一、污泥的调理
污泥调理就是要克服水合作用和电性排斥作用。增大污泥颗粒的尺寸,使污泥易于过滤或浓缩,其途径有二:第一是脱稳、凝聚,脱稳依靠在污泥中加入合成有机聚合物、无机盐等混凝剂,使颗粒的表面性质改变并凝聚起来,由于要投加化学药剂,从而增加了运行费用;第二是改善污泥颗粒间的结构,减少过滤阻力,使其不堵塞过滤介质(滤布)。无机沉淀物或一定的填充料可以起这方面的作用。
污泥经调理能增大颗粒的尺寸,中和电性,能使之释放吸附水,从而改善污泥浓缩和脱水性能。此外,经调理后的污泥,在浓缩时污泥颗粒流失减少,并可以使固体负荷率提高。污泥的调理有物理调理法、化学调理法和生物调理法(好氧、厌氧消化)。
(一)物理调理法
1.污泥淘洗法
污泥淘洗法主要用于消化污泥的预处理,该法利用固体颗粒大小、相对密度和沉降速率不同,将细小颗粒和部分有机微粒去除,从而降低了污泥的碱度,节省药剂用量,降低机械脱水运行费用。但淘洗时需增加淘洗设备及搅拌设备,同时淘洗液的BOD和COD值都很高,必须回流到污水处理装置处理。且洗出来的细小颗粒在废水处理装置中不易被完全截留,随着高效混凝剂的不断开发,淘洗法已逐渐被淘汰。
2.热调理法
热调理是使污泥在一定压力(1~1.5MPa)下短时间加热(135~200°C),随着温度的提高,污泥中细胞被分解破坏,细胞内部水分游离出来,同时污泥中的颗粒由于热运动加快及碰撞和结合频率的提高,凝胶体结构受到破坏,内部大量的结合水被释放出来,污泥固体和水的亲和力也随之下降。污泥中致病性微生物和寄生虫被杀死,臭味也基本去除,经处理后的污泥在真空或压力过滤机中易过滤。该法适合于几乎所有的有机废水污泥,包括难以处置的剩余活性污泥,最适宜于生物污泥。该法需增加高温高压设备、热交换设备及气味控制设备,故能耗大、操作要求高、费用高,且调理后的污泥在过滤后所得滤液有机物浓度较高。热调理法与湿式氧化并不相同,在湿式氧化中要使污泥中有机物在高温及有空气条件下充分氧化;热调理法则不让污泥中的有机物氧化。
热调理法效果的好坏,很大程度上取决于污泥的性质、温度和处理时间。(https://www.daowen.com)
3.冷冻融解法
冷冻融解法是将含大量水分的污泥冷冻到凝固点以下,污泥开始冷冻,然后加热融解,以提高污泥沉淀性和脱水性的一种处理方法。污泥经过冷冻—融解过程,由于温度发生了大幅度变化,使污泥絮状结构破坏充分,颗粒由小变大,毛细管水分大量失去。同时细胞破裂,使其内部水分变成自由水分,从而提高了污泥的沉降性能和脱水性能。且该法能不可逆改变污泥结构,与热调理法相比,具有节能、杀菌、污泥管理费用低及较明显的经济价值,较适合我国冰冻期较长的北方地区。
(二)化学调理
由于污泥颗粒较细,且常带相同电荷,形成一种稳定的胶体悬浮液,使污泥浓缩和脱水困难。化学调理就是向污泥中投加各种混凝剂,通过电中和或吸附架桥作用,使污泥颗粒凝聚力增大,颗粒直径增大。所用的调理剂有以铝盐、铁盐、石灰为主的无机盐类,如三氯化铁、三氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铝、石灰等。该类调理剂来源广、价廉,但残渣量大,易受pH的影响。沉淀形成的污泥中含无机成分高,燃烧热值低;也有有机高分子类,有机高分子分阴离子型、阳离子型、非离子型三类,该类调理剂pH的适应范围广,非离子型和阴离子型适用范围为2~11,而阳离子型的适用范围为3~7,沉淀形成的污泥中含有机成分比例高,燃烧热值高。若能以2~3种混凝剂,通过混合投配或依次投配,能明显提高混聚效果。如石灰和三氯化铁同时使用,不但能调节pH,而且由于石灰和污水中的重碳酸盐生成的碳酸钙能形成颗粒结构而增加了污泥的孔隙率。
调理效果的影响因素很多,主要有污泥性质、调理剂种类、用量、投加次序、操作条件等。调理剂种类和用量因污泥品种和性质、消化程度、固体浓度不同而异,没有一定的标准。为了达到良好的效果,最好通过试验来确定。
(三)微生物调理法
微生物法调理污泥是利用特殊微生物代谢产物的高效絮凝作用或者微生物的还原作用来处理污泥,改善污泥脱水性能,其方法主要有投加微生物絮凝剂、生物沥浸等。微生物絮凝剂是一类由微生物代谢产生的具有絮凝作用的新型高分子絮凝剂,主要由多糖、蛋白质、脂类、纤维素和核酸等组成,其对污泥的脱水效果明显优于硫酸铝等化学絮凝剂。生物沥浸是利用嗜酸性硫杆菌为主体形成的复合菌群来氧化污泥中的还原性硫和铁,以去除污泥固相中的重金属。生物沥浸处理污泥不但有利于污泥中重金属的去除,还能有效改善污泥的脱水性能。