摘要：采用加壓和減小排水路徑的方法對污泥進行了濃縮試驗研究，得到了沙網(wǎng)柱直徑及所加壓力對污泥濃縮效果影響的關(guān)系。試驗結(jié)果對未來污水廠的設(shè)計和現(xiàn)有污水廠的改進有一定的指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：加壓；污泥濃縮；沙網(wǎng)柱

1 前言

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，人們生活水平逐步提高，城市規(guī)模不斷擴大，生活污水排放量日益增加，城市污水處理廠也相應(yīng)增多。這固然對解決我國水污染問題有著積極的作用，但污泥的有效處理和處置問題仍需深入研究。污泥濃縮效率的高低和濃縮效果的好壞直接影響污泥處理成本。污泥中所含的水分大致可分為［1,2］：空隙水、毛細(xì)水、吸附水和內(nèi)部水。在壓力作用下有效去除部分水，可以減小污泥體積，減輕后續(xù)構(gòu)筑物和處理單元的壓力。為此筆者設(shè)想出該試驗，以從唐山市西郊污水處理廠濃縮池出來的污泥進行了濃縮試驗研究，以期獲得預(yù)期結(jié)果。

2 試驗方法

2．1試驗裝置

試驗裝置簡圖如圖1所示，下端鉆孔排水，設(shè)一閥門控制排水條件。加壓罐內(nèi)徑為100 mm, 高為450 mm。另外還需要分析天平、干燥箱、水浴鍋和蒸發(fā)皿等儀器。

2．2試驗污泥

試驗污泥取自唐山市西郊污水處理廠。該廠濃縮池的出泥沉降性能良好，污泥基本穩(wěn)定。

2．3測試方法及試驗步驟

按照排水途徑和所加壓力的不同逐次進行試驗，記錄實驗數(shù)據(jù)，并進行比較。

A：取泥樣20 L。 

B：做好加壓罐內(nèi)準(zhǔn)備工作。罐內(nèi)放好承托層，濾砂及沙柱；投加絮凝劑，裝滿污泥。 

C：加壓，維持一定壓力，同時記錄時間。

D：出水在每分鐘少于40滴時停止加壓，并記錄時間。

E：待壓力減為零時開蓋取泥樣。

F: 處理試樣，并測定處理前后污泥含水率，計算含水率差。將60 mL蒸發(fā)皿編號后放進烘箱內(nèi)，以105℃～10℃的溫度烘2 h至恒重，取出后放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，用萬分之一分析天平稱重，記錄重量Ｗ1；再把約20 mL污泥加入蒸發(fā)皿，稱重并記錄重量Ｗ1+Ｗs，用恒溫水浴鍋蒸干；然后放入105℃～110℃的烘箱內(nèi)烘2 h，取出放入干燥器內(nèi)冷卻0.5 h，用萬分之一天平稱重，并記錄重量Ｗ2。將所得數(shù)據(jù)代入下式，并計算含水率：

3 試驗現(xiàn)象

為了提高對污泥濃縮的效率，達(dá)到順利排水的目的，加壓罐底部采用多孔排水。當(dāng)無沙柱時，泥水只向下排放；當(dāng)中間加入沙柱時，可以看到排水路徑大大減小，濾沙以上的含水沿沙柱多了徑向排放。表明此次污泥濃縮效果好。

4試驗結(jié)果分析

4．1沙柱對試驗結(jié)果的影響

由表1數(shù)據(jù)可知無沙柱時泥樣處理前后含水率差值（ΔP）為0.07%～0.18%，時間為14 min～25min，排水路徑大而且單一，故濃縮效果不明顯。加直徑21.6 mm的沙網(wǎng)柱時，泥樣處理前后含水率差值（ΔP）變?yōu)?.45%～0.61% ，時間為17 min～28 min，時間有所減短，并且污泥效果比沒有沙柱時要好得多；當(dāng)加直徑30.1 mm的沙網(wǎng)柱時，泥樣處理前后含水率差值（ΔP）為0.45%～0.66% 時間明顯減少為15 min～18 min?？梢姕p小排水路徑可增強壓縮效果，有利于污泥濃縮。

4．2

加入絮凝劑的目的是使固體顆?？焖倬奂?。由表2中數(shù)據(jù)可以看出不加絮凝劑時泥樣處理前后含水率差值（ΔP）為0.34%～0.65%；當(dāng)試驗過程加入5‰的絮凝劑時，泥樣處理前后含水率差值（ΔP）變?yōu)?.68%～0.75%，處理效果明顯變好；當(dāng)加入10‰的絮凝劑時，含水率差值（ΔP）與加入量5‰時差不多，但是形成的顆粒較大，容易堵塞或無法達(dá)到預(yù)定的壓力。考慮絮凝劑自身成本和實際壓力可達(dá)到的情況，所以投加量一般控制在3‰～5‰。

4．3壓力對試驗結(jié)果的影響

增加壓強可以強制水快速穿過濾層，加快過濾速度，減少過濾時間。然而，增加的壓強過大，會使處理水將濾層破壞，發(fā)生穿濾現(xiàn)象，達(dá)不到濾層對處理水的過濾效果。因此，結(jié)合試驗條件，選用0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa三個壓強值做試驗，其它試驗條件不變。數(shù)據(jù)如表3。

由表3數(shù)據(jù)可以看出壓強值為0.4 MPa時含水率差最大為0.13%；當(dāng)壓強為0.6 MPa時含水率差最大的為0.66%；然而在相同情況下加壓為0.8MPa 時，由于水大量迅速排出，污泥發(fā)生穿濾現(xiàn)象，濾料沒有達(dá)到過濾效果?；炯硬簧蠅海瑹o法達(dá)到預(yù)定壓力，試驗失敗。

5 結(jié)論

筆者設(shè)想出該試驗，采用加壓和減小排水路徑方法對污泥進行了濃縮試驗研究，得出下列結(jié)論：縮短排水距離及增加壓強后，處理后的污泥體積大大減小，從而提高了污泥脫水的效率。本次試驗使用的濾砂是沉砂池處理后的砂，可以調(diào)配級配；使用后考慮濾砂和泥餅一起處理，解決了沉砂池沉砂問題。另外試驗選擇的絮凝劑是陽離子型聚丙烯酰胺，如隨著技術(shù)的發(fā)展，可以找到一種代替它的更廉價的絮凝劑，則該技術(shù)的效益更加值得關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：
［1］張自杰．排水工程（第四版）［M］．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000．338-352．
［2］宋曉明，楊健，劉莊泉．污泥動態(tài)沉降試驗研究［J］．環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2004，27（3）：12-13．
［3］章非娟．水污染控制工程實驗［M］．北京：高等教育出版社，1988．137-42．
 
 
 

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