2.5.2污泥的濃縮原理及應用

　　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、毛細水、吸附水和內部水，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。毛細水是指存在于污泥顆粒的毛細管中，占污泥水分的20%左右。吸附水和內部水是指粘附于污泥顆粒表面的吸附水和存在于其內部的水，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，其中重力濃縮應用較多。

　�。�1）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泥水分離的。重力濃縮構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。間歇濃縮池設計的主要參數是停留時間。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、性質及來源有密切關系，在設計時，最好先進行污泥濃縮試驗，掌握沉降特性，得出設計參數。設計參數主要包括：濃縮池的固體通量、水力負荷和水力停留時間。濃縮池容積應按污泥在其中停留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，且會產生臭氣，對于某些污泥工作不穩(wěn)定，經濃縮后的污泥非常稀薄。

　�。�2）氣浮濃縮池

　　氣浮濃縮是依靠微小氣泡與污泥顆粒產生粘附作用，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“內循環(huán)式射流溶氣系統(tǒng)”。

　　氣浮濃縮池的主要設計參數有污泥負荷、氣固比、水力負荷和回流比等。

　　氣固比是指溶氣水經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�；亓鞅仁羌訅喝軞馑�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，設計前應進行必要的試驗，從而決定最佳的設計參數。在缺乏試驗條件時，氣固比一般取0.01～0.04，水力負荷取40～80m³/（m²·d），回流比一般為25%～35%.

　　回流比可以根據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，當溶氣罐內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。

　　（3）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，在國內也日益受到重視。衡量離心濃縮效果的主要指

　　有出泥含固率和固體回收率等。

　　在濃縮剩余活性污泥時，為了取得好的濃縮效果，一般需要添加助凝劑，而使用氣浮法濃縮剩余活性污泥時，不需要任何化學助凝劑好可達到好的效果。這是與氣浮法相比，離心法的缺點之一。離心法的另一個缺點是電耗很大，在達到相同的濃縮效果時，其電耗約為氣浮法的10倍。但是離心法的優(yōu)點是占地面積少，處理能力強，沒有或幾乎沒有臭氣產生。