废水处理过程中产生的
污泥含水率很高,所以污泥的体积比较大,对污泥的处理、利用和运输造成困难。污泥浓缩就是通过污泥增稠来降低污泥的含水率和减小污泥的体积,从而降低后续处理费用。污泥浓缩常用的方法有重力浓缩法、气浮浓缩法和离心浓缩三种。
重力浓缩法
重力浓缩本质上是一种沉淀工艺,属于
压缩沉淀。重力浓缩池按其运转方式可以分为连续式和间歇式两种。连续式主要用于大、中型污水处理厂,间歇式主要用于小型污水处理厂或工业企业的污水处理厂。重力浓缩池一般采用水密性
钢筋混凝土建造,设有进泥管、排泥管和排上清液管,平面形式有圆形和矩形两种,一般多采用圆形。
间歇式重力浓缩池的进泥与出水都是间歇的,因此,在浓缩池不同高度上应设多个上清液排出管。间歇式操作管理麻烦,且单位处理污泥所需的池容积比连续式的大。图1为间歇式重力浓缩池示意图。
连续式重力浓缩池的进泥与出水都是连续的,排泥可以是连续的,也可以是间歇的。当池子较大时采用辐流式浓缩池;当池子较小时采用竖流式浓缩池。竖流式浓缩池采用重力排泥,辐流式浓缩池多采用刮泥机机械排泥,有时也可以采用重力排泥,但池底应作成多斗。图2为有刮泥机与搅拌装置的连续式重力浓缩池。
浓缩池必须同时满足上清液澄清、排泥固体浓度达到设计要求以及固体回收率高这三个条件。如果浓缩池负荷过大,处理量虽然增加,但浓缩污泥的固体浓度低,上清液混浊,固体回收率低,浓缩效果就差;相反,负荷过小,污泥在池中停留时间过长,可能造成污泥厌氧发酵,产生气体使污泥上浮,同样使浓缩效果降低。
气浮浓缩法
气浮浓缩法多用于浓缩污泥颗粒较轻(相对密度接近于1)的污泥,如剩余
活性污泥、生物滤池污泥等。近几年在混合污泥(初沉污泥+剩余污泥)浓缩方面也得到了推广应用。
气浮浓缩有部分回流气浮浓缩系统和无回流气浮浓缩系统两种,其中部分回流气浮浓缩系统应用较多。另外,气浮浓缩池分为圆形和矩形两类,小型气浮装置(处理能力小于100m3/h)多采用矩形气浮浓缩池,大中型气浮装置(处理能力大于100m3/h)多采用辐流式气浮浓缩池。气浮浓缩池一般采用水密性
钢筋混凝土建造,小水量也有的采用钢板焊制或者其他
非金属材料制作。右为气浮浓缩池的两种形式。
气浮浓缩工艺流程:澄清水从池底引出,一部分外排,一部分用水泵引入
压力溶气罐加压溶气。溶气水通过减压阀从底部进入进水室,减压后的溶气水释放出大量微小气泡,并迅速依附在待气浮的污泥颗粒上,携带固体上升,形成浮渣层。浓缩污泥在池面由刮泥机刮出池外。
离心浓缩
对于轻质污泥,离心浓缩法能获得较好的处理效果。在高速旋转的离心机中,由于污泥中的固体颗粒和水的密度不同,因此所受离心力大小不同而使两者得到分离。离心浓缩法的特点是效率高、时间短、占地少、卫生条件好。
用于污泥浓缩的离心机种类有转盘式离心机、沉降式离心机和过滤离心机等。在
沉降式离心机中,物料从转鼓底部进入。达到平衡时,固体从环形流动的液体层沉降出来并沉积在转鼓壁上,而浓的水从顶端溢出。当固体填满转鼓时,停止进料,降低转鼓的转速,并将刀子伸进泥渣中把泥饼从底部刮下来。这个循环自动进行,泥饼卸料的时间占循环时间的10%。要获得高的固体回收率,一般不需要投加化学药剂。然而,由于设备在较低的离心力下操作,并且泥饼的出料是不连续的,固体处理能力非常低。
离心浓缩器的性能可用三个指标来表示:
① 浓缩系数,即浓缩污泥浓度与入流污泥固体浓度的比值。
② 分流率, 即清液流量与入流污泥流量的比值。
③ 固体回收率, 即浓缩污泥中固体物总量与入流污泥中固体物总量的比值。