目前我國污泥處理方式主要有農(nóng)用、填埋、其他處理和不處理，分別占45%、31%、10%和14%。降低污泥含水率是解決污泥處置難題的基本方法。生活污泥發(fā)揮其潛在價(jià)值的基本條件是污泥含水率要降到30%以下。機(jī)械脫水主要是依靠一定的壓差將污泥與水強(qiáng)制分離，但機(jī)械脫水能去除的主要是游離水和小部分間隙水，很難去除地表水和結(jié)合水。污泥含水率下降不是特別明顯，基本在70% ~ 80%的范圍內(nèi)。基于污泥的帶電性，提出了電滲析深度脫水的方案。實(shí)驗(yàn)用電滲機(jī)脫水后，得到的泥餅含水率符合我國污泥用于填埋時(shí)不大于60%的標(biāo)準(zhǔn)。

1.電滲深度脫水實(shí)驗(yàn)裝置

污泥顆粒表面的胞外聚合物中有帶負(fù)電荷的硫酸根、羧基等官能團(tuán)，容易吸附一些陽離子。在電場的作用下，帶負(fù)電的污泥顆粒向陽極移動(dòng)，而水分子由于帶部分正電荷，在電壓的作用下向陰極移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)污泥脫水的目的。圖1是電滲透設(shè)備的示意圖，圖2是電滲透設(shè)備的物理圖。污泥罐內(nèi)裝有污泥，升降機(jī)構(gòu)使頂層污泥分別與陽極板接觸，底層污泥與陰極網(wǎng)控板接觸。通過電滲脫水和機(jī)械運(yùn)動(dòng)相結(jié)合，電場保持穩(wěn)定的強(qiáng)度，有效提高污泥脫水效率。

2.電滲脫水實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

影響電滲污泥脫水的因素包括污泥性質(zhì)和電滲條件。以花都獅嶺活性污泥為實(shí)驗(yàn)對象，通過改變通電條件，觀察含水率的變化。

取10份活性污泥(每份660g)，首先對污泥進(jìn)行機(jī)械脫水，并測量水分含量作為電滲前的水分含量。然后壓成10mm厚的泥餅，打開60V的DC電源，用真空機(jī)抽空氣，通電時(shí)每隔5秒記錄一次電流值。觀察電流隨時(shí)間的變化，測試總通電時(shí)間和烘干時(shí)間對含水量的影響。表1顯示了在不進(jìn)行預(yù)處理的情況下，在0.4kg/cm2的機(jī)械壓力下，在不同通電時(shí)間和干燥時(shí)間下，通電前含水率為85.32%的污泥的含水率。通電時(shí)間越長，含水率越好，干燥速度越快。但10min后含水率沒有明顯下降，長時(shí)間供電會(huì)增加能耗。因此，我們選擇10分鐘通電時(shí)間來測試預(yù)處理后的實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)了四種預(yù)處理方案。首先進(jìn)行預(yù)處理，然后用電滲析機(jī)進(jìn)行深度脫水。觀察電流隨時(shí)間的變化，并測量含水量。表2列出了通電10分鐘下不同預(yù)處理方案的電滲深度脫水含水率。其中7號(hào)污泥中加入了石灰，主要是改變污泥的pH值。事先測試了不同石灰量的5號(hào)和6號(hào)污泥的脫水效果，發(fā)現(xiàn)石灰添加量越多，pH值越高，含水率越低。由于選用陽離子PAM作為絮凝劑，在強(qiáng)堿性環(huán)境下起到更好的架橋作用，從而更好的降低污泥含水率。但越多越好，pH值超過9時(shí)，差別不大，所以7號(hào)污泥加石灰量是以pH值為9時(shí)的數(shù)值為準(zhǔn)。對于用電解質(zhì)預(yù)處理的污泥8和9，由于NaCl/FeCl3在電極上的電解反應(yīng)，電流明顯增加，含水率明顯降低，低于50%。隨著通電時(shí)間的增加，電流變化緩慢。但氯化鐵的效果好于氯化鈉，說明鐵離子比鈉離子更有利于污泥對水的失穩(wěn)。9號(hào)污泥添加鋸末作為調(diào)理劑，明顯含水率較低。以纖維為主的鋸末能快速吸收污泥結(jié)合水，使電滲效果更好。

發(fā)現(xiàn)未經(jīng)預(yù)處理，機(jī)械壓力越高，含水率越低，但仍高于60%，不符合要求。預(yù)處理后，電滲深度脫水，泥餅含水率低于60%。自然干燥12小時(shí)后，除方案一外，含水率降低約一半，低于30%，具有利用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)了資源化利用。雖然加入電解質(zhì)可以像木屑一樣提高污泥的脫水性能，含水率也降低，但是使用木屑成本低，降低了污泥處理后濾液的處理難度，后期干燥時(shí)含水率下降更快。

3.摘要

電滲技術(shù)能有效降低污泥的含水率。經(jīng)過預(yù)處理和電滲析裝置脫水后，污泥的含水率很容易達(dá)到小于60%的目標(biāo)。污泥的pH值越高，脫水速度越快。電流密度越高，污泥含水率越低，但會(huì)增加熱量損失，因此需要綜合考慮能耗、脫水時(shí)間和脫水效果來選擇合適的電流密度。(來源:佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院)

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