污泥濃縮試驗研究
摘要：采用加壓和減小(xiao)排水路徑(jing)(jing)的(de)(de)方法對污(wu)泥(ni)進(jin)行了(le)濃(nong)(nong)縮(suo)試驗研究，得(de)到了(le)沙網柱(zhu)直徑(jing)(jing)及所加壓力對污(wu)泥(ni)濃(nong)(nong)縮(suo)效果影響的(de)(de)關系。試驗結果對未來污(wu)水廠的(de)(de)設計和現有污(wu)水廠的(de)(de)改進(jin)有一定的(de)(de)指導作用。
關鍵(jian)詞：加壓；污(wu)泥濃縮；沙網柱
1 前言
隨著我國經(jing)濟建設的飛速發(fa)展(zhan)，人們生活水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)逐步提高，城市規模不斷(duan)擴(kuo)大，生活污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)排放量(liang)日(ri)益(yi)增加，城市污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)也相(xiang)應增多。這固(gu)然(ran)對(dui)解決我國水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)染問題(ti)有著積極的作(zuo)(zuo)用(yong)，但污(wu)(wu)泥的有效(xiao)(xiao)處理和(he)處置問題(ti)仍需深入研究(jiu)。污(wu)(wu)泥濃(nong)縮(suo)效(xiao)(xiao)率的高低和(he)濃(nong)縮(suo)效(xiao)(xiao)果的好壞直接影(ying)響污(wu)(wu)泥處理成本。污(wu)(wu)泥中所含的水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)分(fen)大致可分(fen)為［1,2］：空隙(xi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、毛(mao)細水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)、吸附水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)和(he)內(nei)部水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)。在(zai)壓力(li)作(zuo)(zuo)用(yong)下有效(xiao)(xiao)去除部分(fen)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)，可以(yi)減小污(wu)(wu)泥體積，減輕后續(xu)構筑物和(he)處理單(dan)元(yuan)的壓力(li)。為此筆者設想出該(gai)試驗，以(yi)從唐山市西郊污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)濃(nong)縮(suo)池出來的污(wu)(wu)泥進行了濃(nong)縮(suo)試驗研究(jiu)，以(yi)期獲得預(yu)期結果。
2 試驗方法
2．1試驗裝置
試驗裝置簡圖(tu)(tu)如圖(tu)(tu)1所示，下端(duan)鉆(zhan)孔(kong)排(pai)水，設(she)一閥門控制(zhi)排(pai)水條(tiao)件。加壓罐內徑(jing)為(wei)(wei)100 mm, 高為(wei)(wei)450 mm。另(ling)外還(huan)需要分析(xi)天平、干燥箱、水浴(yu)鍋和蒸(zheng)發皿等儀器。
2．2試驗污泥
試(shi)驗污(wu)泥取自唐山市(shi)西郊污(wu)水處理廠。該廠濃縮池(chi)的出泥沉降性(xing)能良好，污(wu)泥基本(ben)穩(wen)定。
2．3測試方法及試驗步驟
按照(zhao)排水途徑和所加壓力的不同逐(zhu)次進行試驗(yan)，記錄實(shi)驗(yan)數據，并(bing)進行比較。
A：取泥樣20 L。
B：做(zuo)好加壓罐內準備工(gong)作。罐內放好承(cheng)托層(ceng)，濾砂及沙柱；投加絮凝劑，裝滿污泥(ni)。
C：加壓，維(wei)持一定壓力，同時記錄時間。
D：出水在每(mei)分鐘少于40滴(di)時停止加壓(ya)，并記(ji)錄(lu)時間。
E：待(dai)壓(ya)力減為零(ling)時開蓋取泥樣。
F: 處(chu)(chu)理試樣(yang)，并(bing)測定(ding)處(chu)(chu)理前后污泥含水(shui)率，計算(suan)含水(shui)率差。將(jiang)60 mL蒸(zheng)發皿(min)編號后放(fang)(fang)(fang)進烘(hong)(hong)(hong)箱內，以105℃～10℃的溫(wen)度烘(hong)(hong)(hong)2 h至恒(heng)重，取出(chu)后放(fang)(fang)(fang)入(ru)干(gan)燥器內冷卻0.5 h，用萬分之(zhi)一分析(xi)天平稱重，記錄重量(liang)Ｗ1；再把約(yue)20 mL污泥加(jia)入(ru)蒸(zheng)發皿(min)，稱重并(bing)記錄重量(liang)Ｗ1+Ｗs，用恒(heng)溫(wen)水(shui)浴鍋蒸(zheng)干(gan)；然后放(fang)(fang)(fang)入(ru)105℃～110℃的烘(hong)(hong)(hong)箱內烘(hong)(hong)(hong)2 h，取出(chu)放(fang)(fang)(fang)入(ru)干(gan)燥器內冷卻0.5 h，用萬分之(zhi)一天平稱重，并(bing)記錄重量(liang)Ｗ2。將(jiang)所得(de)數據代入(ru)下式，并(bing)計算(suan)含水(shui)率：
3 試驗現象
為了提高對污泥(ni)濃縮的效率，達到(dao)順利排(pai)水(shui)(shui)的目的，加壓罐底部采用多孔排(pai)水(shui)(shui)。當無(wu)沙柱時(shi)，泥(ni)水(shui)(shui)只向下(xia)排(pai)放；當中間(jian)加入沙柱時(shi)，可以(yi)看(kan)到(dao)排(pai)水(shui)(shui)路徑大大減小，濾沙以(yi)上的含(han)水(shui)(shui)沿沙柱多了徑向排(pai)放。表(biao)明此次污泥(ni)濃縮效果好。
4試驗結果分析
4．1沙柱對試驗(yan)結果的影響
由表1數據可知無沙(sha)柱(zhu)時泥(ni)樣處(chu)理前(qian)后(hou)含水(shui)(shui)率差(cha)值(zhi)(zhi)(zhi)（ΔP）為0.07%～0.18%，時間為14 min～25min，排(pai)水(shui)(shui)路徑大而且單一，故(gu)濃縮(suo)效(xiao)果(guo)不明(ming)(ming)顯(xian)。加直徑21.6 mm的(de)沙(sha)網(wang)柱(zhu)時，泥(ni)樣處(chu)理前(qian)后(hou)含水(shui)(shui)率差(cha)值(zhi)(zhi)(zhi)（ΔP）變為0.45%～0.61% ，時間為17 min～28 min，時間有所減(jian)短，并且污泥(ni)效(xiao)果(guo)比沒有沙(sha)柱(zhu)時要(yao)好(hao)得多；當加直徑30.1 mm的(de)沙(sha)網(wang)柱(zhu)時，泥(ni)樣處(chu)理前(qian)后(hou)含水(shui)(shui)率差(cha)值(zhi)(zhi)(zhi)（ΔP）為0.45%～0.66% 時間明(ming)(ming)顯(xian)減(jian)少為15 min～18 min。可見減(jian)小排(pai)水(shui)(shui)路徑可增強(qiang)壓縮(suo)效(xiao)果(guo)，有利于污泥(ni)濃縮(suo)。
4．2
加(jia)入(ru)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)的(de)目的(de)是使固體顆粒(li)(li)快(kuai)速(su)聚集。由(you)表2中數(shu)據(ju)可(ke)(ke)以看出不(bu)加(jia)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)時(shi)(shi)泥(ni)樣處理(li)(li)前后(hou)含(han)(han)水(shui)率(lv)差(cha)值(zhi)（ΔP）為0.34%～0.65%；當(dang)試驗(yan)過(guo)程加(jia)入(ru)5‰的(de)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)時(shi)(shi)，泥(ni)樣處理(li)(li)前后(hou)含(han)(han)水(shui)率(lv)差(cha)值(zhi)（ΔP）變(bian)為0.68%～0.75%，處理(li)(li)效(xiao)果明顯變(bian)好；當(dang)加(jia)入(ru)10‰的(de)絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)時(shi)(shi)，含(han)(han)水(shui)率(lv)差(cha)值(zhi)（ΔP）與加(jia)入(ru)量5‰時(shi)(shi)差(cha)不(bu)多，但(dan)是形成的(de)顆粒(li)(li)較大，容易堵(du)塞或(huo)無法達到預定的(de)壓(ya)力。考慮絮(xu)凝(ning)(ning)劑(ji)(ji)自身成本和實際(ji)壓(ya)力可(ke)(ke)達到的(de)情(qing)況，所以投加(jia)量一般控制在3‰～5‰。
4．3壓力對試驗結果(guo)的影響
增(zeng)加(jia)壓強(qiang)可以(yi)強(qiang)制水快速穿過濾(lv)(lv)(lv)層(ceng)，加(jia)快過濾(lv)(lv)(lv)速度(du)，減少過濾(lv)(lv)(lv)時間。然而，增(zeng)加(jia)的(de)壓強(qiang)過大，會使處理(li)水將濾(lv)(lv)(lv)層(ceng)破壞，發生穿濾(lv)(lv)(lv)現象，達不(bu)到濾(lv)(lv)(lv)層(ceng)對處理(li)水的(de)過濾(lv)(lv)(lv)效果。因此，結合試(shi)驗(yan)條件，選用(yong)0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa三個壓強(qiang)值做試(shi)驗(yan)，其(qi)它試(shi)驗(yan)條件不(bu)變。數據如表(biao)3。
由(you)表3數據可以看出壓強值為0.4 MPa時(shi)含水(shui)率(lv)(lv)差(cha)最(zui)大(da)為0.13%；當壓強為0.6 MPa時(shi)含水(shui)率(lv)(lv)差(cha)最(zui)大(da)的為0.66%；然而在(zai)相同(tong)情況下加壓為0.8MPa 時(shi)，由(you)于水(shui)大(da)量迅速排出，污泥發生穿(chuan)濾現象(xiang)，濾料沒有達到過(guo)濾效(xiao)果。基本加不上壓，無法達到預定(ding)壓力，試驗(yan)失敗。
5 結論
筆者設想出該試驗，采用(yong)加(jia)壓和減小排(pai)水路徑方法(fa)對污(wu)泥(ni)進行了(le)濃縮試驗研究，得(de)(de)出下列結論：縮短排(pai)水距(ju)離及增加(jia)壓強后，處理后的(de)(de)污(wu)泥(ni)體(ti)積大大減小，從而提(ti)高了(le)污(wu)泥(ni)脫水的(de)(de)效(xiao)率。本(ben)次試驗使用(yong)的(de)(de)濾砂(sha)是(shi)沉砂(sha)池(chi)處理后的(de)(de)砂(sha)，可以調配級配；使用(yong)后考慮濾砂(sha)和泥(ni)餅(bing)一(yi)起(qi)處理，解決(jue)了(le)沉砂(sha)池(chi)沉砂(sha)問題。另(ling)外試驗選擇的(de)(de)絮凝(ning)劑(ji)是(shi)陽(yang)離子型(xing)聚丙烯酰胺(an)，如隨著技(ji)術的(de)(de)發展，可以找到一(yi)種(zhong)代替它(ta)的(de)(de)更廉價的(de)(de)絮凝(ning)劑(ji)，則該技(ji)術的(de)(de)效(xiao)益更加(jia)值(zhi)得(de)(de)關注。
參考文獻：
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