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浓缩池出泥脱水性能改进研究

1实验部分

1.1实验原理

1.1.1混凝机理[6-7]

向悬浮体或溶胶聚集的体系中投加无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂，使得悬浮物质与水分离，这种处理过程就是絮凝。絮凝过程包括凝聚作用和絮凝作用。凝聚作用是在胶体体系中添加化学药剂，使溶胶相互接触，脱稳而聚结成一定粒径的聚集体。絮凝作用是指已经脱稳的聚集体由于碰撞、化学粘结、共同沉淀等作用进一步聚集成絮状体，成为可借助重力下沉的粒子。在絮凝过程中这两种作用相互促进、交错进行，不可能将两者严格区分开来。絮凝作用实际上是一种非常复杂的物理、化学过程。主要包括以下几个方面：压缩双电层机理、电中和作用、吸附架桥作用、凝聚网捕—共沉淀作用，这些混凝作用往往是综合在一起，交叉起作用的。

1.1.2影响混凝的因素[8]

絮凝作用是复杂的物理和化学过程，絮凝处理的效果是多种因素综合作用的结果，因此，影响絮凝作用的因素也是复杂的和多方面的，主要有水温、水质和水力条件等。处理过程中的每一个环节都很重要，忽视任何一项都可能带来絮凝处理的失败。

1.2污泥的性能指标的描述和测定

污泥的性能主要包括沉降性能、过滤性能和流动性能。具体的描述指标有污泥比阻、污泥容积指数SVI、上清液的吸光度以及含水率、pH值等。

其中污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，表征了污水过滤性能好坏和难易程度。它的物理意义是：单位重量的污泥在一定的压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。比阻越大，过滤性能越差。比阻在109～1010s2/g的污泥难过滤，在（0.5～0.9）×109s2/g的污泥算中等，小于0.4×109s2/g的污泥易过滤。

1.3混凝实验[9-11]

在500mL烧杯中加入400mL污泥，进行混凝实验，投加絮凝剂和相应的水力条件以及其它相关条件将在结果讨论中进一步说明。

⑴熟悉混凝搅拌机的操作，选择适当的混合搅拌转速(120～150r/min)、混合时间(1～3min)、反应搅拌转速(20～40r/min，太快会打碎矾花，太慢会使矾花沉淀)、反应时间(10～30min)。

⑵测定水样的水温及水质。

⑶在烧杯中，各注入混合均匀的水样400mL，将烧杯装入搅拌机，注意叶片在水中的相对位置应相同。

⑷根据水样的性质，选择各个烧杯的絮凝剂的投入量，用移液管量取后准备投加。

⑸按混合搅拌速度开动搅拌机，并同时在各烧杯中加入混凝剂。当预定的混合时间到达后，立即按预定的反应搅拌速度将搅拌机速度降低。在预定的反应时间到达后，即停止搅拌。

⑹在反应搅拌开始后，就注意观察各烧杯中矾花产生先后、矾花大小及松散密实程度。

⑺反应搅拌结束后，轻轻提起搅拌叶片，进行静置沉淀20分钟。观察矾花沉淀情况。

⑻沉淀时间到达后，同时取出各烧杯中得澄清水样，测定有关水质指标(浊度、上清液的ABS及COD)，从而测定最佳投入量及相应的pH值，并估计最佳投入量时的污泥沉降比。

⑼如果所得的结果不太理想时，有必要调整pH值，可在第8步时用NaOH或H2SO4调整pH值。进行综合考虑，得出最优的混凝剂及其最佳投加量和相应的pH值。有必要时，可做多组混凝实验。

2结果与讨论

在试验中，主要是依据ABS的大小，同时也考察了污泥沉降30min后的SV值。通过分别对聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化铝铁（PAFC）、聚合氯化铝(PAC)以及复配的PAFC+PAM、PAC+PAM等絮凝剂对稀释100倍的污泥的絮凝效果的考察，我们发现复合絮凝剂PAFC+PAM的沉降性能较为理想，而且絮凝剂的用量少。因此，我们重点描述投加絮凝剂PAFC+PAM的相关内容。

2.1不同的絮凝剂对絮凝效果的影响

考虑了多种的絮凝剂对污泥的沉降性能的影响，发现单独使用一种絮凝剂的处理效果没有复配的絮凝剂的处理效果好。而且，在复配的过程中，絮凝剂的投加顺序也是有一定影响的（见表1）。这里用沉降30min后的上清液的ABS的大小来说明复合絮凝剂的投加顺序对絮凝效果的影响。

表1复合絮凝剂的投加顺序对絮凝效果的影响

絮凝剂

ABS

PAFC+PAM

PAC+PAM

先加PAFC

先加PAM

同时加

先加PAC

先加PAM

同时加

ABS值

0.029

0.063

0.043

0.034

0.078

0.053

2.2絮凝剂用量对污泥沉降性能的影响

为了确定絮凝剂PAFC+PAM的最佳投加量，我们做了定量的实验，绘成图1。

图1

由图可以看出絮凝剂PAM的最佳投加量是0.5mL(这里已经先投加50g/L的絮凝剂PAFC1.0mL)。

2.3絮凝剂用量对过滤性能的影响

为了考察各种絮凝剂对污泥过滤性能的影响，采用真空抽滤法来测定污泥的比阻γ。实验测定，XX石化公司给排水二车间浓缩池出泥的原始比阻为3.90