調理的目的
在於改善污泥脫水性能,提高機械脫水效果及機械脫水設備的生產能力。
調理方法
1.化學調節法
(1)混凝劑:
污泥化學調理常用的混凝劑有以下3類。
1)無機混凝劑:鋁鹽、鐵鹽;投加量為污泥乾固體重量的(7~20)%。
2)高分子混凝劑:PAM(聚丙烯醯胺),投加量為污泥乾重的1%以下。
3)微生物混凝劑:20世紀70年代開始研製,主要3種:直接用微生物細胞為混凝劑;從微生物細胞提取出的混凝劑;微生物細胞的代謝產物作為混凝劑。由於微生物混凝劑具有無毒,無二次污染,可生物降解,混凝絮體密實,對環境和人類無害等優點而受到重視與推廣套用。
a.直接用微生物細胞為混凝劑:細菌、黴菌和酵母菌等。
b.從微生物細胞提取的混凝劑:真菌、藻類含有葡萄糖、甘露聚糖、N-2醯葡萄糖等在鹼性條件下水解生成的帶陽電荷的脫乙醯幾丁質(殼聚糖),含有活性氨基和羥基等具有混凝作用的基團。
c.微生物細胞的代謝產物作為混凝劑:微生物細胞代謝產物主要成分為多糖,具有混凝作用,如普魯蘭。
(2)助凝劑
本身一般不起混凝作用。助凝劑的作用是調節污泥的pH值;供給污泥以多孔狀格網的骨架;改變污泥顆粒結構破壞膠體的穩定性;提高混凝劑的混凝效果;增強絮體強度。主要有:硅藻土,珠光體,酸性白土,鋸屑,污泥焚燒灰,電廠粉塵,石灰及貝殼粉等。
助凝劑的使用方法有兩種:一種方法是直接加入污泥中,投加量一般為10~100mg/L;另一種方法是配製成1%~6%濃度的糊狀物,預先粉刷在轉鼓真空過濾機的過濾介質上成為預覆助凝層。
2.熱處理法
污泥熱處理兼有污泥穩定、消毒和除臭等功能。適用於初沉污泥,消化污泥,活性污泥,腐殖污泥及它們的混合污泥。可分為高溫加壓熱處理法與低溫加壓熱處理法兩種。
(1)高溫加壓熱處理法
控制條件:溫度為170~200℃,壓力為1.0~1.5MPa,反應時間為1~2h。
(2)低溫加壓熱處理法
控制條件:溫度低於150℃(可在60~80℃時運行),壓力為1.0~1.5MPa,反應時間1~2h。
3.冷凍法
即膠體顆粒開始冷凍,隨著冷凍層的發展,顆粒被向上壓縮濃集,水分被擠向冷凍界面。由於冷凍層的迅速形成,有部分顆粒妨礙水分的流動,因而在新的冷凍界面重新開始冷凍,使濃集後的顆粒夾在冷凍層之間。濃集污泥顆粒中的水分被擠出。冷凍-融解使污泥顆粒的結構被徹底破壞,脫水性能大大提高,顆粒沉降與過濾速度可提高几十倍,可直接進行脫水。
冷凍-融解過程是不可逆的,即使再用機械脫水或水泵攪拌也不會重新成為膠體。
4.淘洗法
此法適用於消化污泥的調理。淘洗法是以污水處理廠的出水或自來水、河水把消化污泥中的鹼度洗掉以便節省混凝劑用量,但需要增設淘洗池及攪拌設備。一減一増大體可抵消,加上目前高效混凝劑的不斷開發,淘洗法已逐漸被淘汰。
5.超聲法
超聲處理能夠分解污泥、溶解有機物、改變微生物活性和改善污泥的脫水性能。當超聲作用於污泥時,會形成大量空穴和氣泡,並瞬間破裂,產生一定範圍的強大壓力峰以及局部高壓(1×108Pa)和高溫(5000K);空化氣泡中的水分子在超音波的作用下裂解為氫基自由基和羥基自由基;超音波福射在管壁和流體上吸收和傳播速度的不同形成相對流體剪下力,導致污泥分解。
污泥脫水性能的改變與超聲對污泥的分解程度有關。在超聲分解污泥的過程中,水力剪下力與自由基氧化的貢獻不同,以低頻時水力剪下力的作用為主。超聲技術能夠和機械法或鹼聯合,協同促進污泥的分解。
6.微波法
微波福射能夠改變污泥的物理化學特性,導致絮體破壞、微生物細胞破裂和有機物釋放,進而影響污泥的沉降和脫水性能。微波能量和接觸時間是影響污泥物化性質變化的兩個主要因素。
微波福射污泥時,污泥內部的極化偶離子會在微波電場中由於交變電場的作用發生激烈的振動,產生摩擦,使吸收的微波能迅速轉化成熱能,以改變污泥的物理化學性質。與超聲法相比,微波處理每千克懸浮污泥所需的能量更少。當微波和鹼聯合作用時,污泥會被進一步分解和減量,脫水性能得到顯著改善。