造纸污泥脱水.doc

资料
污泥是一种特殊的垃圾,它是污水处理后的副产品,其成分极其复杂,包括有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等[1]。我国的污泥产量很大,每年排放干污泥大约3*10^5t,并且以每年10%左右的速度迅速增长[2],如果对污泥不及时进行处理,就会造成严重的二次污染。我国十分重视环境问题,把城市污水、污泥的综合治理工作纳入了国民经济和社会发展/十一五0计划纲要。在此情况下,污泥的妥善处理将会具有更大的经济、环境意义。
最初污泥的处理处置方式基本上采用填埋与海洋倾倒。这两种处理方法操作相对简单,投资费用小,但是会污染土壤、地下水以及海洋生态环境。随着时代的发展及环保要求,目前人们比较热衷于污泥焚烧及土地化利用。污泥焚烧处理可以迅速和最大限度地实现减量化,有毒污染物被氧化,而且不必考虑病原菌的灭菌处理,既解决了污泥的出路又充分利用了污泥中的能源。污泥焚烧对于我国这样一个污泥产量大、种类广泛的发展中国家来说,是污泥处理的主要发展方向之一,因此发展、完善污泥焚烧和能源利用的应用技术是迫在眉睫的重要任务。
每个制浆造纸厂的制浆工艺、抄纸设备、产品类型以及企业技术管理水平都不尽相同,导致处理造纸废水时产生的污泥种类十分广泛。不同污泥中水分的结合状态对污泥浓缩、脱水影响很大。例如:纤维含量较高和灰分含量较低的污泥,含有较多的空隙水与毛细水,因此最容易脱水;经过高效生物系统处理过的污泥,由于其中含有较多的表面吸附水和生物细胞内部水,浓缩、脱水最为困难。因此充分了解污泥中水分的结合状态,有助于污泥处理企业制
定合理的处理工艺、选择适当的浓缩设备,对企业提高污泥处理效率、减少生产资金投入,都会起到积极的作用。
目前,污泥浓缩的方法通常有五种:重力浓缩、气浮浓缩、离心浓缩、带式浓缩机浓缩以及转鼓机械浓缩等。我国造纸企业浓缩污泥,较多的采用重力浓缩与气浮浓缩。
重力浓缩本质上是一种沉淀工艺,是依靠污泥中固体物质的重力作用进行沉降与压密。重力浓缩是在浓缩池内进行,它的操作与一般沉淀池相似。根据运行情况,浓缩池分为间歇式和连续式两种,通过增加污泥的停留时间,有效地去除造纸污泥中不与固体颗粒直接结合的间隙水。由于初沉池的污泥相对平均密度为1.02~1.03,污泥颗粒本身的相对密度约为1.3~1.5,所以初沉池污泥易于实现重力浓缩;活性污泥的相对密度大约在1.0~1.005之间,活性污泥絮体本身的相对密度约为1.0~1.01,因而活性污泥一般不易实现重力浓缩。
气浮浓缩法是通过微小气泡附着在污泥颗粒周围,使其密度减小而强制上浮,从而使污泥在表层获得浓缩。因此,溶气气浮法适用于相对密度接近1的活性污泥浓缩。根据气泡形成的方式,气浮可以分为压力溶气气浮、生物溶气气浮、涡凹气浮等。压力溶气气浮:通过压力溶气罐溶入过量的空气,然后突然减压释放出大量的微小气泡,附着在污泥颗粒周围,使其强制上浮,从而使污泥获得浓缩。压力溶气气浮具有占地面积小、卫生条件好、浓缩率
高等优点,缺点是设备多,运行费用高,维护管理复杂。
生物气浮浓缩:生物气浮浓缩利用了污泥自身的反硝化能力,加入硝酸盐,污泥进行反硝化作用产生气体使污泥上浮而进行浓缩。这种方法日常运转费用比重力浓缩工艺和压力溶气气浮工艺低、能耗小、设备简单、操作管理方便。
2造纸污泥的脱水
污泥经过浓缩后,还有95%~97%的含水率,体积依然很大,可以用管道输送。为了综合利用和进一步处置,必须对污泥进行机械脱水处理。
2.1机械脱水前的预处理
污泥在机械脱水前要进行预处理,其目的是改善污泥的脱水性能,提高脱水设备的生产能力。造纸厂通常采用化学调节法对污泥进行预处理,即通过向污泥中投加各种混凝剂、助凝剂,使污泥颗粒絮凝、结构增强以利于机械脱水。常用的混凝剂可分为无机与有机两大类。无机混凝剂包括铝盐、铁盐两类,例如三氯化铁、氯化铝、硫酸铁等等。有机高分子混凝剂有聚丙烯酰胺(PAM)、聚酰胺等。投加无机盐混凝剂虽然可以改善污泥脱水效果,但是其用量比较大,并具有一定的腐蚀性,与无机盐混凝剂相比,有机高分子混凝剂用量比较小,也没有腐蚀性。另外,有些纸厂在污泥预处理时,将聚丙烯酰胺(PAM)等有机高分子混凝剂与表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠等)联合使用,以降低PAM的使用量,同时使污泥含水率降低2%~6%左右。这可能是由于表面活性剂不但能使污泥表面的蛋白质、多糖等大分子物质脱离污泥颗粒,而且使得这些物质较易溶于水,减少了污泥颗粒间的间隙水,导致污泥的沉降速度加快、脱水污泥的体积减少。
2.2机械脱水
机械脱水包括压力过滤机、板框压滤机、厢式压滤机、带式压滤机和螺旋压滤机等很多种。这些方法都是以过滤介质(多孔性材质)两面的压力差作为推动力,使污泥中的水分强制通过过滤介质(滤液),固体颗粒被截留在介质上(滤饼),从而达到脱水的目的。在这些方法中,带式压