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生活污泥电渗透深度脱水技术

发布时间:2021-9-18 9:19:44  中国龙八国际官方网登录处理龙八国际官方网登录网

  目前,我国污泥处理方式主要有农用,填埋,其他处理和没有处理,占比分别为45%,31%,10%,14%。降低污泥含水率是解决污泥处置难的最基本方法,生活污泥发挥其潜在价值的基本条件是:污泥含水率需降低至30%以下。机械脱水主要依靠一定的压力差将污泥与水强制分离,但机械脱水能去除的主要是自由水和小部分间隙水,较难去除表面水和结合水,污泥含水率的下降不特别明显,基本在70%~80%的范围内。本文利用污泥的带电性,提出电渗透深度脱水方案,经实验电渗透机脱水,得到的泥饼含水率符合我国污泥用于填埋时含水率不超过60%的标准。

  1,电渗透深度脱水实验装置

  污泥颗粒表面的胞外聚合物中有硫酸根,羧基等带负电官能团,容易吸附一些阳离子。在电场作用下,带负电荷的污泥颗粒便向阳极方向移动,而水分子因为带有部分的正电荷,在电压的作用下向阴极移动,从而实现了污泥脱水的目的。图1为电渗透装置示意图,图2为电渗透装置实物图。污泥槽装载污泥,升降机构使最顶层污泥与阳极板,底层与阴极网控板分别接触。通过结合电渗透脱水和机械运动,电场保持稳定强度,有效提高污泥脱水的效率。

  2,电渗透脱水实验数据分析

  影响电渗透污泥脱水的因素包括污泥性质和电渗透条件。以花都狮岭活性污泥为实验对象,改变通电条件观察含水率变化。

  取活性污泥10份各660g,对污泥先机械脱水,测量含水率,作为电渗透前的含水率。然后压成10mm厚度的泥饼,接通直流电源60V,用真空机抽气,在通电时每5s记录一次电流值。观察电流随时间变化,并测试总通电时间以及晾干时间对含水率的影响。表1是通电前含水率为85.32%的污泥在无预处理下,在机械压力0.4kg/cm2下不同通电时间和晾干时间的含水率。通电时间越长,含水率越好,并且晾干速度越快;但10min以后含水率下降不明显,长时间通电反而会增加能耗。因此,我们选择10min通电时间测试预处理后的实验。

  设计4种预处理方案,先进行预处理再通过电渗透机深度脱水,观察电流随时间变化,测量含水率。表2列举10min通电时间下不同预处理方案电渗透深度脱水的含水率。其中污泥序号7投加石灰,主要改变污泥pH值。事先经过测试污泥序号5,6不同石灰量下的脱水效果,发现加入石灰量越多时,pH越高,含水率越低。因为选用的阳离子PAM为絮凝剂,它在碱性较强环境时,架桥作用发挥得更好,从而降低污泥含水率越好。但不是越多越好,当pH超过9时变化差距不大,所以7号污泥所投加的石灰量以使pH=9时的值为准。用电解质进行预处理的污泥8,9,因为电极发生NaCl/FeCl3电解反应,电流明显增加,含水率下降较明显,低于50%,随着通电时间增加,电流变化慢。但是氯化铁比氯化钠的效果好,说明铁离子比钠离子更利于污泥对水的脱稳作用。9号污泥是添加木屑作为调理剂,显然含水率最低,成分主要是纤维的木屑能够快速吸收污泥结合水,使电渗透效果发挥得最佳。

  实验发现,没有进行预处理时,机械压力越大含水率越低,但仍高于60%,不合要求。预处理后的电渗透深度脱水,泥饼含水率均低于60%,经过12h的自然晾干时间,除了第一种方案外,含水率均降低一半左右,低于30%,从而具有被利用的价值,实现资源化利用。虽然加入电解质与木屑一样能提高污泥脱水性能,含水率一样下降,但使用木屑,成本低,并降低污泥处理后对滤液的处理难度,后期晾干时含水率下降得更快。

  3,总结

  电渗透技术能够有效地降低污泥含水率,经过前置预处理再经电渗透装置脱水后,污泥含水率很容易达到低于60%的目标。污泥pH值越高,脱水速率越快。电流密度越高,污泥含水率越低,但会增加热损失,因此需要结合能耗,脱水时间,脱水效果考虑选取合适的电流密度。(来源:佛山科学技术学院)

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