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随着环保要求和标准的日益严格,污泥的处理和处置也成为大家关注的问题。传统的工业和市政污泥处理方法是使用机械式的脱水设备,如带式压滤机、板框压滤机和离心脱水机等设备进行污泥的脱水和减量处理。
随着污泥最终处置要求的提高,污泥脱水的效率要求也随之提升,目前对于进行焚烧处置的污泥含水率要求已经提升到 60%以下。而常用的带式和离心脱水两种方法处理的污泥含水率也只是在 80%左右,不能达到焚烧处置处理要求的含水率在 60%以下。因此,现在很多厂家开始改用隔膜压滤机(全自动板框式压泥机)进行污泥的脱水处理。为提高隔膜压滤机的脱水效率,常常需要使用药剂对污泥进行调质和处理,高分子的絮凝剂会造成滤布的堵塞,影响设备的操作,所以不能使用。而投加无机盐(如铁盐、钙盐等)调节剂虽然能使水泥分离,但由于投加量大,干泥量也会大大增加,造成干泥的燃烧值降低,污泥后续处置的费用也会增加。
污泥脱水新型药剂KW45,它主要应用于隔膜压滤机的污泥脱水处理,脱水效果好,处理后干泥的含水率可达到 60%以下,同时不会污堵滤布,不影响压泥机的正常运行。
二、产品性能和应用
1、产品性能
KW45 是一种全新的、高效污泥脱水处理剂,其分子量很低但电性中和的能力却很强,能够提供比钙盐和铁等无机盐更优的污泥混凝效果,泥水分离速度快,专用于隔膜压滤机污泥的脱水处理。KW45可以使带负电荷的胶体颗粒破稳,形成微絮体,污泥颗粒小,易于脱水。
2、产品特点
- 用量少,投加浓度只是钙盐、铁盐的1/10~1/100;
- 反应快,泥水分离速度快;
- 出水清澈,不含悬浮物;
- 避免因使用钙、铁盐而造成的污泥量增加;
- 对于重污染污泥,具有杀菌作用;
- 可替代钙、铁盐的使用,避免在污泥单独燃烧时,造成对燃烧设备安全性和燃烧条件的影响。
三、产品优势
传统处理方案
加药方案:铁+石灰+PAM
局 限 性:
•无机盐使用的较多,对设备损伤较大,且具有一定的腐蚀性。
•污泥增量较大
•大量的石灰的使用很容易堵塞滤布
•使用药剂较多,操作复杂
创新处理方案
加药方案:KW45 / KW46 + PAM
优 点:
•完全替代或者部分替代无机盐产品,减少对设备的损伤和腐蚀
•减少污泥增量
•减少滤布的污堵情况,减少清洗频率延长滤布的使用寿命
•操作简单
四、产品收益
1、具有很强的脱水性,创新产品,专业开发用于配合隔膜式压滤机使用,处理后干泥的含水率可达到 60%以下,满足环保和后续处置的要求。
2、由于 KW45 的分子量比聚丙烯酰胺的分子量小很多,不会堵塞滤布,不含无机钙盐和铁盐,能够延长滤布清洗频率和使用寿命。
3、设备的操作压力稳定,减少进泥泵的磨损和能耗。
4、因为处理时不使用铁、钙等无机盐,干泥量中含有的无机盐少,减少污泥的产生量,对燃烧值的影响较低,降低后续处置的费用。
5、不使用铁盐,不会对设备造成腐蚀问题。
五、应用案例
案例一
某纺织厂,每天的污泥量在1400立方,要求污泥处理后的含水率<60%
目标:
• 减少无机盐使用,减少滤布污堵情况,减少污泥增量
原加药方案与新方案烧杯测试对比结果:
加药方案 | 浊度 | 干泥重量 | 含水 60% 泥量 | 含水 80% 泥量 | |
原方案 | FeCl 3 (3000ppm) + 脱色剂 (500ppm) + 石灰 (1000ppm) + PAM( 阳离子 ) | 448FAU | 2.1g | 5.25g | 10.5g |
新方案 | KW45 (200ppm) + PAM( 阳离子 40ppm) | 345FAU | 1.72g | 4.3g | 8.6g |
结实验结论:从上述实验数据分析, KW45方案与原方案相比,含水率在60%的泥量减少了17.1%,说明由于投加较多的铁盐、钙盐导致污泥量增加,但使用KW45就能避免这种问题;同时KW45的投药浓度和用量更低,操作更简单。并且使用KW45的方案,分离后的水质更清,回流后减少处理压力。
原厂方案:
FeSO4(4000ppm) + 石灰(3000ppm) + 脱色剂(2000ppm) + PAM阳离子(40ppm)
效果及存在问题:
a、处理含水率在60%
b、石灰的使用使泵经常坏
c、无机盐产品使用后,污泥增量较大,使运输费用较高
d、滤布堵塞严重,每14天清洗一次
e、药量使用大,操作复杂
创新方案:
KW45(150ppm) + PAM阳离子(40ppm)
效果及使用情况:
a、处理后污泥含水率在59%~61%
b、产品都是有机聚合物,稀释后加药,对设备及加药泵无损伤。
c、产品中不含无机物,不存在污泥增量,使运费降低。
d、减少污堵情况,减少清洗频率,每30天清洗一次。延长使用寿命。
e、操作简单、安全,没有大量酸性、碱性操作。
f、 投加药量少
长期使用数据对比:
评估项目 | 染厂原加药方案 | 创新加药方案 |
泥水分离程度 | 分离快 | 分离快 |
进泥时间 | 7,000 秒 | 6,000 秒 |
卸泥时间 | 40~50 分钟 | 30 分钟 |
对滤布影响 | 产生钙化 | 无影响 |
干泥含水率 | 60%±2 | 60%±2 |
泥饼厚度 | 1.5~2.0cm | 2.0~2.5cm |
污泥增量 | 15%~17% | 无增量 |
操作难易度 | 较复杂 | 易于操作 |
主要目的是:
1.确认污泥脱水剂KW46与现在使用的絮凝剂搭配使用后是否可以进一步帮助污泥脱水,提高板框产能;
2.其次是了解KW46与其他絮凝剂搭配使用后的污泥脱水效果如何。
具体实验过程如下:
测试方法
1.在规格为500ml的玻璃烧杯中,分别加入500ml待处理的水样。
2.加入污泥脱水剂KW46搅拌30秒,再添加絮凝剂(PAM)搅拌30秒,沉降2min,取烧杯中上层清液检测浊度。
3.使用污泥比阻测定仪,在压力为-0.04Mpa条件下,分别测定10S、30S、60S时间内污泥脱水的体积,进而评估污泥脱水的快慢。
实验过程
1.背景介绍
处理水质:PM11制浆 DMOW线和DIP线浮选槽污泥
处理水质:浓度(C):4%;PH=7.43
处理设备:板框压滤机
2.化学品:实验选用污泥脱水剂为KW46;絮凝剂为PAM
2.1 浊度数据
未添加任何化学品的污水,澄清2min后,上层清液浊度为1300 NTU。
2.1.1 KW46和现有絮凝剂PAM搭配使用后的浊度数据
添加不同KW46和絮凝剂的剂量,浊度数据如下:
化学品添加量( ppm ) | 滤液浊度( NTV ) | |
第①组 | PAM (0 ppm) | 1300 |
第②组 | PAM (60 ppm) | 530 |
第③组 | PAM(60ppm)+ KW46 (20ppm) | 281 |
第④组 | PAM(60ppm)+ KW46 (40ppm) | 193 |
第⑤组 | PAM(60ppm)+ KW46 (60ppm) | 155 |
第⑥组 | PAM(40ppm)+ KW46 (40ppm) | 253 |
第⑦组 | PAM(20ppm)+ KW46 (40ppm) | 800 |
2.1.2 不同剂量的KW46和絮凝剂PAM搭配使用后的浊度曲线
从以上数据和曲线图可以看出:
KW46和PAM搭配使用时,随着KW46用量增加,烧杯上层清液的浊度进一步下降。
KW46需要跟聚合物PAM搭配使用,所以在聚合物PAM用量较低时,其效果不能体现。
2.2 滤水数据
2.2.1 KW46和现有絮凝剂PAM搭配使用后的滤水数据:
序列号 | 化学品添加量( ppm ) | 10S 滤水体积( ml ) | 30S 滤水体积( ml ) | 60S 滤水体积( ml ) |
第①组 | 无化学药品 | 15 | 25 | 40 |
第②组 | PAM(60ppm) | 20 | 50 | 95 |
第③组 | PAM(60ppm)+ KW46 (20ppm) | 30 | 55 | 90 |
第④组 | PAM(60ppm)+ KW46 (40ppm) | 30 | 75 | 145 |
第⑤组 | PAM(60ppm)+ KW46 (60ppm) | 35 | 75 | 145 |
第⑥组 | PAM(40ppm)+ KW46 (40ppm) | 30 | 70 | 120 |
第⑦组 | PAM(20ppm)+ KW46 (40ppm) | 30 | 55 | 85 |
从以上数据可以看出:
KW46和PAM搭配使用时,在相同时间内,随着KW46用量增加,滤液体积在进一步增加。
第④组和第⑤组,KW46添加量在(40-60)ppm时,60s的滤液体积是145ml,比第②组不添加KW46(60s的滤液体积是95ml)滤液体积增加52.6%,滤水速度增快。
KW46和絮凝剂PAM搭配使用的时间段滤液体积数据对比
注:
由于污泥脱水后会慢慢在滤纸上形成滤饼,这一个特殊的“滤网”会阻碍污泥进一步脱水,所以理论上滤水速度会越来越慢(毫升/秒)。以上柱形图可以让我们更清晰看到药品在帮助脱水方面的效果。
从以上柱形图可以看出:
污泥原液(无化学品)的在三个时间段(0 ~ 10秒, 11 ~ 30秒 和31 ~ 60秒)的滤水速度明显的越来越慢。
分别为
0 ~ 10秒: 1.5 毫升/秒
11 ~ 30秒: 0.5 毫升/秒
31 ~ 60秒: 0.5 毫升/秒
添加适量化学品的污泥样品比不添加化学品的污泥样品,在三个时间段内的滤水速度明显增加。
在第④组、第⑤组中,KW46用量为(40-60)ppm(约1-1.5kg/绝干污泥),絮凝剂用量都为60ppm(1.5kg/绝干污泥),在三个时间段内的滤水速度增加非常明显。分别为
0 ~ 10秒: 3.0 ~ 3.5 毫升/秒
11 ~ 30秒: 2.0 ~ 2.25 毫升/秒
31 ~ 60秒: 2.33 毫升/秒
结论
KW46和现有絮凝剂PAM搭配使用可进一步降低污水处理后的浊度,同时使污泥的脱水速度更快。在相同时间60S内,添加KW46(40-60)ppm比不添加KW46,污泥脱水速度增加52.6%;
在较低聚合物PAM用量下(20ppm), KW46不能起到补助的效果;
使用KW46配搭絮凝剂PAM在实际生产中可以减短操作时间,进一步提高板框的产能。
案例三、市政
测试目的
1 通过加药实验确定高效污泥脱水剂KW46的脱水效果,和对滤布的影响。
2 确定合适的加药方案,确定具体的加药量,降低药剂成本。
加药效果对比
11月在某污水厂的板框污泥脱水车间进行加药测试,创新加药方案是:三氯化铁+高效污泥脱水剂KW46+聚丙烯酰胺。
以下是加药量及成本(以一个40方反应罐的加药量为例):
药剂名称 | 创新方案 | 原方案 |
用量( kg ) | 用量( kg ) | |
FeCl 3 | 160 | 240 |
石灰 | - | 30 |
脱水剂 KW46 | 2.4 | - |
PAM | 1.2 | 1.2 |
处理效果对比:
评估项 | 原加药方案 | 创新加药方案 |
进泥量 | 28m 3 | 28m 3 |
是否粘板 | 否 | 否 |
一板的干泥量 | 1400kg | 1400kg |
干泥含水率 | 60% 左右 | 60% 左右 |
泥饼厚度 | 2-3m | 2-3cm |
污泥增量 | 15%-17% | 无增量 |
从上述数据分析,分别采用KW46的方案,代替了之前的石灰,三氯化铁的使用量减少33%。但进泥量和拆板效果和现在处理工艺相比基本持平。
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