污泥厭氧消化前后的絮凝性能對比

剩余污泥的處理是重要的環(huán)境問題。厭氧消化和絮凝脫水是剩余污泥處理的重要方法和步驟。而經(jīng)過厭氧消化處理后的污泥，性狀發(fā)生變化，而需要重新篩選合適的絮凝助劑。本文針對生化法產(chǎn)生的的高有機(jī)質(zhì)剩余污泥(與城市污泥相近)，進(jìn)行了厭氧消化處理，并與未厭氧消化處理的剩余污泥比較了絮凝脫水的特點(diǎn)和效果，目的是為剩余污泥的厭氧消化以之后絮凝脫水助劑的使用提供基礎(chǔ)。對于厭氧消化后的污泥，明顯的絮凝特點(diǎn)變化是：用低陽離子度產(chǎn)品絮凝時(shí)，絮凝反應(yīng)速度明顯快于高離子度產(chǎn)品，達(dá)到各自最佳絮凝效果低陽離子度產(chǎn)品用量少，但是低陽離子度產(chǎn)品的出水濁度則明顯提高。

聚丙烯酰胺是重要的有機(jī)絮凝劑，由于其水溶性好，有酰胺基等活性基團(tuán)，并且電荷密度較高，分子尺寸大，在污泥脫水中絮凝效果好、用量少。目前我國的剩余污泥絕大多數(shù)沒有經(jīng)過穩(wěn)定化處理，有機(jī)質(zhì)含量一般在50%左右，剩余污泥(主要指市政污泥或其他生化處理產(chǎn)生的污泥，不包括造紙、紡織等工業(yè)污泥)脫水所用的絮凝劑主要是高陽離子度的陽離子聚丙烯酰胺(陽離子度40-60%)。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點(diǎn)，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個(gè)重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級(jí)環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

但是聚丙烯酰胺絮凝劑的藥劑選型和現(xiàn)場應(yīng)用都比較粗放，只要絮凝劑型號(hào)和用量能滿足脫水需要即可，未必是最佳型號(hào)也未必是最佳用量。尤其是在溶解設(shè)備、藥泥混合、絮凝劑與泥的匹配、絮凝劑與脫水設(shè)備的匹配、絮凝劑的用量等諸多方面的匹配性上都存在一定的問題。歸根到底是對污泥性質(zhì)與絮凝劑指標(biāo)的匹配性和絮凝特點(diǎn)了解甚少。

對污泥進(jìn)行厭氧消化處理，是國外普遍應(yīng)用的污泥穩(wěn)定技術(shù)，是污泥處理處置的發(fā)展趨勢。有機(jī)質(zhì)含量高的污泥經(jīng)過厭氧消化，污泥顆粒的胞外聚合物(EPS)將發(fā)生變化，從而影響污泥絮凝脫水性能，直接導(dǎo)致對絮凝劑的需求不同。本項(xiàng)目通過研究污泥厭氧消化前后對絮凝劑的要求來反應(yīng)污泥的絮凝性能。

1 、實(shí)驗(yàn)方法

1.1 污泥厭氧消化的方法

寶莫公司的污水有機(jī)質(zhì)來源主要是廢生物發(fā)酵液，有機(jī)質(zhì)含量較高。本實(shí)驗(yàn)的目的在于得到成熟穩(wěn)定的消化污泥，盡可能多的消化有機(jī)質(zhì)，形成穩(wěn)定的厭氧菌團(tuán)，所以所有厭氧消化培養(yǎng)都選擇3%的投配率，使有機(jī)質(zhì)盡可能多的降低。選擇節(jié)能、常用的35℃作為培養(yǎng)溫度。同時(shí)取兩桶寶莫公司污水處理廠沉淀池污泥兩桶，一桶直接做絮凝實(shí)驗(yàn)，另一桶驚醒厭氧消化培養(yǎng)。操作步驟如下：

(1)取寶莫公司污水處理廠沉淀池污泥，加少量聚丙烯酰胺絮凝劑濃縮至含水率95%以下，備用。

(2)取一個(gè)5L的塑料桶作為厭氧消化反應(yīng)罐，用橡膠塞子密封桶口，塞子上鉆三個(gè)孔，分別插溫度計(jì)(平時(shí)可封上，僅測時(shí)使用)、曝氣管、出氣收集管。

(3)將濃縮后的污泥取出3L轉(zhuǎn)入5L的厭氧消化反應(yīng)器中，放入35℃水浴中，通氮?dú)怛?qū)氧10分鐘，正式進(jìn)入?yún)捬跸瘑?dòng)階段。

(4)厭氧消化進(jìn)入正常反應(yīng)階段后開始正常投配污泥，一般按照3%的投配率操作。在整個(gè)培養(yǎng)階段水浴鍋一直保持水溫35℃(誤差±1℃)，污泥面在水浴液面以下。

取泥和進(jìn)泥均采用出口接有一段硬塑料管的注射器操作，從橡膠塞子的溫度計(jì)口上插入，操作過程中開著氮?dú)馄貧猓苑乐箍諝膺M(jìn)入。氣體收集裝置采用倒置的量筒排水方法，輔助收集氣體的水用硫酸調(diào)至pH為4，以防止有二氧化碳?xì)馊芙狻?/p>

反應(yīng)裝置示意圖如下：

1.2 絮凝實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 絮凝劑的溶解方法

絮凝劑陽離子統(tǒng)一溶成0.1%(w/w)濃度，陰離子和非離子溶成0.05%(w/w)濃度，陽離子和陰離子溶解1小時(shí)后過80目篩子，非離子溶解2小時(shí)后過80目篩子。濾出未溶顆粒，保證溶解效果和取到的藥液的均勻性。

溶解絮凝劑時(shí)，研究了三段連續(xù)式溶解裝置和間斷式溶解方法的溶解效果。將同一型號(hào)的絮凝劑樣品分別用三段式溶解裝置和間斷式溶解方法溶解1小時(shí)，然后各取200ml絮凝劑溶液過80目篩子，觀察未溶解顆粒的多少。三段式溶解裝置更適合溶解乳液或低分子量等溶解速度快的產(chǎn)品，從現(xiàn)場應(yīng)用的自動(dòng)化程度來講，三段式溶解裝置自動(dòng)化程度高。