污泥深度脫水技術(shù)
污泥深度脫水技術(shù)是指通過物理脫水處理來降低其含水率。這項技術(shù)在國外應(yīng)用廣泛，國內(nèi)起步較晚，但發(fā)展速度較快，這與國內(nèi)物資資源積壓越來越多有關(guān)。相關(guān)研究表明，污泥深度脫水時，仍有一些限制因素會影響脫水效果。因此，在具體實踐過程中，相關(guān)人員應(yīng)分析可能的影響因素，以提高污泥深度脫水效果。
1.化學調(diào)理污泥脫水技術(shù)
1.1原理分析
污泥脫水技術(shù)是通過添加帶正電荷的絮凝劑進行固液分離，在電雙層壓縮和電荷中和的綜合應(yīng)用下，在重力沉降的作用下降低污泥的含水率。在該技術(shù)的早期使用階段，通過化學調(diào)理劑改善污泥的粒徑、電荷等性質(zhì)，然后通過離心、過濾等方法去除污泥中的水分，完成深度脫水。
1.2優(yōu)點和缺點
該技術(shù)適用范圍廣，也適用于一般方法脫水的污泥，脫水效果好。雖然很多專家學者已經(jīng)開始研究開發(fā)處理傳統(tǒng)絮凝劑缺陷的方法，但是絮凝劑的生產(chǎn)技術(shù)還處于起步階段，不是特別成熟，而且成本會很高。此外，有些絮凝劑有毒，生物降解非常困難。一旦應(yīng)用在一定的環(huán)境中，可能會產(chǎn)生二次污染，帶來嚴重的安全隱患。一般來說，化學調(diào)理可以達到很好的脫水效果。
2.物理預處理脫水技術(shù)
2.1超聲波機械脫水技術(shù)
污泥脫水就是去除物理顆粒表面吸附的水分，超聲波機械脫水技術(shù)可以達到這種效果。具體使用時，主要是利用頻率為20×103 ~ 10×106赫茲的超聲波，通過能量傳遞的方式進行脫水。
蘇軍等人認為，當某一頻率的超聲波連續(xù)作用于某一液體體系時，液體中的許多微氣泡會發(fā)生振動，形成許多大小不一的氣泡。如果這些氣泡破裂，會有一個瞬間的高強度壓力脈沖。這時氣泡之間的微小空間就會出現(xiàn)一個熱點。同時，熱點會產(chǎn)生高溫高壓，產(chǎn)生極高的剪切力，從而突破微生物的細胞壁。在不添加任何化學品的情況下，連續(xù)的高頻超聲波可以快速溶解微生物細胞，從而增強物理脫水效果。齊昊等人通過研究發(fā)現(xiàn)，利用這種脫水技術(shù)可以產(chǎn)生一些海綿效應(yīng)。此時，水將通過海綿通道，增加物理顆粒尺寸。當顆粒尺寸達到一定值時，熱運動就會立即發(fā)生，顆粒之間會相互碰撞，甚至粘在一起，后來再沉淀。在短期使用過程中，該技術(shù)可以改變污泥的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，提高污泥脫水效率。但如果工作時間過長，會破壞污泥結(jié)構(gòu)，甚至顆粒完全破碎，使污泥粒徑越來越小，影響脫水效果。
2.2污泥熱水脫水技術(shù)
與上述處理技術(shù)相比，該技術(shù)具有更高的脫水效果。該技術(shù)應(yīng)用于污泥脫水時，有一些特殊的要求，如:熱水解要控制在150℃~170℃，壓力值不小于1.25kPa，需要熱水解的污泥和飽和蒸汽會混合在一起，在壓力容器中反應(yīng)。加熱時，污泥中的微生物會被破壞或釋放，從而達到脫水效果。
付偉的研究表明，物理熱水解的適宜溫度應(yīng)控制在170℃~190℃，反應(yīng)時間應(yīng)控制在半小時。當污泥進行熱水解時，更適合采用熱板框壓濾脫水。壓濾后，污泥的含水量會減少一半左右。丁志國、趙等人通過對該技術(shù)的研究發(fā)現(xiàn)，在污泥熱水解過程中，控制溫度在150℃以上可以全面提高污泥的脫水性能，溫度控制在180℃左右脫水效果更好。此外，還可以加入酸等化學藥劑來輔助污泥進行熱水解，例如可以在污泥中加入Ca(OH)2。
3.生物調(diào)理脫水技術(shù)
3.1生物浸出調(diào)理技術(shù)
該技術(shù)是基于生物濕法冶金原理開發(fā)的新技術(shù)，主要利用嗜酸硫桿菌處理污泥。污泥經(jīng)過淋濾調(diào)理后，重金屬含量會逐漸降低，水分含量也會降低。
宋志偉等人利用該技術(shù)對污泥脫水效果進行了研究，發(fā)現(xiàn)污泥離心脫水速率和污泥過濾比都會影響污泥脫水效果。結(jié)果表明，以亞鐵離子為復合能源材料時，污泥經(jīng)淋洗處理后，離心脫水率將顯著提高，優(yōu)于其他污泥處理技術(shù)，且無需添加絮凝劑即可深度脫水。
3.2酶預處理脫水技術(shù)
相關(guān)研究表明，由于絮體的高度水化和粘附，該技術(shù)不能達到良好的脫水效果，但一些研究也表明，該技術(shù)可以保持污泥穩(wěn)定，并具有過濾性能。
張順、等人的研究表明，采用該技術(shù)處理污泥時，濾泥餅的固含量比原污泥高一半。但在中試過程中，污泥的固含量比原始污泥的固含量低，說明酶處理能有效提高污泥的脫水效果，但只適用于壓濾脫水，因為酶處理后污泥絮體強度減弱。
張欣、劉偉等人分析了向污泥中添加蛋白酶對污泥脫水效果的影響。分析發(fā)現(xiàn)，加入蛋白酶等物質(zhì)后，原污泥中的毛細吸水時間為9.5s，同時毛細吸水時間明顯增加到10.5s，經(jīng)蛋白酶調(diào)理后，污泥的粒徑也有所減小。隨著毛細吸水時間的增加和污泥粒徑的減小，污水脫水效果變差。這是因為加入了蛋白酶等元素，污泥中EPS板(可發(fā)性聚苯乙烯板)中的蛋白質(zhì)等成分被溶解，其粘附性變差，說明污泥中的EPS對污泥過濾非常有用。
4.結(jié)論
本文提到的濃縮污泥深度脫水技術(shù)各有利弊。在具體應(yīng)用過程中，相關(guān)人員可以根據(jù)實際情況靈活選擇。對于深度脫水技術(shù)的研究，行業(yè)人員還可以在以下幾個方面做出努力。
(1)目前，物理深度脫水機理尚未得到系統(tǒng)、全面的闡述，物理深度脫水機理應(yīng)根據(jù)污泥粒徑、zate電位等角度進行綜合分析。
(2)從目前情況來看，國內(nèi)對污泥深度脫水技術(shù)的研究還停留在使用脫水劑的水平，但有些藥劑有毒有害，如果應(yīng)用到環(huán)境中，會對環(huán)境造成二次污染。出于環(huán)保的考慮，在今后的研究工作中，行業(yè)人員可以重點發(fā)展綠色無污染的物理脫水技術(shù)，如生物質(zhì)粉，可以應(yīng)用，不會造成二次污染。同時，行業(yè)人員在研究過程中也要考慮其生產(chǎn)成本。
(3)物理深度脫水技術(shù)的研究和分析應(yīng)與目前的物理處理環(huán)境緊密結(jié)合，不斷加強新型污泥脫水技術(shù)的研究、分析和開發(fā)，以更好地滿足我國社會經(jīng)濟和環(huán)境發(fā)展的需要。(來源:江西洪城水業(yè)環(huán)保有限公司生產(chǎn)技術(shù)部)
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