自來水廠污泥濃縮和聚丙烯酰胺預(yù)處理研究.pdf

1、自來水廠污泥處理工作在我國(guó)起步不久，這方面的研究工作還很少，還有很多問題需要解決。本論文主要針對(duì)目前自來水廠污泥處理工程中急需解決的污泥處理工程量的確定、污泥的濃縮性能、斜板濃縮池的設(shè)計(jì)依據(jù)、污泥聚丙烯酰胺預(yù)處理等進(jìn)行了系列研究。 在設(shè)計(jì)污泥處理工程中，污泥干固體量的正確確定非常重要，而計(jì)算污泥干固體量最關(guān)鍵的是確定原水SS與濁度NTU的比值。不同水源、同一水源的不同時(shí)期，其SS與NTU的比值往往也不相同。試驗(yàn)對(duì)以錢塘江水為水源

2、的杭州市南星水廠原水SS與NTU的比值進(jìn)行了連續(xù)1年的測(cè)定，發(fā)現(xiàn)在潮水期，原水濁度高，SS與NTU的比值為2.48，在正常時(shí)期，原水濁度較低，SS與NTU的比值為0.92，兩種情況下SS與NTU的比值相差2.7倍。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，污泥的顆粒粒徑分布和原水SS與NTU比值存在一定的聯(lián)系，如果原水中泥沙等大顆粒懸浮物含量越多，則混凝產(chǎn)生的污泥顆粒粒徑一般較大，原水SS與濁度的比值較高；如果原水中雜質(zhì)主要由顆粒尺寸較小的懸浮物或膠體物質(zhì)構(gòu)成，則混

3、凝產(chǎn)生的污泥顆粒粒徑一般較小，原水的SS與濁度的比值也較低。 污泥濃縮是污泥處理的重要環(huán)節(jié)，論文對(duì)濃縮池設(shè)計(jì)理論進(jìn)行了回顧，并對(duì)杭州市南星水廠污泥進(jìn)行了量筒和沉降柱靜態(tài)濃縮試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：污泥濃度與界面沉速之間存在冪指數(shù)的關(guān)系，污泥濃度越大，界面沉速就越慢；向污泥中投加適量PAM可顯著提高污泥的濃縮效果，界面沉速加快，上清液濁度降低，壓密高度降低，底泥濃度升高，但過量投加PAM可使?jié)饪s效果惡化；根據(jù)固體通量法和Coe—Cle

4、venger法計(jì)算出的濃縮池極限固體通量基本一致，而采用Talmage—Fitch法得到的極限固體通量值則與按前面兩種方法得到的極限固體通量相差較多。量筒雖然與實(shí)際濃縮池相差較遠(yuǎn)，但量筒靜態(tài)濃縮試驗(yàn)也基本上能夠反映污泥的沉降特性，并且試驗(yàn)方便，控制靈活。與量筒比較，沉降柱雖然與實(shí)際濃縮池較接近，但是試驗(yàn)所需污泥量大，污泥的濃度較難控制。由斜板濃縮試驗(yàn)得出：設(shè)計(jì)濃縮池不但要以固體負(fù)荷為設(shè)計(jì)參數(shù)，還應(yīng)該考慮水力負(fù)荷；與含固率大于0.2％的進(jìn)

5、泥相比，當(dāng)濃縮池進(jìn)泥含固率在0.1％左右時(shí)，濃縮效果較差，只有降低污泥固體負(fù)荷才能滿足出泥含固率要求；攪拌器攪拌速度在較大范圍內(nèi)(攪拌器末端線速度1.29cm/s～4.2cm/s)，對(duì)污泥濃縮的影響基本一致，當(dāng)末端線速度降到0.78cm/s時(shí)，雖然濃縮效果稍好，但是刮泥機(jī)轉(zhuǎn)速太慢，易造成濃縮池排泥濃度不均勻；濃縮池內(nèi)安裝斜板可以顯著提高濃縮效率，當(dāng)出泥含固率控制在2.6％以上，斜板間距為6cm和12cm時(shí)，濃縮池固體負(fù)荷均應(yīng)控制在3.2

6、～3.4kg/m2·hr，斜板間距為18cm時(shí)，固體負(fù)荷應(yīng)控制在2.6～2.9kg/m2·hr，無斜板時(shí)，固體負(fù)荷應(yīng)控制在2.2～2.4kg/m2·hr；污泥的化學(xué)成分和顆粒粒徑的大小對(duì)污泥濃縮性能影響很大，與正常時(shí)期相比，南星水廠潮水期污泥，不但濃縮池進(jìn)泥固體負(fù)荷可提高，而且出泥的含固率也顯著升高近2倍；通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析比較得出，不銹鋼斜板濃縮池濃縮效率高，占地面積小，其造價(jià)稍高于無斜板的輻流式濃縮池。 論文介紹了多種污泥預(yù)處

7、理的方法，其中聚丙烯酰胺(PAM)預(yù)處理應(yīng)用最為廣泛。對(duì)PAM篩選及其最佳投加量確定的方法進(jìn)行了討論，并選出比阻、毛細(xì)吸水時(shí)間、污泥分離液粘度三種方法進(jìn)行試驗(yàn)研究。對(duì)南星水廠污泥進(jìn)行PAM預(yù)處理試驗(yàn)研究表明：投加陽(yáng)離子型和陰離子型PAM都可顯著改善污泥的脫水性能，陰離子AN910PWG型PAM最佳投加率為0.3kg/T干污泥，陽(yáng)離子MLT22S型PAM的最佳投加率為1.5kg/T干污泥，而陰離子AN910PWG型PAM的單價(jià)約是陽(yáng)離子M

8、LT22S型PAM單價(jià)的1/2，故陰離子型PAM可作為自來水廠污泥預(yù)處理藥劑的首選；根據(jù)CST值變化確定PAM最佳投加率與根據(jù)比阻得到的最佳投加率一致，并且CST值與比阻之間存在線性相關(guān)關(guān)系，可以采用CST值來近似替代污泥比阻反映污泥的脫水性能；通過投加PAM后測(cè)定濾液和離心液粘度的變化，也可以較準(zhǔn)確的判定PAM的最佳投加率，該方法不但快速、簡(jiǎn)單，而且還有可能用作生產(chǎn)上在線控制PAM最佳投加率的參數(shù)。 最后，對(duì)自來水廠污泥處理進(jìn)