污泥是污水处理过程中的必然产物,是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污水污泥具有环境的危害性和资源可利用性的双重属性,它不仅是一种浓缩了污水中几乎全部有毒有害物质(重金属、难降解有机污染物、病原微生物)的潜在污染物质;同时它还含有丰富的有机物和营养元素(氮磷等),是一种可以回收利用的资源[3]。因此,关于污水处理厂产生污泥的处理处置就逐渐得到了人们的重视。
面对传统污泥脱水技术的不足,现今越来越多的污泥深度脱水技术不断出现,来解决污泥脱水的难题。本文对目前国内外的污泥深度脱水研究状况,把其中的集中处理方法进行对比,在选用污泥处理方法时有一个更直观的参考。同时对于集美污水处理厂的污泥深度脱水方法进行分析,对其提供一些客观的建议,在其他污水处理厂的污泥深度脱水技术选用时便于对比分析。
第一章 污泥脱水技术概况
1.1污泥中水分
通常情况下,污泥含水率在85%以上时,可保持流动性;含水率在70%-75%范围时,呈柔软状态;含水率在60%-65%范围时,近乎于固体状态;含水率在35%-40%范围时,污泥可离散;含水率为10%-15%范围时,呈粉末状。
污泥是一种含水率极高的物质(97%-99%),所含水分分为自由水(间隙水)、毛细结合水(毛细水)、表面吸附水(吸附水)和内部结合水(结合水)四种[4]。
图1 污泥中的水分存在形式
自由水:指被大小污泥颗粒包围的水分,约占污泥中水分的70%,由于自由水不直接与污泥颗粒结合,因此很容易分离,是污泥浓缩的主要对象。
毛细结合水:是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水,在固体颗粒接触面上由毛细压力结合而成,一般占污泥水分的20%。此类水的去除需要施以与毛细水表面张力的合理相反方向的作用力,以破坏毛细管表面张力和凝聚力作用。如离心机的离心力、真空过滤机的负压力、电渗力或热渗力等方式脱水。
表面吸附水:吸附在污泥颗粒表面上的水分,约占污泥水分的7%。这类污泥常在污泥颗粒、生物污泥等固体表面上出现,比表面积大,在表面张力的作用下能吸附较多的水分,表面吸附水的脱除比较困难,需采用混凝剂辅助进行分离或采用加热法脱除。
内部结合水:这是污泥颗粒内部结合的水分。如微生物细胞内部的水分,无机污泥中化合物所带的结晶水,约占水分的3%。使用机械方法难以去除内部结合水,可采用高温加热、冷冻法去除,也可以通过生物分解手段,如好氧氧化、堆肥化、厌氧消化等方法予以去除。
1.2传统污泥处理技术
当前国内外对于污泥的处理方法主要分为两大类:物理方法(浓缩脱水)和化学方法(调理)。
(1)污泥浓缩脱水技术
污泥浓缩 污泥浓缩是减少污泥体积最经济有效的方法,用来去除游离水特别是对于剩余活性污泥的处理,能够有效降低后续构筑物或处理单元的压力,显著降低污泥的运输及处理成本。主要有重力浓缩,气浮浓缩,离心浓缩等。
重力浓缩 重力浓缩是污泥在重力场的作用下自然沉降的分离方式,是一个屋里过程,不需要外加能量,是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩沉降可以分为4种状态:自由沉降、干涉沉降、区域沉降和压缩沉降。
气浮浓缩 气浮法是通过某种方法产生大量微气泡,使其废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒黏附,形成密度小于水的气体,在浮力的在欧勇下,上浮至水面形成浮渣,进行固-液或液-液分离的一种技术。气浮法用于从废水中去除相对密度小于1的悬浮物、油类和脂肪,并用于污泥的浓缩。
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