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污泥的濃縮原理及應(yīng)用
污泥處理是對污泌泥進行濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工過程。污泥的濃縮原理是什么？應(yīng)用有哪些？一起來了解一下！
1.污泥水的分類和去除方法
污泥中水的存在形式大致包括：游離水、毛細(xì)水、吸附水和內(nèi)部水，其中游離水是指存在于污泥顆粒間隙中的水，或稱為空隙水，占污泥水分的70%左右。毛細(xì)水是指存在于污泥顆粒的毛細(xì)管中，占污泥水分的20%左右。吸附水和內(nèi)部水是指粘附于污泥顆粒表面的吸附水和存在于其內(nèi)部的水，占污泥中水分的10%左右。降低污泥含水率能大大減少污泥體積，以便進一步處置利用。
2.污泥濃縮
污泥濃縮的主要目的是減少污泥體積，濃縮脫水的主要對象是間隙水，濃縮后為后續(xù)處理創(chuàng)造了良好的條件，降低處理成本。污泥濃縮可分為重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮，其中重力濃縮應(yīng)用較多。
⑴重力濃縮法
重力濃縮是利用污泥中的固體顆粒與水之間的密度差來實現(xiàn)泥水分離的。重力濃縮構(gòu)筑物稱為重力濃縮池，可分為連續(xù)式重力濃縮池和間歇式重力濃縮池兩種。間歇式污泥濃縮池可建成矩形或圓形，多用于小型污水處理廠。間歇濃縮池設(shè)計的主要參數(shù)是停留時間。如果停留時間太短，濃縮效果不好，太長不僅占地面積大，還可能造成有機物厭氧發(fā)酵，破壞濃縮過程。停留時間的長短最好經(jīng)過試驗確定。
連續(xù)流重力濃縮池的基本工況為：污泥由中心進泥管連續(xù)進泥，濃縮污泥通過刮泥機刮到污泥斗中，并從排泥管排出，澄清水由溢流堰溢出。連續(xù)式濃縮池的合理設(shè)計與運行取決于對污泥沉降特性的確切掌握。污泥的沉降特性與固體濃度、性質(zhì)及來源有密切關(guān)系，在設(shè)計時，最好先進行污泥濃縮試驗，掌握沉降特性，得出設(shè)計參數(shù)。設(shè)計參數(shù)主要包括：濃縮池的固體通量、水力負(fù)荷和水力停留時間。濃縮池容積應(yīng)按污泥在其中停留10～16h進行核算，不宜過長。重力濃縮法的優(yōu)點是貯存污泥的能力強，操作要求不高，運行費用低，缺點是占地面積大，且會產(chǎn)生臭氣，對于某些污工作不穩(wěn)定，經(jīng)濃縮后的污泥非常稀薄。
⑵氣浮濃縮池
氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產(chǎn)生粘附作用，使污泥顆粒的密度小于水而上浮，并得到濃縮。氣浮法對于濃縮密度接近于水的、疏水的污泥尤其適用，對于濃縮時易發(fā)生污泥膨脹的、易發(fā)酵的剩余活性污泥，其效果尤為顯著。目前，濃縮污泥最常用的方法是壓力溶氣氣浮。
氣浮濃縮系統(tǒng)主要由加壓溶氣裝置和氣浮分離裝置兩部分組成。目前較常用的加壓溶氣裝置有“水泵——空壓機式溶氣系統(tǒng)”和“內(nèi)循環(huán)式射流溶氣系統(tǒng)”。
氣浮濃縮池的主要設(shè)計參數(shù)有污泥負(fù)荷、氣固比、水力負(fù)荷和回流比等。
氣固比是指溶氣水經(jīng)減壓釋放出的空氣量與需濃縮的固體量之重量比，通常用AS表示。回流比是加壓溶氣水量與需要濃縮的污泥量的體積比，通常以R表示。在有條件時，設(shè)計前應(yīng)進行必要的試驗，從而決定最佳的設(shè)計參數(shù)。在缺乏試驗條件時，氣固比一般取0.01～0.04，水力負(fù)荷取40～80m3/(m2·d)，回流比一般為25%～35%。回流比可以根據(jù)所需空氣量按下式計算：其中AS是氣固比，Aa是所需空氣量，S是進入氣浮池的固體總量，Sa是一定溫度下大氣壓力為101325Pa時的空氣飽和溶解度，ρ0是入流污泥濃度，R是回流比，P是絕對大氣壓，f是溶解效率，當(dāng)溶氣罐內(nèi)加填料及溶氣時間為2～3min時，f=0.9，不加填料時，f=0.5。與重力濃縮法相比，氣浮濃縮法的優(yōu)點是泥水分離效果好，所需土地面積少，臭氣小，污泥含水率低，可使砂礫不混于濃縮污泥中，能去除油脂，但是其運行費用比重力法高，污泥貯存能力弱。
⑶離心濃縮法
離心濃縮法的原理是利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉(zhuǎn)的離心機受到不同的離心力而使兩者分離，達到濃縮的目的。離心濃縮機呈全封閉式，可連續(xù)工作。一般用于濃縮剩余活性污泥等難脫水物。污泥在機內(nèi)停留時間只有3min左右，出泥含固率可達4%以上。由于工作效率高，占地面積小，衛(wèi)生條件好等特點，離心法在國外利用較高，在國內(nèi)也日益受到重視。衡量離心濃縮效果的主要指標(biāo)有出泥含固率和固體回收率等。
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