化学调质应用于污泥深度脱水除臭

摘 要：试验通过化学调质和压滤的方法，得出试剂配比量。结果表明，向含水率80%污泥中加入FeCl3、生石灰、过氧化氢、表面活性剂和粉煤灰，混合后压滤脱水，污泥含水率可达到60%，甚至可以达到45%以下，同时可以减小污泥臭味。

关键词：剩余污泥；深度脱水；污泥调质；污泥除臭

中图分类号：TU992.3文献标识码： A

污泥填埋是中小城市污水厂污泥处置的主要方法。我国规定, 污泥含水率在60%以下才能进行填埋，但目前大部分污水厂脱水污泥含水率在80%左右。本文利用调理剂的不同特性以及调理剂之间的作用，研究了综合使用若干种调理剂对污泥深度脱水作用，得出调理剂最佳配比。

1.材料与方法

1.1深度脱水试验材料及方法

试验用污泥取自天津纪庄子污水厂初次脱水后污泥，含水率约为80%。试验药剂：十二烷基苯磺酸钠、FeCl320%溶液、生石灰粉及30%的H2O2、粉煤灰。压滤设备：泥饼压滤试验采用769P-15A型压片机。压滤方法：一定量含水率为80%的污泥加水和药剂调质，用滤布包裹，压片机挤压脱水。操作压力为0.6MPa，保持30min。

1.2除臭试验材料及方法

脱臭药剂为工业级壳聚糖和H2O2。添加壳聚糖脱臭试验：分别取原泥100g置于7个烧杯中，依次添加壳聚糖0g、0.5g、1.0g、1.5g、2.0g、2.5g、3.0g，搅拌5min。添加H2O2脱臭试验：分别取原泥100g，置于两个烧杯中，其中一个烧杯添加壳聚糖2.5g，另一个添加30% H2O21ml，搅拌5min。污泥臭味的测试采用人工嗅辩法。

2.结果及讨论

2.1最佳调理剂配比

铁盐属无机絮凝剂，FeCl3絮凝最佳pH为6.8～8.4，因其水解过程会产生H+，降低pH，一般需投加石灰作为助凝剂。FeCl3在污泥调质过程中生成大而重的絮体，使之易于脱水。H2O2的使用有助于打破污泥中的长链分子，释放结合水[2]。

表1 添加调理剂与氧化剂的污泥脱水效果

如表1示，只添加调理剂FeCl3和生石灰粉，污泥含水率可降至60%以下。随着添加量的增加，污泥含水率有下降的趋势，但变化不明显。投加H2O2后，脱水后污泥含水率明显降低。综合考虑深度脱水效果与药剂用量，第6组试验既有较好的脱水效果，药剂使用量又少，因此调理剂最佳配比取第6组试验条件，即每kg干泥添加250ml20% FeCl3溶液，75g生石灰，50ml 30%H2O2。

2.2表面活性剂对深度脱水效果影响

在上述第6组试验条件基础上，加入不同量表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，分散初次脱水形成的污泥絮体团粒结构，释放絮体内部结合水[3]，进一步改善脱水效果。试验结果如表2示。

表2 添加表面活性剂污泥脱水效果

由表2中可看出，表面活性剂十二烷基苯磺酸钠可以对污泥脱水起到促进作用，当添加量达到80g药剂/kg干污泥时，效果最好，含水率可降至50.51%。

2.3粉煤灰对深度脱水效果影响

试验采用粉煤灰作为助滤剂，粉煤灰可提供形成较大絮体的骨料，改善污泥颗粒的结构[4]，从而增强混凝剂的作用。在表2第10组试验条件基础上，改变粉煤灰投加量，研究其对污泥脱水效果的影响。

表3 添加粉煤灰污泥脱水效果

由表3知脱水污泥含水率随粉煤灰投加量的增加而降低。粉煤灰投加量增至100g/kg干污泥时，脱水效果非常理想。第13组试验经多次重复验证，脱水后污泥含水率可以稳定在42%-43%。

2.4污泥脱臭试验

添加不同量壳聚糖之后搅拌5min，污泥的臭味明显减轻，延长搅拌时间，臭味无明显改观。壳聚糖添加至2.5g，污泥的臭味已基本除去，腥味有所减轻；壳聚糖添加至3.0g，除臭效果没有随添加量的增加而明显改观。嗅辨对比，添加H2O2可去除全部臭味，腥味大幅度减轻，其脱臭效果较壳聚糖好。

2.5最佳药剂配比及脱水步骤

由前述试验结果按下列方式加药调理和压滤，可使脱水后的污泥含水率降低到45%以下。

①加水105L，30% H2O210.5L，搅拌7min；②加十二烷基苯磺酸钠16.8 kg（少许水溶解后加入），搅拌5min；③加20%FeCl3溶液52.5 L，生石灰粉15.75kg，搅拌5min；④加粉煤灰21kg，搅拌5min；⑤用滤布包裹调质后污泥，压片机加压至0.6Mpa，保持30min。

2）由前述试验结果，如果仅需要将脱水后的污泥含水率降低到60%以下，可采用下列加药压滤方式。

①加水105L，30% H2O210.5 L，搅拌7min；②加十二烷基苯磺酸钠4.2 kg（少许水溶解后加入），搅拌5min；③加20% FeCl3溶液21 L，生石灰粉10.5kg，搅拌5min；④用滤布包裹调质污泥，压片机加压至0.6Mpa，在0.6Mpa下保持30min。

3. 结论

1）研究表明，采用FeCl3、生石灰粉、30% H2O2、十二烷基苯磺酸钠、粉煤灰调质和压滤，可使城市污水处理厂初次脱水的污泥含水率由80%降低到60%以下；向污泥加入少量的H2O2能有效减低污泥臭味。

2）污泥含水率的减少程度，与化学调质的药剂种类和加药量有关。本试验条件下，控制达到最佳药剂投配比时，可使污泥含水率降低到45%以下。

参考文献

[1]段宏伟，王琳，施永生. 各种调理剂在污泥脱水过程中的应用 [J]. 云南化工，2006，33(4): 78-83.

[2]Jiang Z L，Meng D W，Mu H Y，et al. Study on the hydrothermal drying technology of sewage sludge [J]. Science in China Series E: Technological Sciences，2010，53(1): 160-163.

[3]Tomoaki N，Yoshiaki M. Hydrothermal treatment of dewatered sewage sludge cake for solid fuel production [J]. Journal of Environment and Engineering，2009，4(1): 6877.

[4]Yuan H P，Zhu N W，Song F Y. Dewaterability characteristics of sludge conditioned with surfactants pretreatment by electrolysis [J] . Bioresource Technology，2011，102（3）：2308-2315.