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汙泥的濃縮原理及應用

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汙泥處理是對汙泌泥進行濃縮、調治、脫水、穩定、幹化或焚燒的加工過程。汙泥的濃縮原理是什麼?應用有哪些?一起來了解一下!

汙泥的濃縮原理及應用

  1.汙泥水的分類和去除方法

汙泥中水的存在形式大致包括:遊離水、毛細水、吸附水和內部水,其中游離水是指存在於汙泥顆粒間隙中的水,或稱為空隙水,佔汙泥水分的70%左右。毛細水是指存在於汙泥顆粒的毛細管中,佔汙泥水分的20%左右。吸附水和內部水是指粘附於汙泥顆粒表面的吸附水和存在於其內部的水,佔汙泥中水分的10%左右。降低汙泥含水率能大大減少汙泥體積,以便進一步處置利用。

  2.汙泥濃縮

汙泥濃縮的主要目的是減少汙泥體積,濃縮脫水的.主要物件是間隙水,濃縮後為後續處理創造了良好的條件,降低處理成本。汙泥濃縮可分為重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮,其中重力濃縮應用較多。

⑴重力濃縮法

重力濃縮是利用汙泥中的固體顆粒與水之間的密度差來實現泥水分離的。重力濃縮構築物稱為重力濃縮池,可分為連續式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池兩種。間歇式汙泥濃縮池可建成矩形或圓形,多用於小型汙水處理廠。間歇濃縮池設計的主要引數是停留時間。如果停留時間太短,濃縮效果不好,太長不僅佔地面積大,還可能造成有機物厭氧發酵,破壞濃縮過程。停留時間的長短最好經過試驗確定。

連續流重力濃縮池的基本工況為:汙泥由中心進泥管連續進泥,濃縮汙泥通過刮泥機刮到汙泥鬥中,並從排泥管排出,澄清水由溢流堰溢位。連續式濃縮池的合理設計與執行取決於對汙泥沉降特性的確切掌握。汙泥的沉降特性與固體濃度、性質及來源有密切關係,在設計時,最好先進行汙泥濃縮試驗,掌握沉降特性,得出設計引數。設計引數主要包括:濃縮池的固體通量、水力負荷和水力停留時間。濃縮池容積應按汙泥在其中停留10~16h進行核算,不宜過長。重力濃縮法的優點是貯存汙泥的能力強,操作要求不高,執行費用低,缺點是佔地面積大,且會產生臭氣,對於某些汙工作不穩定,經濃縮後的汙泥非常稀薄。

⑵氣浮濃縮池

氣浮濃縮是依靠微小氣泡與汙泥顆粒產生粘附作用,使汙泥顆粒的密度小於水而上浮,並得到濃縮。氣浮法對於濃縮密度接近於水的、疏水的汙泥尤其適用,對於濃縮時易發生汙泥膨脹的、易發酵的剩餘活性汙泥,其效果尤為顯著。目前,濃縮汙泥最常用的方法是壓力溶氣氣浮。

氣浮濃縮系統主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。目前較常用的加壓溶氣裝置有“水泵——空壓機式溶氣系統”和“內迴圈式射流溶氣系統”。

氣浮濃縮池的主要設計引數有汙泥負荷、氣固比、水力負荷和迴流比等。

氣固比是指溶氣水經減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體量之重量比,通常用AS表示。迴流比是加壓溶氣水量與需要濃縮的汙泥量的體積比,通常以R表示。在有條件時,設計前應進行必要的試驗,從而決定最佳的設計引數。在缺乏試驗條件時,氣固比一般取0.01~0.04,水力負荷取40~80m3/(m2·d),迴流比一般為25%~35%。迴流比可以根據所需空氣量按下式計算:其中AS是氣固比,Aa是所需空氣量,S是進入氣浮池的固體總量,Sa是一定溫度下大氣壓力為101325Pa時的空氣飽和溶解度,ρ0是入流汙泥濃度,R是迴流比,P是絕對大氣壓,f是溶解效率,當溶氣罐內加填料及溶氣時間為2~3min時,f=0.9,不加填料時,f=0.5。與重力濃縮法相比,氣浮濃縮法的優點是泥水分離效果好,所需土地面積少,臭氣小,汙泥含水率低,可使砂礫不混於濃縮汙泥中,能去除油脂,但是其執行費用比重力法高,汙泥貯存能力弱。

⑶離心濃縮法

離心濃縮法的原理是利用汙泥中固、液相的密度不同,在高速旋轉的離心機受到不同的離心力而使兩者分離,達到濃縮的目的。離心濃縮機呈全封閉式,可連續工作。一般用於濃縮剩餘活性汙泥等難脫水物。汙泥在機內停留時間只有3min左右,出泥含固率可達4%以上。由於工作效率高,佔地面積小,衛生條件好等特點,離心法在國外利用較高,在國內也日益受到重視。衡量離心濃縮效果的主要指標有出泥含固率和固體回收率等。