絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究（通用6篇）
絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究 篇1
絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究
摘要：文章用试验研究了东莞樟村水质净化厂一级强化混凝处理工艺处理东莞运河污水所产生的化学混凝污泥脱水问题.结果表明:五种阳离子型和一种两性型PAM效果最好,阴离子、非离子型PAM药剂调理化学混凝污泥的效果均不理想;各种药剂都有其最佳作用范围,投加量过高或过低都会导致脱水性能的降低.最佳调理药剂应该能全面改善化学混凝污泥的脱水速率和脱水程度,而不仅只是改善某一方面.作 者：王蓉 WANG Rong 作者单位：广东纺织职业技术学院,广东,佛山,528000期 刊：四川理工学院学报(自然科学版) Journal：JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF SCIENCE & ENGINEERING(NATURAL SICENCE EDITION)年，卷(期)：,23(2)分类号：X705关键词：有机高分子絮凝剂 化学混凝污泥 污泥脱水
絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究 篇2
1试验部分
1. 1试验泥样
本试验所采用泥样取自南京某污水处理厂二沉池剩余污泥,其含水率97. 3% ~ 98. 1% ,污泥比阻0. 68 ~ 0. 83 × 109s2/ g,p H介于6. 85 ~ 7. 12范围。 为了避免污泥理化性质随时间的变化而影响试验数据的可靠性,所有试验均在两天内完成。
1. 2药剂
试验过程选用的干粉型阳离子型聚丙烯酰胺CPAM,分子量1 200万,阳离子度20% ,污泥调质试验过程中配制浓度为0. 1 g /L。聚合硫酸铁PFS( 有效Fe含量11. 0% ,ρ20 ℃= 1. 46 g / cm3) 、聚合氯化铝( 有效Al2O3含量10. 0% ,ρ20 ℃= 1. 23 g / cm3) 。
1. 3试验方法
1. 3. 1污泥调质试验
采用ZR4 - 6六联搅拌机进行污泥调质试验, 取500 m L混合均匀的污泥于杯中,启动搅拌机,按试验设计迅速加入一定量的浓度为0. 1 g/L CPAM,反应初期以200 r/min快速搅拌2 min,随后以50 r/min慢速搅拌10 min,最后静置30 min。
CPAM及PFS、PAC组合试验过程中,调整投加药剂的浓度及投加量,参照上述步骤进行实验。
1. 3. 2泥饼含水率的测定
采用布氏漏斗进行抽滤,在0. 04 Mpa的压力下抽滤3 min,取下湿污泥及滤纸,通过MA - 35快速水分测定仪测定污泥含水率。
1. 3. 3过滤速度及污泥比阻的测定
取60 mm中速滤纸若干,将滤纸润湿后放入布氏漏斗,漏斗下接100 m L量筒,将加药后混合均匀的污泥倒入布氏漏斗,重力过滤1 min,记下滤液量后,在0. 04 Mpa抽滤3 min,每隔10 s( 滤速减慢后每隔30 s) ,记下计量筒内相应的滤液体积。
μ—滤出液的动力粘度,N·s / m2;
P—过滤压力,N / m2,即为真空表的读数;
A—过滤面积,m2,即以布氏漏斗内径为直径的圆的面积;
b—比阻测定中的斜率,由坐标值可以计算出, s / m6;
c—单位体积滤出液所得滤饼干重,kg / m3,即抽滤后的泥饼干重。
1. 3. 4污泥沉降性能测定
将处理后的污泥混合均匀,取100 m L倒入100 m L量筒中,搅拌均匀后,静置,每隔一段时间记录固液分界线读数,并将空白样( 原污泥) 作为对照。
2结果与讨论
絮凝剂能改善污泥脱水性能,在于改变污泥颗粒结构,破坏胶体稳定性。一些呈线型结构的絮凝剂在浓度较低时,吸附在颗粒表面上的高分子长链可以同时吸附在另一颗粒的表面上,通过“架桥”方式将两个或更多的颗粒连在一起,使颗粒逐渐结大, 从而导致絮凝［5］。试验设计投加CPAM,PAC或PFS与CPAM组合方式对污泥进行调质,其含水率、 1 min滤液量和污泥比阻的变化如图1所示。
2. 1含水率
污泥含水率是表征污泥脱水性能的主要指标之一,如图1 - A所示,使用CPAM后泥饼经过抽滤后含水率随其投加量的增加而持续减小。投加10 mg/L时,污泥含水率为82. 55% ,较原污泥经抽滤后含水率84. 85% ,降幅为2. 7% 。虽然随着CPAM投加量的增加,污泥含水率下降,但CPAM价格相对较贵, 投加过多CPAM势必造成投加性价比大幅下降。试验结果表明,投加CPAM 10 mg /L已经对污泥含水率有了很大的改善,考虑到技术经济因素,所以单纯增加CPAM投加量,降低污泥含水率的意义不大。 因此,结合后续试验结果,如污泥比阻等因素,确定CPAM 10 mg / L为适宜投加量。
PAC与CPAM联用使污泥含水率有明显下降, 投加15. 4 mg /L PAC + 10 mg /L CPAM时,污泥含水率降至81. 35% ,原污泥经抽滤后含水率为84. 29% ,降幅为3. 6% ,高于单一投加10 mg / L CPAM时的降幅。当投加量为76 . 9 mg / L PAC + 10 mg / L CPAM时,含水率最低为78. 99% ,降幅为6. 4% 。
PFS与CPAM联用同样使污泥含水率下降趋势明显,投加20. 1 mg /L PFS + 10 mg /L CPAM时, 污泥含水率降至81. 15% ,降幅为3% ,也高于单一投加10 mg /L CPAM时的降幅。当投加量为80. 5 mg / L PFS + 10 mg / L CPAM时含水率最低为78. 60% ,降幅为6% 。
由图1 - A可以看出,混合投加15. 4 mg /L PAC + 10 mg / L CPAM和20. 1 mg / L PFS + 10 mg / L CPAM ,与单独CPAM投加量2 0 ~ 3 0 mg / L时, 含水率差异不大。 据市场调查,本实验所用CPAM售价约38 000元/ 吨、PAC约660元/ 吨、PFS约500元/吨。从技术经济角度考虑,PAC或PFS与CPAM联用在保证污泥脱水性能得到明显改善的前提下,实现了污泥处理成本的有效控制。
试验结果表明,在CPAM投加的基础上,PAC或PFS的引入,明显改善污泥脱水的性能。一般地,无机絮凝剂主要起电中和、压缩双电层作用,从而使胶体脱稳［6 － 7］,本实验中采用的PAC或PFS在水解过程中产生Al( OH)2 +、Al( OH)2+、Fe( OH)2 +、 Fe( OH)2+等水解羟基离子,这些带正电荷的水解产物与污泥中带负电荷的胶体颗粒发生电中和、压缩双电层,完成污泥颗粒的胶体脱稳过程。有机高分子絮凝剂有较好的吸附架桥功能,实现固液分离［8］, 本实验中采用阳离子型的CPAM,由于其分子链中含有一定量极性基团能吸附悬浮的污泥颗粒,使已脱稳的凝聚颗粒迅速形成大的絮体,加速污泥颗粒的沉降。这种组合投加方式充分发挥了两类絮凝剂各自的主要功能,污泥脱水效果较好。袁亮君等［9］研究认为单独使用无机絮凝剂能加强絮体结构,但形成絮体较小,需要较多的药剂; 单独使用有机絮凝剂能形成较大的絮体,用药量小,但是絮体强度不够; 结合两种絮凝剂使用后,不仅能形成大而坚固的絮体,而且用药量比单独使用一种絮凝剂时减少,污泥的脱水效果更好。吴玲［10］认为无机絮凝剂联合有机絮凝剂能进一步改善活性污泥脱水性能,PAC + PAM联合调理时,活性污泥的各项指标( 包括含水率和污泥比阻SRF) 都优于调理剂单独使用时。
2. 2过滤性能
为适应实际工程应用需要,试验设计采用重力过滤1 min得到的滤液量来考察污泥的过滤性能。 3种投加方式得到的滤液量如图1 - B所示,试验结果发现,其基本趋势表现为投加量越大,得到的滤液量越多; 但是单独投加CPAM得到的滤液量比PAC或PFS联用后的滤液量多。原细小的污泥颗粒相互凝结为体积较大的颗粒,颗粒之间空隙变大,污泥整体变得疏松,这样有利于脱除污泥中的间隙水和游离水,再经过加压抽滤后,污泥表面吸附水、内部结合水和毛细管结合水也可得到部分脱除。单独投加CPAM时污泥形成的絮体密实,在重力过滤时下层液体能很快排出,滤液量多; PAC或PFS与CPAM联用调理后的污泥形成的滤饼更易通过滤液,含水率和污泥比阻更低。
2. 3污泥比阻
污泥比阻是表示污泥脱水性能的综合指标,污泥比阻愈大,脱水性能愈差,反之,则脱水性能愈好。 比阻r > 1. 0 × 109s2/ g时为不易脱水的污泥,比阻r位于( 0. 5 ~ 0. 9) × 109s2/ g时为脱水性能中等的污泥,比阻r < 0. 5 × 109s2/ g时为较易脱水的污泥。 添加絮凝剂可以改善污泥的脱水性质,使污泥的比阻减小。
污泥比阻结果如图1 - C所示,原污泥比阻为0. 680 × 109s2/ g,经过投加CPAM、PAC或PFS与CPAM组合后,污泥比阻呈先下降再缓慢上升的趋势。投加10 mg /L CPAM时,污泥比阻最低为0. 387 × 109s2/ g。观察PAC或PFS与CPAM联用得到的污泥比阻情况,可以发现,投加30. 8 mg /L PAC + 10 mg / L CPAM,污泥比阻自0. 680 × 109s2/ g降至0. 261 × 109s2/ g; 投加40. 2 mg / L PFS + 10 mg / L CPAM,污泥比阻自0. 680 × 109s2/ g降至0. 269 × 109s2/ g; 这种PAC或PFS引入的投加方式有助于污泥比阻的降低,且形成的泥饼含固率较高,污泥的脱水性能得到显著改善。
2. 4沉降性能
从图2可以看到原污泥的沉降性能较差,沉降1 h污泥体积为95 m L。在投加CPAM后,污泥沉降性能明显改善,并且随着投加量的增大,沉降性能越理想。当CPAM投加量为40 mg /L时,污泥体积最小,沉降1h污泥体积为60 m L。CPAM投加量为10 mg /L时,沉降1 h污泥体积为91 m L,降幅为4. 21% 。投加PAC + CPAM组合后的污泥沉降性能如图3所示,投加15. 4 mg /L PAC + 10 mg /L CPAM时,沉降1 h污泥体积为96 m L,降幅为1. 03% 。投加PFS + CPAM组合后的污泥沉降性能如图4所示,投加20. 1 mg /L PFS + 10 mg /L CPAM时,沉降1 h污泥体积为96 m L,降幅为1. 03% 。
试验结果表明,PAC或PFS与CPAM联用后, 污泥沉降性能不如单独投加CPAM,这与之前含水率与污泥比阻的趋势不符。王鑫［11］研究认为沉降是一种污泥絮体利用自身重力克服浮力排开下层液体的过程,而真空抽滤是一种污泥中的液体通过不断密实的滤饼,克服滤饼的阻力的过程。前者效果好坏在于絮体的密度等,后者效果好坏在于滤饼的形成快慢以及滤饼对滤液的阻力。污泥中的水分划分为自由水、间隙水、吸附水和结合水4种形态,但这种划分目前没有定量测定的方法,因此在大多数对水分的定量测定中,简单地将污泥中的水分划分为自由水和束缚水［12］。因此,单独投加CPAM时污泥的絮体更加密实,在沉降过程中容易把下层的液体排出,污泥中的自由水更容易脱除; 故PAC或PFS与CPAM联用调理后的污泥脱水性能得到改善,更多的束缚水在抽滤过程中得到部分脱除。
3结论
( 1) 选用阳离子型聚丙烯酰胺CPAM作为污泥调理剂,城市污水处理厂剩余污泥的含水率、污泥比阻及沉降性能均得到不同程度的改善。结合其处理污泥后的各项指标以及成本因素,故选10 mg /L CPAM为最佳投加量。
( 2) 固定CPAM投加量为10 mg /L,选用不同投加量的PAC、PFS与CPAM联用,对比最终的含水率和污泥比阻,联用的效果要优于单独投加CPAM。 投加30. 8 mg /L PAC + 10 mg /L CPAM,污泥比阻自0. 680 × 109s2/ g降至0. 261 × 109s2/ g,污泥含水率自98. 13% 降至80. 63% ; 投加40. 2 mg /L PFS + 10 mg / L CPAM,污泥比阻自0. 680 × 109s2/ g降至0. 269 × 109s2/ g; 污泥含水率自98. 13% 降至79. 71% 。
摘要：以南京地区某城镇污水处理厂剩余污泥为处理对象,通过测定污泥含水率、过滤性能、污泥比阻及沉降性能等,研究投加不同剂量阳离子聚丙烯酰胺CPAM,及聚合氯化铝PAC或聚合硫酸铁PFS与CPAM联用条件下,实现改善污泥脱水性能的目的。试验结果表明:单独投加CPAM污泥脱水性能得到明显改善,投加量为10 mg/L,污泥比阻自0.680×109s2/g降至0.387×109s2/g;污泥含水率自98.13%降至82.55%;投加30.8 mg/L PAC+10 mg/L CPAM或40.2 mg/L PFS+10 mg/L CPAM,污泥比阻分别降至0.261×109s2/g、0.269×10s 2/g,污泥含水率分别降至80.63%和79.71%。
关键词：污泥脱水,阳离子聚丙烯酰胺,无机混凝剂,含水率,污泥比阻
参考文献
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絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究 篇3
摘要：就超声波强化给水污泥沉降和脱水性能进行了研究.通过对SV、比阻和滤饼含水率等指标的.分析发现,短时间的超声预处理可以明显改善污泥的沉降和脱水性能,且低频(25 kHz)比高频(147.9 kHz)时效果更好.当超声波声密度0.25 W/mL,超声时间3 s时,污泥滤饼含水率比原污泥下降4.7%.最佳超声波声密度0.45 W/mL.短时间超声条件下,超声波与絮凝剂的联用可以进一步降低污泥滤饼含水率,且达到相同滤饼含水率时可减少絮凝剂用量约80%,投资费用大大减小.超声波可以取代絮凝剂促进污泥的沉降性能.作 者：杨金美 张光明 王伟 Yang Jinmei Zhang Guangming Wang Wei 作者单位：杨金美,王伟,Yang Jinmei,Wang Wei(清华大学环境科学与工程系,北京,100084)
张光明,Zhang Guangming(哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨,150090)
絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究 篇4
壳聚糖接枝共聚物在污泥脱水中的应用研究
以壳聚糖为原料,通过接枝共聚反应分别合成壳聚糖-AM-DMDAAC,壳聚糖-AM,壳聚糖-AA三种不同类型的天然改性高分子絮凝剂.对活性污泥脱水性能的研究结果表明,与其它两种壳聚糖接枝共聚物相比,壳聚糖-AM-DMDAAC阳离子型接枝共聚物是适合污泥脱水的.良好絮凝剂.对于100 mL污泥,当污泥pH值为6.00,投药量为20 mg/L,真空度0.05 MPa下,阳离子型壳聚糖接枝共聚物真空抽滤1 min的滤液体积可达到70 mL,抽滤 5 min 后,可将污泥含水率从95.4%降低到86.4%,脱水效果优于其它几种常用的污泥脱水剂.
作 者：杜丽英 胡筱敏 李亮 Du Liying Hu Xiaomin Li Liang 作者单位：杜丽英,Du Liying(辽宁省交通高等专科学校,辽宁,沈阳,110122)胡筱敏,李亮,Hu Xiaomin,Li Liang(东北大学,辽宁,沈阳,110004)
刊 名：环境科学与管理 英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT 年，卷(期)： 33(2) 分类号：X703.5 关键词：壳聚糖 接枝共聚 污泥脱水 絮凝剂絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究 篇5
给水污泥改良剩余污泥沉降性能研究
城市污水厂剩余污泥脱水前需要投加铁系和铝系等无机混凝剂以增强其脱水性能[1],净水厂生产过程中也要使用无机混凝剂,故排泥水中存在一定量的剩余混凝剂[2].
作 者：赵丽丽 于永川 秦岩 李小静 作者单位：大连民族学院,生命科学学院学生,辽宁,大连,116605 刊 名：大连民族学院学报 英文刊名：JOURNAL OF DALIAN NATIONALITIES UNIVERSITY 年，卷(期)： 10(3) 分类号：X703.1 关键词：絮凝剂对化学混凝污泥脱水性能的改善研究 篇6
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为使混凝土具有良好的抗裂性能,在混凝土原材料中加入钢纤维、硅灰、矿渣来改善混凝土的抗裂性.用正交设计和理论分析研究不同掺量的.钢纤维、硅灰、矿渣对混凝土抗裂性能的影响.试验结果表明:钢纤维对混凝土的性能影响尤为显著;掺入硅灰有利于增强混凝土的抗压强度和劈拉强度:复合使用钢纤维、硅灰、矿渣能明显改善高性能混凝土的后期强度;钢纤维、硅灰、矿渣在混凝土中的最佳掺量是10%,7%,7%.
作 者：高慧婷 孙莉安 荣华 史洪军 张亮 林超 GA Hui-ting SUN Li-an RONG Hua SHI Hong-jun ZHANG Liang LIN Chao 作者单位：吉林建筑工程学院材料科学与工程学院,长春,130021刊 名：吉林建筑工程学院学报英文刊名：JOURNAL OF JILIN INSTITUTE OF ARCHITECTURAL AND CIVIL年，卷(期)：27(1)分类号：U445.47+1关键词：混凝土 抗裂性 钢纤维 硅灰 矿渣