福建九龍江流域給水廠污泥脫水性能的試驗

福建九龍江流域給水廠污泥脫水性能的試驗研究摘要：根據(jù)九龍江流域給水廠污泥的顆粒性質(zhì)，進行絮凝、污泥比阻和過濾試驗，研究污泥的脫水性能。試驗結(jié)果表明，適當投加聚丙烯酰胺可以降低污泥比阻，改善脫水性能。其中陰離子型聚丙烯酰胺對該地區(qū)水廠污泥的調(diào)理效果較好，PAM投加范圍以低于0.5‰為佳，不僅可以降低運行成本，而且在改善污泥的脫水性能及上清液水質(zhì)的回用效果上，均可以達到最佳的狀態(tài)。關(guān)鍵字：給水廠污泥脫水性能比阻聚丙烯酰胺0前言給水廠污泥主要來自沉淀池排泥水和濾池反沖洗水，與污水處理廠污泥存在較大的不同。從其產(chǎn)生的過程可看出，給水廠污泥主要由原水中的懸浮物、膠體物質(zhì)、有機物、微生物以及生產(chǎn)過程中加入的混凝藥劑等組成。較污水污泥，其有機物和病原微生物等有害物質(zhì)含量較低，但含泥量較高。不同地域，不同的原水水源，不同的生產(chǎn)工藝和不同的操作管理水平，其給水廠污泥的性質(zhì)存在較大的差異。一般來說，南方的給水廠原水由于含藻類、腐殖質(zhì)較多，因此污泥中有機物含量較北方水廠的污泥含量高，以水庫水作水源的給水廠污泥中有機物含量也較河流水源的給水廠污泥高[1]。因此，為了掌握一定水域給水廠污泥的脫水性能必須進行具體的試驗研究。聚丙烯酰胺(PAM)可以作為污泥處理的調(diào)理劑，以改善污泥的脫水性能，NovakJ.T.和KingP.H.早在20世紀70年代就發(fā)現(xiàn)PAM可以改善給水廠污泥的過濾性能[2,3]。StefanJ.L進一步研究了PAM改善污泥脫水性能的機理[4]。本文即針對福建九龍江流域給水廠污泥處理與回用的需要，選用5種不同品牌的聚丙烯酰胺(見表1)，進行污泥濃縮脫水性能的比較研究，以指導(dǎo)生產(chǎn)實踐。表1試驗用PAM產(chǎn)品測試數(shù)據(jù)掌編號億1寸2料3為4猾5鋸PA板M豪品牌叉MLT22S預(yù)AN910P比WG車A778丙SA-140什FA920P載WG纏類型余+閥-圓-象-油O利產(chǎn)地促英聯(lián)膠隱法豪國化SNF伯大慶款上海創(chuàng)新日法斷國童SNF隨固含續(xù)量彎(差%)鍛91.3收87.1妄89.2畜88.16招88.76撞特性粘淹數(shù)熄(觀dL/g)讓9.1趣19.47幣17.38掠16.4葉12.85肺相對分子質(zhì)李量策(咽x10糞4準)謀390.4劍1423.6罷1500執(zhí)1216.5巧855.0療單體含憶量捉(劇%)嚷0.012年0.013獎0.0036紙0.003筑0.009床溶解時罩間兄(嶄分臺)送91盼51急22除60精88掏水解換度符(螺%)許-截20.5姻33.37嶄23.1辛13.7殊粘視度寸(僑mPa.s)巴10.08挨21.63浸-膠21.36鑼7.38試驗在某水廠進行，原水來自九龍江，水質(zhì)達到地面水Ⅱ類水質(zhì)標準。濁度為2.6～182NTU，平均26.6NTU。冬春季節(jié)約有近三個月的時間，原水濁度在20NTU以下。水廠排泥水沉降污泥中約占76％質(zhì)量的顆粒粒徑小廠4μm，分布在粘粒(粒徑小于5μm)范圍，污泥有機物組分達到22.6％，含有較高的腐殖質(zhì)和藻類。污泥顆粒具體性質(zhì)見表2和表3。表2給水廠排泥水污泥顆粒粒徑分布減粒徑范參圍暴(蔬μ砍m)漁質(zhì)量分籮數(shù)艘(愚%)蚊<0.2染5.7累<0.4慕21.1堅<0.7題39.7誼<1.0灰48.7肯<2.0印65.0躲<4.0概76.0物<7.0拴84.2挺<10.0求89.2熔<12.0鵝91.4戚<15.0糾94.6支<20.0忌96.8息<25.0數(shù)100.0表3給水廠排泥水污泥組分破分析組分怠質(zhì)量分激數(shù)恩(勿%)鞠燒灼減量晨22.6返SiO假2舟37.97歪Al捆2壯O瞞3綠24.47花Fe蜘2鍛O耍3繪7.54淋CaO衛(wèi)0.89印MgO逃1.38晶Na盡2獄O玉0.24偶K智2役O即0.81境MnO筒0.92許TiO抵2些1.2制SO蓮4基2-飾0.16注：產(chǎn)品類型中+為陽離子,-為陰離子型，O為非離子型。1絮凝澄清效能研究1.1試驗方法和步驟在實驗室內(nèi)應(yīng)用絮凝試驗進行定性和定量分析，分別在投加率相同和不同的條件下，比較各種PAM的絮凝效果及上清液水質(zhì)狀況，目的是確定PAM對該流域污泥的適用性，為下一步研究污泥的脫水性能篩選效果最佳的PAM品牌。PAM工作液質(zhì)量分數(shù)為2‰，試驗用污泥含固率為3％，體積為250ml，評價參數(shù)為絮凝礬花質(zhì)量，上清液濁度、色度和CODMn。1.2試驗結(jié)果及分析1.2.1絮凝礬花質(zhì)量比較不同品牌PAM的絮凝污泥礬花質(zhì)量比較見表4。表4不同PAM的絮凝礬花質(zhì)量情況希投加怎率戲(緊‰全)容1#(+)昨2#(-)兇3#(-)極4#(-)訪5#(O)汁0.533東D幻D+年D哲D-題D-匆1.067豎B帖A守A唐D枯D-柏1.600挪B浮B皂A頸B夾D-捏2.133召C豆D+奔C蒸B殺D換2.667詢C韻D+己C園B洗D拐3.200衛(wèi)C互D+笑D筍D+扭D+注：A，B，C，D表示絮凝礬花的效果優(yōu)劣(A最優(yōu)，D最次，其中D+>D>D-)。試驗結(jié)果表明，根據(jù)絮凝礬花效果，1#陽離子型和2#，3#陰離子型PAM投加率有一個最佳等當點。當投加率在1.067％。～1.600％。之間時，絮凝礬花效果最好。這是因為投加率太低，溶液中伸展的PAM分子鏈太少，形成吸附架橋的機會減少，因此絮凝礬花效果差；反之投加率太高，溶液中PAM分子濃度增加，其分子鏈粘連吸附的顆粒少，分子鏈上其余伸展部分最終還會被原先的顆粒吸附，PAM不能起架橋作用，顆粒又處于穩(wěn)定狀態(tài)，因此在直觀上是絮凝礬花效果差，若投加量繼續(xù)增加，液體中伸展的PAM分子鏈互相吸附，出現(xiàn)沉淀物卷掃現(xiàn)象。絹梯潛1漁#送，好2芝#諸和負3吐#羽絮凝劑形成的湊礬花顆粒粗大貫、結(jié)實，允而綿5嬸#怨在投加率年為秧1.06臣7次％。銀～但1.60石0駱％。時也未形膛成污泥礬花，澡待投加率提高柳到奶3.20素0斯％。時才呈現(xiàn)喬出細小的礬花涼。這說該明勢5距#藏非離子牌型驟PA番M模對該給水廠污休泥的調(diào)理效果戒較差，強而菜1冒#生陽離子型別和呈2翼#圾，鳥3見#甲陰離子型效果輛均較好三。炊壘攔錘上清液余濁比城較序戒惠磨PA倆M樣投加率和上清傾液余濁的關(guān)系摔曲線見執(zhí)圖免1棉。蜂故由參圖后1梯可以看出鼻，洪5初種品怪牌慣PA清M政在低投加率時掘余濁均較低蹦，礦1控#驗～絨4桃#街余濁隨著投加紋率的增加而上暫升凝，錘5影#闊余濁略有降低減。且當投加率蘿為濾0.53貝3耕％。時它，集1垮#棒和茂2某#飾上清液余濁較臟低，但隨著投暴加率的增加，墻上清液余濁上瞧升，且高于其位它撒3卻種產(chǎn)品阿。愉娛啞糊奇圖軟1久貴不同品用牌旦PA咸M天投加率與上清貿(mào)液余濁的關(guān)系印曲授線怎綢笨術(shù)上清液色度比季較們須測遺PA謝M紐投加率和上清協(xié)液色度的關(guān)系征曲線見拌圖舞2寸。由救圖監(jiān)2隊可以看出，隨惠著投加率的增構(gòu)加，盆除困5售#壁外其掩余不4糊種悶PA滅M島上清液色度均粒有不同程度的喬增加，但當投修加率增加到一洽定程譯度牧(從如名2.13赴3痰‰驕)置，上清液色度弱不再有較大的歉變化。說明這趴五寒種撫PA因M售脫色性能差異膏不大。在投加雀率小殘于祥1.60繭0航‰怠時城，臭1譜#棕，廢2他#繡，彎3困#鉗的色度較低。折對比渾圖厲1斜和脆圖即2叛還可以看出，荒不同品裂牌壓PA銷M延的上清液余濁啊與色度隨投加臭率的增加而變等化的曲線類似凱，說明二者具貨有一定的相關(guān)寄性裂。辮伏羊充玻圖勤2姐腳不同品狡牌暴PA們M伸的投加率與亡厲清液色度的關(guān)挽系曲趁線廁到壺爸上清禮液護CODM使n承比壩較科爺莖圖迎3貪是宜PA糟M烘投加率和上清河液暮COD授M磚。的關(guān)系曲線慘，說明隨投加言率的增加，上細清姑液藝COD刑M遠。的變化不大侄。敗跌根據(jù)上述獅研究結(jié)果，可淚以認為月：溫2慨#踏和幫3#PA栽M失較好呆，俘1您#控次之，從絮凝惡礬花的形成情耀況來看，最佳即投佳率骨為渡1.06鍵7鼠‰蛇～花1.60字0箭‰郊；但從降低上紛清液余濁和色妹度的角度，投話加率犯為癥0.53投3塵‰渠時較好盞。富苦2肥滔比阻和過濾試正驗臟船2.1未城比阻試騙驗廣屋目的是測贊定污泥的比阻旁值，研究污泥云的脫水性能，錘判定各種類體型各PA中M殖改善污泥脫水既性能的優(yōu)劣，洽并確定最佳的閃污泥調(diào)配絮凝寨劑及其投量次。悉毫擦圖慰3外歉不同品傲牌秀PA摧M做的投加率與上椒清摔液泰CODM眨n是的關(guān)系曲繳線爛碧姿董試驗方法和步流驟呀歌參照文吼獻極[5門]介提供的方法進懷行污泥比阻測錄定茅。胸澇將待試驗攀的污泥樣品倒牽入已裝好濾紙晝的布氏漏斗內(nèi)濾，在恒定真空疤度闖P=0.03欠MP煙a滾下進行抽濾，涼每枯隔碑15季s高記錄濾液體積前數(shù)量直至濾餅安產(chǎn)生裂縫，真打空破壞，并測蘿定濾液溫度、秘泥餅干重，按偷照比阻公式計疏算污泥比阻。尤根據(jù)實際生產(chǎn)厘離心脫水機進嫩泥含固率要求稍一般不低皇于潮3征％，因此試驗匹用污泥含固率喝為割3鍛％弦。賄題企伸試驗結(jié)及果狗嚼根據(jù)測定備的污泥比阻結(jié)截果得到如激圖棕4擇所示的金關(guān)滔階系曲線?？梢詰?zhàn)看出，絨這兩5冶種欲PA仍M鞋均在投加率較果小難常的情況下，即鉤可降低污泥的鴨比阻，對其脫擠水性能有恭較潛先大的改善床。具旬醫(yī)圖煤4PA組M恩投加率與污泥撥比阻的關(guān)系曲盡線貝塵由弦圖怒4亡可以看出，投錫加蝕2旱#諷和局4句#暢的情況下，污赤泥比阻父隨腎PA展M巴投加量的增加醉而逐步降低。危但是投夜加廈1守#輔，滔3盯#奏和餐5雷#商的污泥，當投深加率菌為遍0.僅2樓‰同～讀0.頌5稈‰隊范圍時，污泥竿比阻隨投加率辜的增加而明顯勢下降，投加率秀在毀0.稿5牌‰狀時污泥比阻值澡達到最低；再墳隨著投加率增眠加，污泥比阻才有上升的趨勢破。宴1鄉(xiāng)#算，險3鍋#烏和鍛5右#僑比阻曲線出現(xiàn)良這種現(xiàn)象的原泰因可能有兩個甚：一是當投加江過量認的旬PA科M五后，多余捐的岔PA勸M竊長鏈分子與污溫泥顆粒吸附架寶橋，形成結(jié)構(gòu)銅更加緊密的絮剪體結(jié)構(gòu)，并包盆卷一部分水分橡，使水分不易向透過；另一種勝可能是溶解轉(zhuǎn)的傷PA局M迅多余的分子黏蛾附在濾紙上，漠阻塞濾孔，使攻水分難以被抽暢濾。魚根據(jù)試驗淘結(jié)果，可以得探出如下結(jié)論兼，市2紋社蝶，紛3訓(xùn)釁兩擁種膚PA濃M功降低污泥比阻州的效果最好，允當投加率撿在裙0.千5腎‰槐～每0.6溜0懲‰衡時比阻最低雙。法錄2.2斥具過濾性便能姨欲棍壘試驗方法與步畏驟探對所采用的內(nèi)試驗方法和儀森器與污泥比阻側(cè)測定的相近。午試驗用污泥含露固率同樣毯為喉3烏％賢。視愈污泥在固建定的負壓下抽榴濾一定時間，灌記錄濾液隨時知間的變化量，睜根據(jù)抽濾固定狡時間后濾液體平積以及濾后濾完餅的含固率，宗來比較各種污陳泥過濾性能，焰進一步判皆定園PA辟M柔改善污泥脫水樸性能的優(yōu)劣瞇。地遵筑判試驗結(jié)果與討頌論校疫根據(jù)試驗押結(jié)果得盜出編PA速M價不同投加率時解污泥抽濾泥餅遍的含固卸率草(新見題表托5虧)擋，同時得外到室PA床M芝不同投加率時納污泥過濾曲線雖。臉圖乞5擋和哀圖洋6劫分別是投加率輝為駕0.卵2唱‰群和角0.示4紋‰因時的污泥過濾勉曲線認。燕徑攪表換5PA飯M醫(yī)不同投加率時釣污泥抽濾泥餅肢的含固劣率連我投加否率慚(賓‰騙)孝1#赤2#慶3#窯4#銅5#邁0.2謊28.43憤18.17土24.67譽25.57松25.51昨0.3扛28.54囑27.18績25.62貢24.95糧23.23挨0.4舌25.67隊26.24叮24.04卻25.42普25.87雹0.5徒26.60屈21.46謝21.45濕25.10組22.56學(xué)0.6外24.78魚15.00莖5.72蓬21.90也24.85縱晚圖潑5PA獎M菊投加率寒為盾0.2鏈0滾‰壺時污泥過濾曲拼線群速根據(jù)得到惑的污泥過濾曲估線，可以得到及如下結(jié)論押：熊氏污泥的過淋濾速度均隨過芳濾時間的延長碗而逐漸降低脾，陳5摘種品牌添的行PA連M形，在其投加率勒不同時，對污距泥的過濾效果誰的影響也不一聰樣末。滔章當投加率扣較低時矛，報1鳳#盼，糧2瞧#略和筐3紛#疤的過濾性能較許好奪(搏相同時間內(nèi)，鋪最終過濾的水垂量最雨多翠)魔，軋4受#林和勾5添#狡效果較差；隨孩著投加率的增階加念，艷5肚種如PA電M寒的過濾性能均栗有所改善；但擾投加朝率冊≥槍0.珠4營‰微后粗，辰1織#累，難2掘#繭和必3僑#猾的過濾性能開譯始變差違，稱4抱#茄和塑5拆#脅的過濾性能隨水投加率的增加逗而越來越好暗。按徑圖糊6PA血M灰投加率針為鴿0.稅4姨‰處時污泥過濾曲亞線斯婦根據(jù)試驗旨結(jié)果齒，靜1敲#姥，廳2露#曉和甲3盈#殖的最佳投加率謙均睛為改0.3%烤o找，歉4度#欄的最佳投加率旦為陸0.盲6攤‰柿，遙5絕#煩的投加率茫為咐0.鏡5猛‰瓣～息0.檢6策‰暢。塞蚊械衰1妖#多，敗2繭#暑和夫3單#桿三汁種報PA敘M陡在較低的投量鎮(zhèn)下對污泥過濾乞性能的改善效健果較好，在經(jīng)蕩濟上具有優(yōu)勢續(xù)。糧而各5壽#落只有當投加率猾相對較狠高患(菌達指0.薦6啦‰認)櫻時，才發(fā)揮一拌定的效果，說影明非離子甩型違PA素M共不適用于該污間泥。上述結(jié)果綿與絮凝試驗、師污泥比阻試驗竿結(jié)論基本一致心。編魂根據(jù)古表貨5窄中所列抽濾泥剖餅的含固率，扮可以看出當污鈔泥的過濾性能頭較好時，濾餅者的含固率也較縮高燭。謎3結(jié)論捐饒吐(1瘋)松該水廠生產(chǎn)廢態(tài)水中污泥顆來粒澇7姑6阿％為粘粒，污蠻泥中有機物組嫂分達饑到薦22.扁6吧％。適當投加怠聚丙烯酰胺可劍以降低污泥比曾阻，改善脫水士性能郵。拍女糾喉(2)浮5則種嗎PA貪M惜均有一定的除誼濁、脫色及去派除革COD誤M虛。的效果；效除果較好的傷為夠1艷#賴，直2盼#群和尾3#PA狹M出。邁閑飾駁(3骨)肅當投加率販為繩1煮‰誰～筐1.輩6頭‰脖時寄，襪2刑#濃和樣3#PA壞M落絮凝礬花相對浩較好紀，拍1腹#讓次之；但當投惜加率槍為算0.蒜5拉‰訴時上清液余濁凝和色度較低滋。絹搞姓傳(4)能5買種眠PA杜M扇在較低的投加攪率時均可較大津幅度地降低污艱泥的比阻，改困善污泥的過濾譯性能，相對而刃言鵲2尖#孟和蜘3#PA膊M獲效果更好健，披1醒#自次之。另經(jīng)悄2罰#興和減3橡#役調(diào)理的污泥，茫當投加率堆為母0.5蠶0漂‰峰～印0.6面0找‰絨時，污泥的比挎阻最低；當投瞞加率走在豆0.睬3殲‰撈時，污泥過濾具性能最好脊。蒼昂厘第(5熄)萄綜合絮凝試驗勵、比阻和過濾吊試驗結(jié)果優(yōu)選嫌的糟PA霉M帳及最佳投加率盼范圍，并考慮扁陽離子山型波PA南M鼠價格較高的因蹤素，應(yīng)優(yōu)先選扒擇慶2猜#天和貫3御#說陰離子旦型磚PA劇M宮，其投加率建灶議以低凝于奧0.5拿0時‰丙為佳，不僅可惑