廂式壓濾機脫泥前的預處理是提升脫水效率、降低污泥含水率的關鍵環節,其核心目的是破壞污泥膠體結構、改善污泥的過濾性能(如絮凝性、透水性)。常見的預處理方法可分為藥劑調理法、物理調理法和化學氧化法三大類,具體如下:
一、藥劑調理法(常用)
通過投加化學藥劑改變污泥顆粒表面電荷和結構,使細小顆粒凝聚成大絮體,釋放結合水,是目前應用廣泛的預處理方式。
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無機藥劑調理
常用藥劑:聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、硫酸鋁、三氯化鐵、石灰等。
作用原理:無機藥劑溶于水后形成帶電膠體,中和污泥顆粒表面的負電荷,破壞膠體穩定性,促使顆粒凝聚;同時,石灰等堿性藥劑可提高污泥 pH 值,形成氫氧化鈣等沉淀物,增強絮體強度。
適用場景:適合處理無機物含量較高的污泥(如工業污泥),成本較低,但投加量較大(通常為污泥干重的 5%~20%),可能增加污泥體積。
有機高分子藥劑調理
常用藥劑:聚丙烯酰胺(PAM,分為陽離子型、陰離子型、非離子型)。
作用原理:PAM 分子鏈長且帶有基團,通過吸附、架橋作用將細小污泥顆粒連接成大絮體,絮體結構疏松、透水性好,便于壓濾時水分排出。
適用場景:對市政污泥、有機污泥(如食品、印染污泥)效果顯著,投加量小(通常為污泥干重的 0.1%~0.5%),但成本較高,需根據污泥電荷性質選擇對應類型(如市政污泥多為負電荷,優先選陽離子 PAM)。
復合藥劑調理
組合方式:無機藥劑 + 有機藥劑(如 PAC+PAM)、無機藥劑 + 石灰(如三氯化鐵 + 石灰)等。
優勢:彌補單一藥劑不足,例如無機藥劑先中和電荷形成小絮體,PAM 再進一步架橋形成大絮體,提升絮凝效果;石灰可增強絮體剛性,減少壓濾時的 “壓縮變形”。
二、物理調理法
通過物理手段破壞污泥細胞結構或改變顆粒形態,釋放胞內水和結合水,適合難脫水的污泥(如剩余活性污泥)。
機械調理
方式:攪拌、研磨、均質等。
作用:通過機械剪切力打破污泥絮體的松散結構,使藥劑與污泥更充分混合,提升調理均勻性;研磨可細化顆粒,增加比表面積,便于藥劑吸附。
熱處理
方式:將污泥加熱至 60~200℃(根據溫度分為低溫加熱和高溫高壓加熱)。
作用:高溫可破壞污泥細胞的細胞膜,釋放胞內水和膠體結合水;同時,蛋白質等有機物變性凝固,形成更易過濾的結構。
優勢:無需投加藥劑,脫水效果顯著(含水率可降低至 50% 以下),但能耗較高,適合高有機物污泥(如市政污泥)。
超聲波調理
原理:利用高頻超聲波(20kHz 以上)產生的空化效應,在污泥中形成微小氣泡并瞬間破裂,產生強烈沖擊力,破壞細胞結構和膠體穩定性。
優勢:反應條件溫和,無二次污染,可與藥劑調理結合使用(減少藥劑投加量),但設備成本高,處理量較小,適合實驗室或小規模應用。
冷凍 - 解凍調理
原理:將污泥冷凍至冰點以下,使水分結冰膨脹,破壞細胞和膠體結構;解凍后,冰結晶融化釋放自由水,污泥顆粒凝聚成大絮體。
優勢:脫水效果好,絮體強度高,壓濾時不易堵塞濾布;但能耗高(尤其冷凍過程),受氣候影響大,適合寒冷地區或有廢冷資源的場景。
三、化學氧化法
通過氧化劑破壞污泥中的有機物結構,降低污泥黏性,改善過濾性能,同時兼具殺菌、除臭作用。
常用氧化劑
臭氧(O?)、過氧化氫(H?O?)、次氯酸鈉(NaClO)、高錳酸鉀(KMnO?)等。
作用原理
氧化劑通過氧化作用斷裂污泥中有機物的長鏈,破壞膠體穩定性;同時,氧化過程產生的自由基可分解細胞結構,釋放結合水。
適用場景
適合處理含有機物較多、異味大的污泥(如市政污泥、屠宰污泥),但氧化劑成本較高,且過量投加可能腐蝕設備,需嚴格控制劑量。
四、其他預處理方法
生物調理法:利用微生物(如放線菌、真菌)分泌的酶分解污泥中的有機物,破壞膠體結構,適合低能耗、環保要求高的場景,但處理周期長(數天至數周),應用較少。
電滲透調理:通過電場作用使污泥顆粒帶電移動,促使水分分離,可與壓濾機結合形成 “電滲壓濾”,進一步降低含水率,但設備復雜、能耗高。
預處理方法的選擇原則
污泥性質:有機污泥優先選 PAM 或復合藥劑,無機污泥可選無機藥劑;難脫水污泥(如活性污泥)可結合熱處理、超聲波等物理方法。
成本:大規模處理優先選藥劑調理(如 PAC+PAM),小規模或高干度需求可考慮物理法。
后續處置:若污泥需資源化利用(如堆肥),應避免投加有害藥劑(如重金屬藥劑)。
實際應用中,藥劑調理(尤其是無機 + 有機復合調理) 因操作簡便、成本可控,是廂式壓濾機預處理;物理或化學氧化法則多用于特殊工況(如高難度脫水污泥)。
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