絮凝剂的联合使用
对下水、粪便及工业废水进行生物学处理后所得的污泥,一般称为有机污泥,其中含有大量带负电荷的胶质状物质。因此在进行凝结和絮凝时,所用的无机或有机药剂均具有阳离子性。
下水污泥中的固体成分包含有机物(黏性物质和纤维)和灰分。加入的阳离子性高分子絮凝剂或氯化铁凝结剂,同黏性物质所带的负电荷进行反应(电荷中和),使黏性物包容的水分排出,使污泥呈容易脱水状态。阳离子聚合物还起架桥作用,形成有一定强度的粗大絮团,从而促进机械脱水时的固液分离。现在,广泛普及的做法是只添加一种阳离子聚合物,而不添加氯化铁和消石灰(消石灰使泥饼增量太大,处理也繁杂)。这样的阳离子聚合物包括聚合系(聚丙烯酸酯等)、阳离子变性物系(聚丙烯酰胺的变性物)和天然物系。
但是,由一种阳离子聚合物同时发挥电荷中和、絮团长大这两个作用,效果并不理想。因为包容在絮团里的黏性物质的电荷中和不完全,絮团强度低,脱水性差。为了促进电荷的中和,可选用相对分子质量小但离子密度高的阳离子聚合物,并施加强搅拌。这样做虽能多中和一些负电荷,但絮团小,对脱水不利。由此可见,在使用一种絮凝剂时,电荷的中和作用和絮团长大作用是相矛盾的。此外,不同性状的污泥和不同形式的过滤脱水机,对絮凝剂的电荷中和能力与絮团长大能力的要求也不尽相同。因此,必须选择出满足具体工况要求、具有合适离子密度和相对分子质量的阳离子聚合物。
现在开发出了阳离子-阴离子联合絮凝法。其特点是,添加阳离子聚合物起电荷中和作用,另外添加阴离子性聚合物起絮团长大作用。该法作为CSA法已投入使用,其脱水模型如图5-26所示。这种方法的要点是,先添入阳离子性助滤剂(press aid),并加以强搅拌,实现电荷的充分中和,形成微小絮团。接着添入作为阴离子聚合用的助滤剂,起絮团长大作用。同过去只添加一种阳离子聚合物的絮凝方法相比,CSA法可降低泥饼含湿率3%~8%。不论使用何种过滤脱水机,此法对泥饼的剥离性都有明显改善。
采用两性聚合物的造粒絮凝
由于用阳离子聚合物形成的絮团容易破碎,因此必须在数十秒至1min这样短的时间内进行搅拌、反应。但是使用两性聚合物时,因为受到如图5-27所示的旋转流作用,需进行
5~10min的造粒搅拌,所以形成了球形絮团。球形絮团的大小、强度及密度均有显著改善。此种造粒絮凝法与高压的带式压榨脱水机组合起来,就成为令人瞩目的高效污泥处理法。
操作时,首先添加具有消臭效果的金属盐进行电荷中和,接着添加两性聚合物。在造
粒槽内,絮团受到沿圆槽内壁的旋转搅拌。在此过程中,新加入的污泥连续向已经形成的
絮团上附着,使絮团像滚雪球似的长大,最大的球形絮团的直径超过了10mm。