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城市污水厂剩余污泥脱水技术研究

发表时间：2021/4/15 来源：《基层建设》2020年第32期作者：杜大松

[导读] 摘要：人民生活水平日益提升，城市化不断发展，我国城市产生的生活污水日益增加，不合理处理会造成环境污染。

        中铁四局集团第一工程有限公司
        摘要：人民生活水平日益提升，城市化不断发展，我国城市产生的生活污水日益增加，不合理处理会造成环境污染。本文分析了传统污泥处理办法，还提出了新兴的剩余污泥脱水技术，旨在提高我国污水厂污泥脱水技术，改善生态环境，提高剩余污泥的资源利用率，提高污泥处理厂的经济效益。
        关键词：城市污水厂；剩余污泥；脱水技术
        1城市污水处理厂中剩余污泥的传统脱水技术
        生活污水总是伴随着过多的污泥。对多余的污泥进行脱水不仅可以提高水的利用率，而且可以更好地对这些废水进行处理。可以达到废物利用的目的。通常，残留污泥的组成相对复杂，其性质非常不稳定，因此，如果将其直接排放到环境中，必然会对土壤和大气造成严重污染。脱水技术为减少污泥，资源利用无害化奠定了基础。
        自然干燥的成本非常低，操作相对简单，并且对操作人员各个方面的要求也相对较低。然而，这种廉价的脱水方法也具有某些缺点：处理周期长，有害且无利可图的残留物以及脱水不足。使用这种方法进行脱水通常需要4周时间，其次是使用机械脱水对剩余的污泥进行脱水。这种脱水也是相对常见的，其原理是使用离心机将水与污泥分离。除此之外，还有压力过滤处理。本质上，它利用过滤介质两侧之间的压力差作为驱动力来迫使污泥和水分离。尽管该脱水方法的脱水效率高，但是不可能在短时间内有效地从污泥中除去水分。即使使用这种方法将剩余污泥脱水后，污泥的水分含量仍保持较高水平。因此，这两种传统的剩余污泥脱水技术具有一定的应用优势，但同时又具有明显的缺点，需要改良和优化。
        2影响污泥脱水的因素
        2.1细胞外聚合物的存在
        细胞外聚合物主要聚集在污泥胶体微生物的细胞外，一个很重要的原因它是一种大分子有机聚合物，通常已知细胞外聚合物占活性污泥中有机物总量的45%至85%。羟基和具有复杂网结构的菌胶团的存在，使得细胞外聚合物可以改变污泥颗粒的表面性质，并增加亲水性和粘度。
        研究表明，细胞外聚合物对污泥的脱水性能有很大影响，而细胞外蛋白质含量，细胞外多糖含量和细胞外聚合物的总含量对性能没有显着影响。污泥脱水。但是，许多学者的研究尚未达成共识。很多专家认为低的可溶性细胞外聚合物含量可以促进污泥细颗粒的团聚和沉降，从而改善混凝作用。可溶性细胞外聚合物的最佳含量建议为约450至550mg/L。有很多学者也得出了类似的结论，但最佳的可溶性细胞外聚合物含量仅为14.5-17.5 mg/L。对可溶性细胞外聚合物机制的研究仍需要不断深入的研究。
        2.2污泥颗粒大小
        粒度分布在污泥中，因此细污泥颗粒的比例越大，污泥的脱水性能越低。污泥越细，水合度越高，这会影响污泥的脱水性能。
        污泥脱水要重视内部结合水，一些学者表明，污泥的最佳粒径为85m至95m，并且污泥的比电阻和毛细管时间更快达到最小，此时增大或减小粒径，污泥的脱水性能会下降。由于污泥的类型和性质不同，还有一些学者获得的数据，最佳粒径为130.51m。
        2.3 Zeta电位
        Zeta电位污泥颗粒具有双电层结构，由带负电荷的微生物胶束颗粒组成。电势水平对污泥胶体颗粒的凝结和沉降性能具有决定性的影响，进而影响污泥的脱水性能。
        通常，当电位为-4至1mV时，可获得更好的凝结效果。pH值和介质的性质也会影响Zeta电位。研究表明，细胞外聚合物是污泥颗粒表面填充的重要影响因素，细胞外聚合物的PN和HS对Zeta电位的贡献最大。

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        2.4 污泥粘度
        污泥的粘度受松散的细胞外聚合物的影响更大，并且污泥的粘度越高，其脱水性能越低。研究表明，污泥的粘度与滤饼的水分含量呈正相关（R=0.85），但滤饼的水分含量先降低后随粘度增加而增加。污泥为22至26 mPas时脱水效果较佳。
        最近的一项研究表明，酸碱度波动也会影响污泥的脱水性能。在酸碱度值为3.01的条件下，CST和污泥滤饼的水分含量降至最低，并且污泥脱水性能最佳。
        3新兴的剩余污泥脱水技术
        在城市污水处理厂中，增加剩余污泥的脱水率一直是一个相对棘手的问题，因为污水处理厂必须同时考虑成本和处理效率。许多剩余污泥脱水技术不能满足这两个方面。在目前的情况下，国内剩余污泥是稳定无害的，存在“水多于污泥”的问题，因此政府和企业必须打破现状，增加剩余污泥脱水技术的研发投入。为了响应这种市场需求，已经出现了几种新技术来对剩余污泥进行脱水，以提高对多余污泥的脱水效率。
        3.1超声波污泥脱水技术
        在超声波的本质上，它属于一种能源，超声波污泥脱水技术利用超声波能量将水和污泥分离。超声波可在液体中形成“空腔”，从而引起局部高温和高压，同时形成较大的压力，以破坏污泥中的细菌胶束，污泥的混合水可有效改善污泥中的细菌。提高剩余污泥的脱水率。决定超声处理脱水速率的主要因素是超声频率和超声处理时间的长短，污泥本身的特性也是影响脱水速率的主要因素之一。因此，在采用超声波技术对残留污泥进行脱水时，有必要充分考虑残留污泥的产生原因和特性，同时设置超声波频率和超声波时间以保证脱水效率。
        3.2生物浸出技术和电渗技术
        科技的进步为城市污水处理厂的剩余污泥脱水提供了新的思路和新的方向。过量污泥脱水领域中的生物浸出技术不仅价格便宜，而且对环境友好，它不会对环境造成二次污染，并且具有从污泥中除去水的良好效果。用于处理残留污泥水分的电渗技术是利用渗透原理，使固体颗粒和污泥中的水分在电场的作用下沿方向移动，然后使用多孔固体过滤膜对其进行过滤。最后达到固液分离的目的。
        3.3填埋污泥
        经过简单处理后，污泥将被丢弃到指定区域以生产人造土地。这种污泥处理方法价格便宜，污泥处理程序少，投入人工土地后可产生一定的经济效益。但是，这种处理方法有许多缺点，并且污泥的使用对污泥的机械性能有很高的要求，并且在回收过程中必须选择一个垃圾填埋场。此外，污泥填埋场必须补充其他物质，并配备先进的设施，以防止污泥中的有害物质扩散到土壤和水源。
        结语
        简而言之，随着社会和经济的不断发展，城市的规模不断扩大，越来越多的城市污水处理厂正在逐步建设和运营，污泥的总体排放也在增加。污泥现在已成为城市发展中的重要问题，如何无害化处理污泥，成为急需解决的问题，我国要结合实际情况，发展适合现状的污泥处理技术。
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