污泥處理是整個廢水處理中較重要的環(huán)節(jié)之一，為了提高污泥的固含量，污泥經(jīng)常要經(jīng)過脫水處理。迄今，污泥脫水較可行的辦法是使用陽離子聚丙烯酰胺，該法不僅生成的污泥量少，且易機械脫水，對節(jié)約用水、提高污水處理效果和廢水回用具有重要的作用。目前常見的機械脫水方式有三種：帶式脫水機、離心式脫水機和板框壓濾機。不同脫水設(shè)備藥劑的使用情況也大不相同。
1、帶式脫水機
帶式脫水機具有投資省、耗鋼材少、耗電低、運行穩(wěn)定的優(yōu)點，所以被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外許多污水處理廠。對于現(xiàn)代污水處理廠，選用聚丙烯酰胺對污泥濃縮脫水進行適當(dāng)?shù)男跄{(diào)節(jié)已經(jīng)成為必要的手段。聚丙烯酰胺加入量過多不但會導(dǎo)致資源的浪費，而且達(dá)到一定量時還會堵塞濾帶，影響脫水機的正常運行，反之加入量不足同樣會影響脫泥效果。因此，對聚丙烯酰胺較佳投藥量的研究成了污水處理廠運行中的一個重要課題。污泥絮凝時，投藥量主要與污泥種類、處理量及污泥濃度等性質(zhì)有關(guān)。
帶式脫水環(huán)節(jié)中，聚丙烯酰胺溶液是通過計量泵調(diào)節(jié)到一定的流量，然后污泥與聚丙烯酰胺溶液分別由各自的輸送管道送入混合桶進行混合與絮凝。最后，絮凝后的污泥進入分離部分，通過濾帶實現(xiàn)固液分離的目的。研究表明，隨著聚丙烯酰胺加入量的增加，泥餅的含水率均呈下降趨勢，兩者之間不呈線性關(guān)系。開始泥餅的含水率下降速度很快，當(dāng)聚丙烯酰胺的干重投加量增加到7‰以上后，下降速度減慢，趨于穩(wěn)定。這主要是由于濃縮去除的只是污泥中的間隙水和部分毛細(xì)水，當(dāng)這部分水被分離后，污泥含水率就不能繼續(xù)降低了，就算繼續(xù)增加聚丙烯酰胺的投入量，處理效果也不會有大的改善。
目前，一種可用于污水廠聚丙烯酰胺投加量自動控制的聚合物控制系統(tǒng)已在市政污水處理廠開始應(yīng)用，該系統(tǒng)采用流動電流技術(shù)，通過測定濾液中的流動電荷變化狀況，來自動調(diào)節(jié)藥劑投配率，可在合理并及時調(diào)整藥劑投配率的同時，節(jié)省藥劑、避免浪費、節(jié)約運行成本。
2、離心式脫水機
離心式脫水機比帶式脫水機的運行更穩(wěn)定、管理更方便，缺點是耗電量大，維護維修費用高。離心式脫水機依靠強大的離心力，利用不同物質(zhì)在受到相同離心力后所產(chǎn)生的運動曲線不同，達(dá)到泥水分離效果。
對于同種機器而言，影響脫水效果的主要因素是工藝條件，即投料污泥性質(zhì)調(diào)質(zhì)處理，投配率及污泥在機內(nèi)停留時間等。研究表明，污泥不經(jīng)過調(diào)質(zhì)，用離心機脫水完全可以運行，且出泥產(chǎn)率隨污泥投加量加大而相應(yīng)增加，但固體回收率會有所下降。在實際生產(chǎn)運行中，離心機不會單獨使用，投加適量的陽離子聚丙烯酰胺可有效提高脫水效率，一般干固投加量控制在5‰左右。藥劑濃度應(yīng)根據(jù)實際情況配制在0.1‰至0.5‰使用，在取得較好的處理效果的同時，確保投配率較省。若污泥的處理量一定，聚丙烯酰胺投加量要根據(jù)污泥濃度的變化進行調(diào)整，污泥濃度增加，聚丙烯酰胺投加量增加。如果污泥濃度過高，超過了機器較大可處理的干固體負(fù)荷，則會導(dǎo)致藥劑處理效果下降，投配率增加。因此，應(yīng)盡可能將污泥濃度控制在一定范圍，以達(dá)到較穩(wěn)定處理效果。
離心式脫水機與帶式脫水機用藥有所不同。①離心機用聚丙烯酰胺的分子量比帶式機所用藥劑分子量高，帶式機用聚丙烯酰胺分子量一般控制在500萬左右，而離心式脫水機用藥在800萬至1200萬。由于污泥調(diào)質(zhì)后需要經(jīng)離心機進行脫水處理，因此，應(yīng)選擇分子量大、抗剪切力強的有機高分子聚丙烯酰胺作為調(diào)質(zhì)藥劑。②離心機用聚丙烯酰胺有干粉和乳液兩種形態(tài)，而帶式機主要采用干粉聚丙烯酰胺。乳液態(tài)聚丙烯酰胺比干粉態(tài)聚丙烯酰胺更易溶解，溶解時間短，且溶解更為均勻。
3、板框壓濾機
板框壓濾機由于處理后污泥含水率低、體積小，在歐洲發(fā)達(dá)國家已被廣泛采用。在污泥處理過程中，確保污泥濃縮脫水設(shè)備的穩(wěn)定運行，選擇合適的聚丙烯酰胺和投藥量，既是工藝保障的關(guān)鍵所在，也是污水廠高效低耗運行的需要。
板框壓濾機的絮凝劑用藥以無機絮凝劑為主，一般為FeCl3與石灰組合。然而，由于有機絮凝劑能有效提高污泥的絮凝效果，且用量比石灰小許多，產(chǎn)泥量大大減小，所以FeCl3與陽離子聚丙烯酰胺的組合使用也受到廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，脫水泥餅含水率與無機絮凝劑和有機絮凝劑的投藥量都有著重要聯(lián)系，按照干重質(zhì)量比來計算，一般FeCl3的投加量為4%到15%，且在該范圍內(nèi)隨著投加量的增加，泥餅含固率增加;另一方面，陽離子聚丙烯酰胺的投加量要大于6.9kg/TDS，且隨著投加量的增加，泥餅含固率也隨之明顯升高，具體的投配需要綜合考量泥質(zhì)、設(shè)備、運行成本等多方面來決定。
此外，“鐵鹽+陽離子聚丙烯酰胺”與“鐵鹽+石灰”兩種投藥方式相比，陽離子聚丙烯酰胺可以大幅度提升設(shè)備處理能力。在相同的設(shè)備條件和運行周期下，處理泥量比用石灰加藥時提高13%以上。每一批次的處理能力變大，鐵鹽消耗量降低，且由于不用投加大量污泥，產(chǎn)泥量大大降低，這樣有利于延長設(shè)備維護周期，減少工作人員的勞動時間。
帶式脫水機、離心式脫水機、板框壓濾機的脫水工藝大不相同，所以對聚丙烯酰胺的要求和使用也有很大差異，聚丙烯酰胺的選型、溶液的配置濃度、投加量等因素對聚丙烯酰胺的絮凝和泥水分離效率有重要影響。
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