污泥厭氧消化前后的絮凝性能對比

剩余污泥的處理是重要的環(huán)境問題。厭氧消化和絮凝脫水是剩余污泥處理的重要方法和步驟。而經(jīng)過厭氧消化處理后的污泥，性狀發(fā)生變化，而需要重新篩選合適的絮凝助劑。本文針對生化法產(chǎn)生的的高有機(jī)質(zhì)剩余污泥(與城市污泥相近)，進(jìn)行了厭氧消化處理，并與未厭氧消化處理的剩余污泥比較了絮凝脫水的特點和效果，目的是為剩余污泥的厭氧消化以之后絮凝脫水助劑的使用提供基礎(chǔ)。對于厭氧消化后的污泥，明顯的絮凝特點變化是：用低陽離子度產(chǎn)品絮凝時，絮凝反應(yīng)速度明顯快于高離子度產(chǎn)品，達(dá)到各自最佳絮凝效果低陽離子度產(chǎn)品用量少，但是低陽離子度產(chǎn)品的出水濁度則明顯提高。

聚丙烯酰胺是重要的有機(jī)絮凝劑，由于其水溶性好，有酰胺基等活性基團(tuán)，并且電荷密度較高，分子尺寸大，在污泥脫水中絮凝效果好、用量少。目前我國的剩余污泥絕大多數(shù)沒有經(jīng)過穩(wěn)定化處理，有機(jī)質(zhì)含量一般在50%左右，剩余污泥(主要指市政污泥或其他生化處理產(chǎn)生的污泥，不包括造紙、紡織等工業(yè)污泥)脫水所用的絮凝劑主要是高陽離子度的陽離子聚丙烯酰胺(陽離子度40-60%)。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

但是聚丙烯酰胺絮凝劑的藥劑選型和現(xiàn)場應(yīng)用都比較粗放，只要絮凝劑型號和用量能滿足脫水需要即可，未必是最佳型號也未必是最佳用量。尤其是在溶解設(shè)備、藥泥混合、絮凝劑與泥的匹配、絮凝劑與脫水設(shè)備的匹配、絮凝劑的用量等諸多方面的匹配性上都存在一定的問題。歸根到底是對污泥性質(zhì)與絮凝劑指標(biāo)的匹配性和絮凝特點了解甚少。

對污泥進(jìn)行厭氧消化處理，是國外普遍應(yīng)用的污泥穩(wěn)定技術(shù)，是污泥處理處置的發(fā)展趨勢。有機(jī)質(zhì)含量高的污泥經(jīng)過厭氧消化，污泥顆粒的胞外聚合物(EPS)將發(fā)生變化，從而影響污泥絮凝脫水性能，直接導(dǎo)致對絮凝劑的需求不同。本項目通過研究污泥厭氧消化前后對絮凝劑的要求來反應(yīng)污泥的絮凝性能。

1 、實驗方法

1.1 污泥厭氧消化的方法

寶莫公司的污水有機(jī)質(zhì)來源主要是廢生物發(fā)酵液，有機(jī)質(zhì)含量較高。本實驗的目的在于得到成熟穩(wěn)定的消化污泥，盡可能多的消化有機(jī)質(zhì)，形成穩(wěn)定的厭氧菌團(tuán)，所以所有厭氧消化培養(yǎng)都選擇3%的投配率，使有機(jī)質(zhì)盡可能多的降低。選擇節(jié)能、常用的35℃作為培養(yǎng)溫度。同時取兩桶寶莫公司污水處理廠沉淀池污泥兩桶，一桶直接做絮凝實驗，另一桶驚醒厭氧消化培養(yǎng)。操作步驟如下：

(1)取寶莫公司污水處理廠沉淀池污泥，加少量聚丙烯酰胺絮凝劑濃縮至含水率95%以下，備用。

(2)取一個5L的塑料桶作為厭氧消化反應(yīng)罐，用橡膠塞子密封桶口，塞子上鉆三個孔，分別插溫度計(平時可封上，僅測時使用)、曝氣管、出氣收集管。

(3)將濃縮后的污泥取出3L轉(zhuǎn)入5L的厭氧消化反應(yīng)器中，放入35℃水浴中，通氮氣驅(qū)氧10分鐘，正式進(jìn)入?yún)捬跸瘑与A段。

(4)厭氧消化進(jìn)入正常反應(yīng)階段后開始正常投配污泥，一般按照3%的投配率操作。在整個培養(yǎng)階段水浴鍋一直保持水溫35℃(誤差±1℃)，污泥面在水浴液面以下。

取泥和進(jìn)泥均采用出口接有一段硬塑料管的注射器操作，從橡膠塞子的溫度計口上插入，操作過程中開著氮氣曝氣，以防止空氣進(jìn)入。氣體收集裝置采用倒置的量筒排水方法，輔助收集氣體的水用硫酸調(diào)至pH為4，以防止有二氧化碳?xì)馊芙狻?/p>

反應(yīng)裝置示意圖如下：

1.2 絮凝實驗方法

1.2.1 絮凝劑的溶解方法

絮凝劑陽離子統(tǒng)一溶成0.1%(w/w)濃度，陰離子和非離子溶成0.05%(w/w)濃度，陽離子和陰離子溶解1小時后過80目篩子，非離子溶解2小時后過80目篩子。濾出未溶顆粒，保證溶解效果和取到的藥液的均勻性。

溶解絮凝劑時，研究了三段連續(xù)式溶解裝置和間斷式溶解方法的溶解效果。將同一型號的絮凝劑樣品分別用三段式溶解裝置和間斷式溶解方法溶解1小時，然后各取200ml絮凝劑溶液過80目篩子，觀察未溶解顆粒的多少。三段式溶解裝置更適合溶解乳液或低分子量等溶解速度快的產(chǎn)品，從現(xiàn)場應(yīng)用的自動化程度來講，三段式溶解裝置自動化程度高。