通過前面兩篇公眾號的討論，我們對污水廠的污泥的形成和脫水的必要性有了一定得了解，今天我們接上上兩篇的內(nèi)容繼續(xù)深入的了解污水廠的污泥脫水的原理和設(shè)備。污水廠的污泥中含有多種形式的水分，而為了便于運輸這部分污泥，需要把這部分多余的水分從污泥中脫出去，如何把這部分水分從污泥中脫出去，就是我們今天要進(jìn)行重點討論的內(nèi)容了。

從污泥中水分的分布情況來看，污水廠污泥中的自由游離水是可以通過靜止沉淀，實現(xiàn)泥水分離的，這個也是污泥濃縮的作用，通過污泥濃縮池的靜止沉淀過程，把污泥顆粒之間的自由的游離水?dāng)D壓出污泥顆粒之間，這樣的實現(xiàn)了污泥的脫水過程的第一步。但是由于污泥顆粒間的游離水存在并不占污泥中水分的主導(dǎo)，因此通過濃縮作用，只能有限的降低污泥中的水分。而且從濃縮池的運行情況來看，污泥濃縮只能降低污泥中的含水率3~4%左右，由于污泥濃縮后，污泥含水率降低，污泥的粘稠度增加，如果沒有每天及時排泥，就會造成粘稠的污泥在管路內(nèi)沉積，使污泥管路經(jīng)常堵塞，同時由于污泥濃縮過程較長，污泥濃縮池表面會出現(xiàn)老化的浮泥層，同時也造成生物污泥中的磷的釋放，從污泥濃縮池上溢流到污水廠污水系統(tǒng)內(nèi)，造成磷的循環(huán)污染?；谏鲜龅脑颍勰酀饪s池在新建的污水廠已經(jīng)越來越少的采用，而大部分設(shè)計采用的是污泥儲池，把污泥濃縮過程利用機械設(shè)備的作用來實現(xiàn)。

污泥濃縮的作用只能去除污泥顆粒間的游離水，濃縮作用對污泥中的水分的去除作用并不明顯，污泥含水率從99%下降到95~96%，這對于污水廠來說，這個含水率下的污泥仍然是以流體形式存在，距離污泥外運的固體形式的80%的含水率還有很大的差距，因此需要再進(jìn)行深入的脫水。污泥中的水分除去游離水以外，還有就是毛細(xì)水，空隙水，還有污泥本身攜帶的電荷之間排斥作用，導(dǎo)致污泥無法聚集到一起，針對這些情況，污泥處理采用了添加化學(xué)藥劑對污泥進(jìn)行化學(xué)作用后，進(jìn)行污泥脫水。

那么什么樣的化學(xué)藥劑可以作用到污泥中這些因素，并能夠?qū)崿F(xiàn)污泥中水分的去除呢?我們來了解一種化學(xué)藥劑，學(xué)名為聚丙烯酰胺，化學(xué)名稱的縮寫為PAM。PAM作為一種聚合藥劑，在水處理中的應(yīng)用廣泛，主要是對泥水混合物進(jìn)行有效的固液分離，從而實現(xiàn)污泥脫水的化學(xué)凝聚作用。對于PAM的制作和特性，在很多文獻(xiàn)中都有，不作為今天主要討論的內(nèi)容。今天就是來看PAM是怎樣實現(xiàn)對泥水混合物的固液分離的，我們來看看這一張圖。

從上圖可以看到，生活污水處理廠的污泥中的污泥顆粒帶有負(fù)電荷(工業(yè)廢水中污泥顆粒會攜帶正電荷)，在水中發(fā)生同性相斥作用，導(dǎo)致污泥無法凝聚到一起，在投入陽離子的PAM藥劑以后，PAM藥劑帶有與污泥顆粒攜帶的電荷相反的電荷，通過這些電荷的異性相吸作用，把污泥顆粒吸附凝集到一起，把成懸浮狀態(tài)的污泥顆粒變成更大體積的污泥顆粒，這些依靠化學(xué)作用凝聚到一起的污泥顆粒由于比重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水，所以很容易在水中沉淀下來。

PAM的作用不僅僅只是電荷的相吸凝集作用，還有高分子長鏈的鏈接作用，由于PAM是丙烯酰胺的聚合物，多個丙烯酰胺通過化學(xué)鍵鏈接在一起，形成高分子的有機物，它的分子量能達(dá)到100~2000萬以上，越大的分子量表明越長鏈的化學(xué)物質(zhì)。雖然越大的分子量會起到更好的交聯(lián)作用，但是越大的分子量會造成PAM的溶解困難，導(dǎo)致PAM配置難度加大，因此在實際中并不一定要采用分子量特別大的PAM，選擇合適的藥品就可以了。這些長鏈在泥水混合物中，一方面有長鏈對污泥顆粒的鏈接作用，一方面這些長鏈還會形成網(wǎng)絡(luò)，對污泥顆粒形成網(wǎng)捕作用，這兩種作用對污泥顆粒起到了極好的凝聚作用，實現(xiàn)了污泥中的水分的有效減少。

在有些對污泥脫水后要求更低的污泥含水率的地方，不僅僅需要投加PAM，還要投加其它的化學(xué)藥劑，比如化學(xué)鹽類，如鐵鹽或者鋁鹽，或者石灰等，這些無機的化學(xué)藥劑對污泥進(jìn)一步的改性，比如對污泥中更為細(xì)小的懸浮顆粒進(jìn)行化學(xué)網(wǎng)狀捕捉(鐵鹽和鋁鹽的作用)，對通過強化學(xué)反應(yīng)奪取污泥中的毛細(xì)水和空隙水(石灰的作用)等等。這些化學(xué)藥劑的投加，進(jìn)一步的提高了PAM在污泥脫水中的化學(xué)凝聚作用的發(fā)揮，可以讓污泥顆粒之間結(jié)合的更為緊密，釋放出更多污泥中的水分。隨著國家對污水廠污泥處置的含水率的進(jìn)一步要求，外運泥餅的含水率要求達(dá)到60%，越來越多的污水廠在升級改造中，增加了污泥的無機化學(xué)藥劑調(diào)理流程，以達(dá)到更低的含水率。

污水處理廠的在污泥脫水中添加化學(xué)藥劑PAM，PAM通過這幾種的化學(xué)作用，對污泥進(jìn)行了化學(xué)作用下的凝聚，是不是就可以達(dá)到我們所需要的很低的含水率的污泥固體，從而方便污水廠的污泥外運了呢?我們可以看到，即使投加了化學(xué)藥劑，其實對于污泥來說只是比污泥濃縮實現(xiàn)了更好的泥水分離作用，但是怎么把實現(xiàn)了良好的泥水分離后的污泥從水中脫出，就是污水廠的污泥處理車間需要進(jìn)行的一項重要工作了。

污水廠的現(xiàn)有的主流的化學(xué)泥水分離工藝采用都是機械分離技術(shù)，機械分離的目的是為了使泥水混合物中的污泥以更低的含水率脫出來，所以也稱為污泥脫水，污泥脫水根據(jù)采用的機械原理不同，分為了帶式壓濾脫水，板框壓濾脫水，離心螺旋脫水，疊螺擠濾脫水這四大主流的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品在污水廠都有采用，細(xì)化一個污水廠來說，會采用某一種或者兩種的脫水機來完成污泥脫水。那么這些污泥脫水技術(shù)的不同在哪里，對于一個污水廠來說，怎么選型才能更適合自己廠內(nèi)的工作實際呢?

來源:治污者說  作者:魚

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