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王东升:新型调理剂利于污泥深度脱水

作者:北京中天恒远 发布于:2018-11-06 10:44浏览量:

  8月15日,污泥调理与深度脱水技术创新观摩会在山东德州召开。本次会议由《亚洲环保》主办,景津环保协办。中国科学院生态环境研究中心研究员王东升做了题为《新型调理剂在污泥深度脱水中的应用》的发言,主要分三方面探讨污了泥物化性质与脱水技术研究与进展:市政污泥处理处置背景,全国各地污泥案例及污泥特性与脱水技术,现存的问题与发展方向。

王东升:新型调理剂利于污泥深度脱水

  背景

  污水进入污水厂后,大部分污染物集中到污泥上,污泥如何妥善处置是一个重大课题。国家对污泥处置提出一些战略控制标准。但现实问题是污泥脱水率很低,标准要求在不断提高。如何做到污泥减量化,缓解污泥增长压力,考虑后续处理应用,是当前的紧迫课题。

  目前污泥处理分厂内与厂外技术,包括污泥预处理、消化处置、后期利用等,需要做好协同处置与整合利用。其中比较关键的是污泥深度脱水技术。如何进行化学调理与高压过滤的结合,核心是污泥的理化性质与其动态变化特征,后者非常重要。

  另外一个问题是如何进行物化调理,调理中的核心因子为胞外聚合物EPS。我们很早就认识到VSS与TSS比例的重要性,1985年又提出核心概念EPS,剖析其化学组成,提出假说模型,根据污泥特性结构区划提出更精细的目标,使我们对污泥处置因子的认知得到进一步深入。

  对污泥结构进行剖析,可以分成四层。首先是SEPS,即溶解性的本体的;其次是疏松型的EPS;再次是紧密结合层;比较后是核心层。污泥脱水关键是要逐层揭开EPS,进行压滤脱水。

  两年前北排开展了污泥特性、脱水性的系统研究,对清河两个工艺、酒仙桥、小红门、高碑店进行调研。调查主体围绕基本特性,包括污泥PH,有机质含量,颗粒密度分布与电荷性质等。其次根据EPS结构组成做了些分析,对其四层次与脱水性能的相关性做了研究。

  案例

  1.清河污水处理厂

  夏季与冬季温度不同,EPS(胞外聚合物)组成也不同,但各层结构都有规律性。影响污泥的脱水性能的因子中,SEPS很核心,把握动态变化很重要。,另外提出动态条件下污泥絮体变化模型与脱水性研究。

  初步结论:

  (1)污泥脱水性能主要看SEPS特性,成长性取决与有机含量与离间分布特征。(2)夏季絮体结构强度提高是污水脱水性能改善的主要原因。(3)SEPS溶解性胞外聚合物的动态变化是影响脱水性波动的关键因子。

  2.北小河实验

  污泥有机质含量为70%,溶解性DOC为31mg/L,冬季絮体比较疏松,过滤性比较差。对之进行了对比试验:用75立方的调理罐,进行污泥调解反应;不同调理剂做了组合实验;用自动化控制实现两个罐子的对比研究。

  传统化学调理方式存在如下一些问题:压滤后含水率只能达到75-78%;氯化铁是危险品,运输麻烦;污泥过度酸化,运行过程中PH达到3,小红门达到10(属于危险废弃物),后续污泥处置比较难;氯化铁的腐蚀性很强。

  对调理剂进行系统研究中,用三点取样法求平均值,计算含水率(比较客观),含水率为98%,进泥量:61。PH 5.3,5.7。原来石灰进泥量在40以下,可以见到进泥量大幅提高。从5月11日到现在的连续运行中,污泥控制稳定在65%,投加量还有优化空间,从750降到600。每次进料量达到40以上。

  3.小红门

  有初沉污泥,消化污泥,剩余污泥三种,其中有机质含量与离间分布、DOC含量都不一样,EPS也有不同结构。其中有机质以蛋白质为主,消化污泥中蛋白质含量比较高。脱水系统比北小河大,调理罐优化设计在后续过程中很重要。目前存在问题:氯化铁与石灰的进量很大,尤其石灰,对人工要求高,投加量大,效果不稳定,调理时间长。

  实验结论:

  1.复合调理之后可以有效降低EPS中蛋白质量,氯化铁与石灰中腐蚀酸的溶出比较明显,蛋白质浓度去除效果好。2.复合调理后,单批次进泥量达到115,氯化铁与石灰单批次只能达到93,处理能力提高。3.复合型调理自动脱板率70—90%,可有效去除臭气,可实现自动化。4.复合调理后絮体结构组成不同:复合调理后絮体比较密实,石灰调理后简单堆砌。5.传统与复合调理均可实现泥饼含水率控制在60-62%,北小河中试可做到五十几。6.后续堆肥、人工管理、卸饼等,传统产能有局限性,化学调理可以优化处理过程。

  4.高碑店

  两年前完成中试。与小红门混合污泥,消化污泥做了对比研究,对环球中科的复合调理剂、日常混凝剂、氯化铁、聚合铝进行对比研究。CST描述不同调理剂之间的投加量对比,用CST试纸选出比较适合污泥特性的试剂,选择其中比较优点进行中试和生产实验。

  复合调理不仅可以做到很好的脱水率,并且污泥能控制臭味,优化运行。不同调理剂脱水后污泥含水率能达到67,65,55,50%,比较好的可达到45,42%。泥饼形状可以看出,氯化铁调理剂的泥饼比较湿,复合调理剂的泥饼比较干和厚实。

  此外,长沙热水井污泥浓度很高,达到9%,污泥絮体细碎。湖北华兴泥饼含水可做到43,51%,优势是有机质低,自动脱板率也很高。

  小结

  污泥因为其来源不同,还存在重金属,有机污染,氯离子等问题,对后期堆肥、除臭工作影响很大。因此下一步的工作重点:1.针对深度脱水与污染物的去除一体化,进行新式调理剂的使用。2.对恶臭物质的识别、等级、收集系统、处理集成系统、生物复合反应系统做系统研究,针对污泥特点,进行水气固相综合研究。3.进行热水解消化污泥深度脱水性能评估。4.利用实验室评估手段,实现不同污泥动态控制。5.建立实验室数据库。

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