污 泥 浓 缩  

 污泥处理系统产生的污泥,含水率很高,体积很大,输送、处理或处置都不方便。污泥浓缩可使污泥初步减容,使其体积减小为原来的几分之一,从而为后续处理或处置带来方便。首先,经浓缩之后,可使污泥管的管径减小,输送泵的容量减小。浓缩之后 采用消化工艺时,可减小消化池容积,并降低加热量;浓缩之后直接脱水,可减少脱水机台数,并降低污泥调质所需的絮凝剂投加量。
  污泥浓缩使体积减小的原因,是浓缩将污泥颗粒中的一部分水从污泥中分离出来。从微观看,污泥中所含的水分包括空隙水、毛细水、吸附水和结合水四部分,如图1所示。空隙水系指存在于污泥颗粒之间的一部分游离水,占污泥中总含水量的65~85%之间;污泥浓缩可将绝大部分空隙水从污泥中分离出来。毛细水系指污泥颗粒之间的毛细管水,约占污泥中总含水量的15~25%之间;浓缩作用不能将毛细水分离, 必须采用自然干化或机械脱水进行分离。吸附水系指吸附在污泥颗粒上的一部分水分,由于污泥颗粒小,具有较强的表面吸附能力,因而浓缩或脱水方法均难以使吸附水与污泥颗粒分离。结合水是颗粒内部的化学结合水,只有改变颗粒的内部结构,才可能将结合水分离。吸附水和结合水一般占污泥总含水量的10%左右,只有通过高温加热或焚烧等方法,才能将这两部分水分离出来。
  污泥浓缩主要有重力浓缩,气浮浓缩和离心浓缩三种工艺形式。国内目前以重力浓缩为主, 但随着氧化沟、A2/O等污水处理新工艺的不断增多,气浮浓缩和离心浓缩将会有较大的发展。事实上,这两种浓缩方法在国外早已有了非常成熟的运行实践经验。
  一、重力浓缩工艺 
  1.工艺原理及过程 重力浓缩本质上是一种沉淀工艺,属于压缩沉淀。浓缩前由于污泥浓度很高,颗粒之间彼此接触支撑。浓缩开始以后,在上层颗粒的重力作用下,下层颗粒间隙中的水被挤出界面,颗粒之间相互拥挤得更加紧密。通过这种拥挤积压缩过程,污泥浓度进一步提高, 从而实现污泥浓缩。
  污泥浓缩一般采用圆形池,如图1所示。进泥管一般在池中心,进泥点一般在池深一半处。排泥管设在池中心底部的**低点。上清液自液面池周的溢流堰溢流排出。较大的浓缩池一般都设有污泥浓缩机,如图2所示。污泥浓缩机系一底部带刮板的回转式刮泥机。底部污泥刮板可将污泥刮**排泥斗,便于排泥。上部的浮渣刮 板可将浮渣刮**浮渣槽排出。刮泥机上装设一些栅条,可起到助浓作用。主要原理是, 随着刮泥机转动,栅条将搅拌污泥,有利于空隙水与污泥颗粒的分离。对浓缩机转速的要求不像二沉池和初沉池那样严格,一般可控制在1~4r/h,周边线速度一般控制在1~4m/min。浓缩池排泥方式可用泵排,也可直接重力排泥。后续工艺采用厌氧消化时,常用泵排,因可直接将排除的污泥泵送**消化池。
 
  2.工艺控制
  (1)进泥量的控制
  对于某一确定的浓缩池和污泥种类来说,进泥量存在一个**佳控制范围。进泥量太大,超过了浓缩能力时,会导致上清液浓度太高,排泥浓度太低,起不到应有的浓缩效果;进泥量太低时,不但降低处理量,浪费池容,还可导致污泥上浮,从而使浓缩不能顺利进行下去。污泥在浓缩池发生厌气分解,降低浓缩效果表现为两个不同的阶段:当污泥在池中停留时间较长时,首先发生水解酸化,使污泥颗粒粒径变小,比重减轻,导致浓缩困难;如果停留时间继续延长,则可厌氧分解或反硝化,产生C02和H2S或N2,直接导致污泥上浮。浓缩池进泥量可由下式计算:
Qi=qs·A/Ci             (1)
  式中,Qi为进泥量(m3/d);Ci为进泥浓度(kg/m3);A为浓缩池的表面积(m2);qs为固体表面负荷[kg/ (m2·d)]。
  固体表面负荷qs系指浓缩池单位表面积在单位时间内所能浓缩的干固体量。也的大小与污泥种类及浓缩池构造和温度有关系,是综合反映浓缩池对某种污泥的浓缩能力的一个指标。温度对浓缩效果的影响体现在两个相反的方面:当温度较高时,一方面污水容易水解酸化(腐败),使浓缩效果降低;但另一方面,温度升高会使污泥的粘度降低,使颗粒中的空隙水易于分离出来,从而提高浓缩效果。在保证污泥不水解酸化的前提下,总的浓缩效果将随温度的升高而提高。综上所述,当温度在15~20℃时,浓缩效果**佳。初沉污泥的浓缩性能较好,其固体表面负荷qs一般可控制在90~15Okg/(m2·d)的范围内。活性污泥的浓缩性能很差,一般不宜单独进行重力浓缩。如果进行重力浓缩,则应控制在低负荷水平,qs一般在10~3Okg/(m2·d)之间。常见的形式是初沉污泥与活性污泥混合后进行重力浓缩,其qs取决于二种污泥的比例。如果活性污泥量与初沉污泥量在1:2~2:1之间,qs可控制在25~8Okg/(m2·d),常在60~7Okg/(m2·d)之间。即使同一种类型的污泥,qs值的选择也因厂而异,运行人员在运行实践中,应摸索出本厂的qs**佳控制范围。
  由式(1)计算确定的进泥量还应当用水力停留时间进行核算。水力停留时间计算如下: