摘要:通过对污泥脱水药剂的试验,选择高效的污泥调理改性药剂。根据污泥脱水的特点,开发出高效的污泥机械浓缩装置和污泥高干脱水技术,可以将市政污泥或直接打捞上来的蓝藻泥从含水率99.2%左右,通过机械设备一次降低到50%以内,省去了一般的把污泥从99%处理到80%的环节。
关键词:市政污泥;含水率50%;蓝藻泥
Abstract:Through the research of sludge treatment technology,according to the characteristics of sludge dewatering,an efficient sludge mechanical concentration device and sludge high dry dewatering technology are developed,which can reduce the water content of municipal sludge or directly salvaged cyanobacteria sludge from about 99.2% to less than 50% at a time through mechanical equipment,thus eliminating the general link of sludge treatment from 99% to 80%.
Key words:Municipal Sludge;Moisture content 50%;Cyanobacteria mud
1 前言
我国大多数淡水湖泊由于长期受到污染,水体呈富营养化状态,蓝藻时常爆发,水体中的动植物生存受到威胁,同时影响城市居民的饮用水安全。国内蓝藻的治理大多采用藻水分离技术或生物—生态修复技术,藻水分离技术存在经藻水分离后渣相—藻泥含水率较高(约为85%左右),减量化不明显,其中还含有大量水分限制了后续的处置方式。本文针对蓝藻泥的特点在处理工艺及设备设计上提出了可行之方案。
2 工程方案
2.1工艺方案
针对污泥高干脱水技术进行创新,采用机械浓缩+调理改性+高压压滤的技术,可以直接将原污泥或藻泥从含水率99%直接脱水到含水率50%以下,实现污泥高干脱水的无害化、减量化和稳定化,解决了污泥前期处理处置的难题,杜绝了污泥的二次污染,为后续的污泥处理处置提供了有力的保障。
(1)采用污泥调理剂,提高调理改性效率
根据后续焚烧及资源化利用的技术要求,通过对各类无机和有机化合物进行筛选,经小试试验,寻找能够改变污泥脱水性能的化学药剂,并与污泥混合后进行燃烧试验,检测燃烧过程中排放烟气的主要成分,并检测污泥燃烧处理后残留物,实现了添加的药剂不存在二次污染的可能性。主要有以下两种:
①环保型改性药剂PGF:采用煤粉+高分子絮凝剂+膨润土等多种有机无机复合药剂,可实现调理改性后的污泥或藻泥满足焚烧处置的要求;
②环保型改性药剂CGS:采用草木灰+高分子絮凝剂+生物质改性剂等多种无机复合药剂,可实现调理后的污泥或藻泥满足堆肥及矿山修复用土的要求。
(2)采用递增式分段施压工艺,使泥水快速分离、压滤周期缩短,实现快速高干脱水
污泥处理前期的自由水较容易析出,可以快速脱水;而在压滤后期,污泥中的水主要是吸附水,较难压滤出水。而本项目通过化学改性和增加压滤压力并采用递增式压力提升的方式能够大大提高脱水程度,实现了污泥快速高干脱水,脱水周期缩短为45分钟左右。
(3)采用特制压滤工艺,实现高效快速高干脱水,提高生产效率
国内很多机械压滤的周期在4个小时以上,存在机械压滤周期长、滤板使用寿命短、机械效率低、脱水的泥饼含水率高等缺陷。同时,污泥中滤液流出的过程具有一定的阻力,对污泥施加的压力过大则容易导致污泥喷出,反之施加的压力过小则压力效率较低。
技术关键在于开发大空腔、高压力、可调式、递进增压钢制压滤机,采用1.0～5.0MPa高压、递增式、缓慢施压工艺,既能快速将污泥中的水分压滤出来,又可以保证运行过程中不喷料,同时保证压滤后的泥饼含水率较低,一般含水率在45%左右,整个压滤脱水过程仅须45分钟左右,其中进料25分钟、压滤脱水20分钟。
2.2 设备方案
采用自主研发的分段递增式钢结构板框压滤机,可将市政污泥或蓝藻泥的含水率降低到50%以下,大大缩短了生产周期、操作简单,同时便于控制泥饼干度。
目前,普通板框式压滤机、隔膜式板框压滤机及污泥深度脱水压滤机等,在污泥通过压滤机脱水形成含水率较低的泥饼过程中会压滤出大量的压滤液,导致整块污泥中的压滤液需克服污泥的较长路线和较大阻力排出,不利于污泥中压滤液的排出,影响压滤时间和泥饼的干度;另外,由于滤板构造各不相同,其缺陷集中表现在压滤腔的压力难以维持,即压滤腔的密封可靠性差;再者,压滤过程中的工作压力无从知晓,单独任凭操作人员的经验实现输送泵的启停、阀门启闭,这样既不利于节能降耗,同时无法确保泥饼的含水率。
针对现有污泥深度脱水设备存在的问题,开发出分段递增式钢结构板框压滤机,使用时设有排液孔的滤板板面上布置滤布,污泥被输送到前压板与滤布之间的压滤腔中,前压板被动力机构驱动向滤布一侧挤压进而挤压污泥,污泥中的水分经过滤布和排液孔进入前、后板体之间的空腔,并经过滤板板体边缘上设置的通孔排液。由于排液孔是分布设置在滤板板体上的,这样压滤腔内的污泥在受压过程中可快速从均布的排液孔处实现排液、滤出,滤出的液体集中在滤板的中间空腔内,并由板体边缘上设置的通孔排出。污泥在压滤过程中压滤液可在最近的排液孔排出,压滤液的经由路径短、排出时间短、排液阻力小,可缩短压滤机的脱水时间并提高压滤后泥饼的干度。
同时,分段递增式钢结构板框压滤机实现了基于微电脑控制信号和压力信号的耦合编程,其中的关键设备能够实现以下功能:
①设备自动化得到提高、人工操作简捷,同时自控系统可根据污泥的特性设定针对性的浓缩、改性过程和压滤方式,结合二次进料、二次压滤,可以保证脱水泥饼的含水率达到预期要求;
②钢结构板框压滤机采用1.0～5.0MPa高压、分段递增式压滤工艺,能够实现泥水快速分离,压滤周期大幅度缩短,脱水过程仅需45～50分钟,可以实现污泥的快速高干;
③针对工艺特点,钢结构板框压滤机配套可承受高压的钢制滤板,具有使用寿命长、耐腐蚀等优点;
④由于整套压滤技术具备自动化和运行参数可调整性等特点,实现了在进泥泥质变化时,污泥处理的连续性和稳定性。
3结论
针对目前改性药剂容易对设备造成腐蚀、影响设备使用寿命,氯化物、铁盐使得污泥在后续处理不满足要求等问题,通过对各类无机药剂进行试验,开发出既能满足对污泥进行调理改性达到易于脱水的要求,又能让污泥在后续资源化利用过程中不产生有毒、有害危害的环保型调理改性药剂。
研究开发的钢结构板框压滤机,突破了一般污泥脱水技术的工艺瓶颈,促进了行业整体技术水平的提升。
参考文献:
[1]王莲花,徐继润,絮凝污泥悬浮液流动性质研究[J].流体机械,2007,35(06):1-4
[2]麒麟,李桂菊,高分子絮凝剂复配进行污泥脱水的研究[J].皮革化工,2007,04:32-37