候条件。

结论

城市污水残留物具有各种物理，化学和生物特征，对其脱水效果影响很大。市政废水残留物的特性和脱水性跟其产地关系很大。调节剂通过电荷中和与桥接作用能有效提高城市污泥脱水的效率。污水处理厂或MRRF应在日常运行中密切观察化学调节剂的有效性、稳定性，并适时调整，以达到药剂的最佳性能。与BFP或离心机操作相比，螺旋压榨机更加节能、且易操作。应随时观察调节剂的使用量。不同污泥脱水性不同，不同机械脱水方式效率也有不同，但污泥最终脱水后的的固含量应为16-30％或更多。

机械脱水技术的选择应首先与现有的污水处理系统相匹配。 提前规划方案，实验工厂并行测试，对脱水设备的选择至关重要。 机械脱水设备的最佳性能应基于滤饼固含量，固体捕获率，滤液或浓缩物质量。

引用

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