污泥調(diào)理常用藥劑有哪些?污泥調(diào)理劑又稱污泥脫水劑,可分為無機(jī)調(diào)理劑和有機(jī)調(diào)理劑兩大類。無機(jī)調(diào)理劑一般適用于污泥的真空過濾和板框過濾,而有機(jī)調(diào)理劑則適用于污泥的離心脫水和帶式壓濾脫水。
無機(jī)調(diào)理劑
有效、便宜也是常用的無機(jī)調(diào)理劑主要有鐵鹽和鋁鹽兩大類。鐵鹽調(diào)理劑主要包括氯化鐵(FeCl3?6H2O)、硫酸鐵(Fe2(SO4)3?4H2O)、硫酸亞鐵(FeSO4?7H2O)以及聚合硫酸鐵(PFS)([Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m)等,鋁鹽調(diào)理劑主要有硫酸鋁(Al2(SO4)3?18H2O)、三氯化鋁(AlCl3)、堿式氯化鋁(Al(OH)2Cl)、聚合氯化鋁(PAC)([Al2(OH)n?Cl6-n]m)等。
投加無機(jī)調(diào)理劑后,可以大大加速污泥的濃縮過程,改善過濾脫水效果。而且鐵鹽和石灰聯(lián)用可以進(jìn)一步提高調(diào)理效果。投加無機(jī)調(diào)理劑的缺點(diǎn)一是用量較大,一般投加量要達(dá)到污泥干固體重量的5%~20%,從而導(dǎo)致濾餅體積增大;二是無機(jī)調(diào)理劑本身具有腐蝕性(尤其是鐵鹽),投加系統(tǒng)要具有防腐性能。
應(yīng)當(dāng)注意的是,采用氯化鐵作為調(diào)理劑時(shí),會增加對脫水污泥處理設(shè)備金屬構(gòu)件的腐蝕性,因此所配備的脫水污泥處理設(shè)備的防腐等級應(yīng)適當(dāng)提高。
有機(jī)調(diào)理劑
有機(jī)合成高分子調(diào)理劑種類很多,按聚合度可分為低聚合度(分子量約為1千~幾萬)和高聚合度(分子量約為幾十萬~幾百萬)兩種;按離子型分為陽離子型、陰離子型、非離子型、陰陽離子型等。與無機(jī)調(diào)理劑相比,有機(jī)調(diào)理劑投加量較少,一般為污泥干固體重量的0.1%~0.5%,而且沒有腐蝕性。
用于污泥調(diào)理的有機(jī)調(diào)理劑主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝劑產(chǎn)品,主要有陽離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三類。
其中陽離子型聚丙烯酰胺能中和污泥顆粒表面的負(fù)電荷并在顆粒間產(chǎn)生架橋作用而顯示出較強(qiáng)的凝聚力,調(diào)理效果顯著,但費(fèi)用較高。為降低成本,可以使用較便宜的陰離子型聚丙烯酰胺-石灰聯(lián)用法,利用帶有正電荷的Ca(OH)2絮體物將帶負(fù)電的絮凝劑和污泥顆粒吸附在一起,形成一種復(fù)合的凝聚體系。
選擇使用污泥調(diào)理劑應(yīng)考慮的因素有哪些?
污泥調(diào)理劑的特點(diǎn)
就常用的鋁鹽和鐵鹽無機(jī)調(diào)理劑而言,使用鋁鹽時(shí)的藥劑投加量較大,所形成的絮體密度較小,調(diào)理效果較差,在脫水過程中會堵塞濾布。
因此,在選用無機(jī)調(diào)理劑時(shí),盡采用鐵鹽;當(dāng)使用鐵鹽會帶來許多問題時(shí),再考慮采用鋁鹽。無機(jī)調(diào)理劑與有機(jī)調(diào)理劑相比,藥劑投加量較大,形成的絮體顆粒細(xì)小,但絮體強(qiáng)度較高。因此在利用真空過濾機(jī)和板框壓濾機(jī)使污泥脫水時(shí),可以考慮采用無機(jī)調(diào)理劑。
與無機(jī)調(diào)理劑相比,有機(jī)調(diào)理劑藥劑投加量較小,形成的絮體粗大,但絮體強(qiáng)度較低,比無機(jī)調(diào)理劑形成的絮體更容易破碎。而且一旦絮體被破壞,不論采用無機(jī)調(diào)理劑還是有機(jī)調(diào)理劑,都不易恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
因此在利用離心脫水機(jī)和帶式壓濾機(jī)使污泥脫水時(shí),可以考慮采用有機(jī)調(diào)理劑。在采用無機(jī)調(diào)理劑或有機(jī)調(diào)理劑中的一種難以達(dá)到理想的調(diào)理效果時(shí),可以考慮將無機(jī)和有機(jī)調(diào)理劑復(fù)配使用,有時(shí)能取得更好的調(diào)理效果。比如石灰和三氯化鐵聯(lián)合使用,不但能起到調(diào)節(jié)pH值的作用,而且石灰和污水中的重碳酸鈣生成的碳酸鈣顆粒結(jié)構(gòu)還能增加污泥的孔隙率,促進(jìn)泥水分離。
污泥性質(zhì)
不同性質(zhì)的污泥,選用調(diào)理劑的種類和投加量也有很大差異。對有機(jī)物含量高的污泥,較為有效的調(diào)理劑是陽離子型有機(jī)高分子調(diào)理劑,而且有機(jī)物含量越高,越適宜選用聚合度越高的陽離子型有機(jī)高分子調(diào)理劑。
而對以無機(jī)物為主的污泥,則可以考慮采用陰離子型有機(jī)高分子調(diào)理劑。污泥性質(zhì)的不同直接影響調(diào)理效果:初沉池污泥較易脫水,而浮渣和剩余活性污泥則較難脫水,混合污泥的脫水性能則介于兩者之間。
為達(dá)到一定的調(diào)理效果,所需調(diào)理劑的數(shù)量存在顯著差異。一般越難脫水的污泥其調(diào)理用藥用量越大,污泥顆粒細(xì)小,會導(dǎo)致調(diào)理劑消耗量的增加,污泥中的有機(jī)物含量和堿度高,也會導(dǎo)致調(diào)理劑用量的加大。另外,污泥含固率也影響調(diào)理劑的投加量,一般污泥含固率越高,調(diào)理劑的投加量越大。
溫度
污泥的溫度直接影響著無機(jī)鹽類調(diào)理劑的水解作用,溫度低時(shí),水解作用會變慢。如果溫度低于10oC,調(diào)理效果會明顯變差,可通過適當(dāng)延長調(diào)理時(shí)間的方法改善調(diào)理效果。
使用有機(jī)高分子調(diào)理劑時(shí),如果配制藥液的母液或自來水溫度過低或污泥溫度過低,就會由于水的動力粘滯度和高分子調(diào)理劑溶液本身的粘度變大而不利于稀釋均勻和調(diào)理混合均勻,進(jìn)而影響污泥調(diào)理效果和脫水效果。
因此,冬季氣溫較低時(shí),要重視污泥輸送系統(tǒng)的保溫環(huán)節(jié)(從污水處理系統(tǒng)排出的污泥溫度一般不低于150℃),盡量減少污泥輸送過程中熱量的損失。在必要的情況下,可以采取對有機(jī)高分子調(diào)理劑稀釋罐加熱或適當(dāng)延長混合溶解時(shí)間和加大攪拌強(qiáng)度的方法改善溶解條件。
pH值
污泥的pH值決定無機(jī)鹽類調(diào)理劑的水解產(chǎn)物形態(tài),同一種調(diào)理劑對不同pH值的污泥的調(diào)理效果也大不相同。鋁鹽的水解反應(yīng)受pH值的影響很大,其凝聚反應(yīng)的更佳pH值范圍為5~7。當(dāng)pH值大于8或小于4時(shí),難以形成絮體,也就是說失去了調(diào)理的作用。
而高鐵鹽調(diào)理劑受pH值的影響較小,無論污泥呈酸性還是呈堿性,都能形成水解產(chǎn)物Fe(OH)3絮體,更佳pH值范圍為6~11。亞鐵鹽在pH值為8~10的污泥中,其溶解度較高的水解產(chǎn)物能被氧化成溶解度較低的Fe(OH)3絮體。
因此選用無機(jī)鹽類調(diào)理劑時(shí),要考慮脫水污泥的具體pH值,如果pH值偏離其凝聚反應(yīng)的更佳范圍,更好更換使用另一種調(diào)理劑。否則就要考慮在對污泥進(jìn)行調(diào)理之前,投加酸或堿調(diào)整污泥的pH值,一般情況下,都不采取這種措施。
pH值對聚合電解質(zhì)的調(diào)理效果也有影響,污泥的pH值影響著調(diào)理劑分子的電離、荷電狀況以及分子形狀。
陽離子型聚合電解質(zhì)在低pH值的酸性污泥中的電離度較大,分子形狀趨向舒展;而在高pH值的堿性污泥中電離度較小,分子形狀趨向卷曲。與陽離子型聚合電解質(zhì)性質(zhì)相反,陰離子型聚合電解質(zhì)在低pH值的酸性污泥中的電離度較小,分子形狀趨向卷曲;而在高pH值的堿性污泥中電離度較大,分子形狀趨向舒展。
陰陽離子型聚合電解質(zhì)的情況稍有不同,在等電點(diǎn)時(shí),整個(gè)分子呈中性,正負(fù)兩種電荷相互吸引,故分子緊密卷曲成團(tuán)。在等電點(diǎn)兩側(cè),分子上都會有一種電荷過剩,因互相排斥作用而使分子趨向舒展。
配制濃度
調(diào)理劑的配制濃度不僅影響調(diào)理效果,而且影響藥劑消耗量和泥餅產(chǎn)率,其中有機(jī)高分子調(diào)理劑影響更為顯著。一般有機(jī)高分子調(diào)理劑配制濃度越低,藥劑消耗量越少,調(diào)理效果越好。
這是因?yàn)橛袡C(jī)高分子調(diào)理劑配制濃度越低,越容易混合均勻,分子鏈伸展得越好,架橋凝聚作用發(fā)揮得越好,調(diào)理效果當(dāng)然也越好。但配制濃度過高或過低都會降低泥餅產(chǎn)率。而無機(jī)高分子調(diào)理劑的調(diào)理效果幾乎不受配制濃度的影響。經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)研究表明,有機(jī)高分子調(diào)理劑配制濃度在0.05%~0.1%之間比較合適,三氯化鐵配制濃度10%更佳,而鋁鹽配制濃度在4%~5%*為適宜。
投加順序
當(dāng)采用不止一種調(diào)理劑時(shí),調(diào)理劑投加的順序也會影響調(diào)理效果。當(dāng)采用鐵鹽和石灰作調(diào)理劑時(shí),一般先投加鐵鹽,再投加石灰,這樣形成的絮體與水較易分離,而且調(diào)理劑總的消耗量也較少。當(dāng)采用無機(jī)調(diào)理劑和有機(jī)高分子調(diào)理劑聯(lián)合調(diào)理污泥時(shí),先投加無機(jī)調(diào)理劑,再投加有機(jī)高分子調(diào)理劑,一般可以取得較好的調(diào)理效果。
混合反應(yīng)條件
要想達(dá)到好的調(diào)理效果,污泥與調(diào)理劑實(shí)現(xiàn)完全充分的混合是非常必要的。但值得注意的是,污泥與調(diào)理劑混合反應(yīng)形成絮體后,決不能再被破壞,因?yàn)樾躞w一旦受到破壞就很難恢復(fù)到原來的狀態(tài)。
經(jīng)驗(yàn)表明,針對某種污泥,使用某種調(diào)理劑,只有混合反應(yīng)的強(qiáng)度和時(shí)間在一定范圍內(nèi),才能取得較好的調(diào)理效果,而且調(diào)理效果會隨著停留時(shí)間的增加而降低。經(jīng)過試驗(yàn)確定了調(diào)理的時(shí)間和強(qiáng)度后,必須在實(shí)際操作中嚴(yán)格遵守執(zhí)行。一方面不能隨意延長或縮短混合反應(yīng)的時(shí)間,另一方面要盡快地使調(diào)理后的污泥進(jìn)入脫水機(jī)。
污泥調(diào)理劑的投加量如何確定?
污泥調(diào)理的藥劑消耗量沒有固定的標(biāo)準(zhǔn),根據(jù)污泥的品種、消化程度、固體濃度等具體性質(zhì)的不同,投加量會出現(xiàn)一定的差異。因此,大多是在實(shí)驗(yàn)室或在現(xiàn)場直接試驗(yàn)確定調(diào)理劑的種類及具體投加量。
一般按污泥干固體重量的百分比計(jì),三氯化鐵的投加量為5%~10%,硫酸亞鐵約為10%~15%,消石灰的投加量為20%~40%,聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵約為1%~3%,陽離子型聚丙烯酰胺為0.1%~0.3%。
據(jù)有關(guān)資料介紹,由于常用的聚丙烯酰胺系列有機(jī)合成高分子調(diào)理劑的價(jià)格較為昂貴(有的品種是普通無機(jī)調(diào)理劑的十幾甚至二十倍以上),雖然其投加量較少,但折合調(diào)理每噸污泥的費(fèi)用,使用有機(jī)合成高分子調(diào)理劑的成本仍然較低。
普遍的做法是優(yōu)選有機(jī)合成污泥調(diào)理劑,當(dāng)作用較差、難以達(dá)到理想的調(diào)理效果時(shí),再考慮使用有機(jī)合成高分子調(diào)理劑或?qū)o機(jī)和有機(jī)調(diào)理劑復(fù)配使用。
使用調(diào)理劑的注意事項(xiàng)有哪些?
充分了解和掌握被處理污泥的性質(zhì)(濃度、成分等),
試驗(yàn)確定適合于污泥性質(zhì)和脫水機(jī)性質(zhì)的調(diào)理劑種類,
試驗(yàn)確定調(diào)理劑的注入點(diǎn)、反應(yīng)條件、投加量等,
根據(jù)調(diào)理劑的性質(zhì)確定調(diào)理劑的溶解、儲存等使用方法。
一般無機(jī)調(diào)理劑適用于真空過濾脫水和板框壓濾脫水,而有機(jī)調(diào)理劑則較適用于離心脫水和帶式壓濾脫水。在使用離心脫水機(jī)和帶式壓力脫水機(jī)時(shí),為了形成不易破碎的粗大絮凝物,一般使用分子量在1000萬、甚至1000萬以上的陽離子聚丙烯酰胺系列高分子調(diào)理劑。
同時(shí)還要注意,由于離心脫水機(jī)是在2000~3000G的高離心力下進(jìn)行固液分離,使用分子量越大的高分子調(diào)理劑,越容易形成堅(jiān)固的絮凝物,越有利于脫水;而對帶式壓濾脫水機(jī)來講,分子量過高時(shí),調(diào)理劑的部分粘性會殘留在絮凝物上,從而導(dǎo)致濾餅在濾布上的剝離性較差。就陽離子調(diào)理劑而言,對于同樣污泥,和離心脫水機(jī)相比,帶式壓力脫水機(jī)要求調(diào)理劑的陽離子度較高、而投加量較少。
一般污泥濃度高時(shí),使用高分子量的調(diào)理劑效果較好,而污泥濃度低時(shí),使用分子量較低的調(diào)理劑效果較好。
廢水生物處理產(chǎn)生的剩余污泥和回流污泥的性質(zhì)相同,其主要成分是微生物的絮凝物,一般帶有負(fù)電荷,因此為使剩余污泥凝聚,更好使用陽離子的調(diào)理劑。
當(dāng)前使用較多的陽離子調(diào)理劑是聚丙烯酰胺的共聚物或氨基甲基化變性物,通過調(diào)整陽離子的變性條件,可得到不同陽離子度的污泥調(diào)理劑。根據(jù)陽離子度的不同(可用膠體滴定法測定),陽離子污泥調(diào)理劑可分為高、中、低陽離子度污泥調(diào)理劑。
脫水劑、調(diào)理劑與絮凝劑、助凝劑的關(guān)系是什么?
脫水劑是對污泥進(jìn)行脫水之前投加的藥劑,也就是污泥的調(diào)理劑,因此脫水劑和調(diào)理劑的意義是一樣的。脫水劑或調(diào)理劑的投加量一般都以污泥干固體重量的百分比計(jì)。
絮凝劑應(yīng)用于去除污水中懸浮物,是水處理領(lǐng)域的重要藥劑。絮凝劑的投加量一般以待處理水的單位體積內(nèi)投加的數(shù)量來表示。
脫水劑(調(diào)理劑)與絮凝劑、助凝劑的投加量都可以稱為加藥量。同一種藥劑既可以在處理污水時(shí)應(yīng)用為絮凝劑,又可以在剩余污泥處理過程中應(yīng)用為調(diào)理劑或脫水劑。
助凝劑用在水處理領(lǐng)域作為絮凝劑的助劑時(shí)被稱為助凝劑,同一種助凝劑在剩余污泥處理時(shí)一般不稱助凝劑,而是統(tǒng)稱為調(diào)理劑或脫水劑。
使用絮凝劑時(shí),由于水中的懸浮物數(shù)量畢竟有限,為了實(shí)現(xiàn)絮凝劑與懸浮顆粒的充分接觸,需要配備混合、反應(yīng)設(shè)施,并且都要具有足夠的時(shí)間,比如混合需要幾十秒到數(shù)分鐘、反應(yīng)則需要15~30min。而污泥脫水時(shí)從投加調(diào)理劑到污泥進(jìn)入脫水機(jī)往往只有幾十秒的時(shí)間,即只有相當(dāng)于絮凝劑的混合過程、沒有反應(yīng)的時(shí)間,而且經(jīng)驗(yàn)也表明,調(diào)理效果會隨著逗留時(shí)間的延長而降低。