含煤污泥濃縮脫水性能研究
行業(yè)動態(tài)
近年來，我國可再生能源發(fā)展迅猛，但是煤炭仍然占一次能源消費的60%以上，在很長一段時間內都是我國的主要能源形式；隨著環(huán)保意識的提高，礦區(qū)環(huán)境的改善迫在眉睫。
含煤污泥主要是指煤礦生產、生活廢水生化處理過程中產生的含有大量煤渣、煤粉的剩余污泥。這類污泥與煤礦礦井水污泥相比有機物含量更高，難于脫水，容易腐化；與純粹的生活污水污泥相比無機顆粒含量更高，易于板結，不宜輸送；在工程實踐中含煤污泥的濃縮脫水處理成為影響煤礦區(qū)污水處理效果的關鍵因素。
比阻（SRF）和毛細吸水時間（CST）是衡量污泥濃縮脫水性能的主要指標，一般認為SRF在（1～4）×1012m/kg或者CST≤20s時較為經濟。本文通過對含煤生活污水污泥、礦井水污泥和城鎮(zhèn)生活污水污泥的SRF和CST進行對比研究，反映其不同的性質，揭示SRF和CST之間的關系，為礦區(qū)含煤污泥濃縮脫水性能評價提供參考。
1 材料與方法
1.1 污泥來源
試驗所用污泥為邢臺礦區(qū)、淮南礦區(qū)、兗州礦區(qū)等含煤生活污水剩余污泥，同時選取淮南礦區(qū)某煤礦礦井水污泥、杭州某城市生活污水處理廠剩余污泥作為對比；并按照污泥干重的0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%投加聚丙烯酰胺對含煤污泥進行調理。
1.2 試驗方法與過程
比阻測定采用自制比阻測定裝置，布氏漏斗直徑80mm，真空壓力35.46kPa，每隔一段時間（前2分組間隔30s，之后間隔60s）記錄一次計量管內的濾液體積，試驗20min或真空破壞。
污泥含固率測定采用DHS-20A烘干稱量法水分測定儀，105℃恒重，分別稱量恒重前后質量，計算含固率。
粘度測定采用NDJ-79型旋轉粘度計，測量范圍1～1×106mPa·S，測量誤差±5%，25℃恒溫測定。
CST測定采用英國Triton的304B型CST測定儀，采用18mm測試管，5mL樣品，通過Triton標準CST測試濾紙產生的毛細吸水壓力從試樣中吸收水分，記錄濕潤半徑從16mm到22.5mm所用時間，作為CST值。
2 結果與討論
2.1 PAM調理前污泥SRF、CST與DS的關系
通過對11份含煤生活污泥樣品的測試，SRF在（1.64～3.26）×1012m/kg之間，CST在12.2s～39.1s之間，DS在1.27%～5.44%之間。
可以看出，在本次試驗數(shù)據基礎上SRF、CST與DS之間存在正相關性，決定系數(shù)分別為0.723、0.793。
2.2 PAM調理后污泥SRF、CST與DS的關系
對選定的較具代表性含煤生活污水污泥按不同濃度投加高分子量PAM，攪拌30s后分別測定SRF在（3.11～1.72）×1012m/kg之間，CST在15.4s～35.7s之間，DS在2.87%～3.77%之間。
可以看出，通過PAM調理SRF、CST與DS之間依舊存在正相關性，決定系數(shù)分別為0.620、0.767，顯著性弱于未經調理的污泥。
2.3 SRF與CST的關系
相對于與DS的關系，含煤生活污泥調理前、后的SRF與CST呈現(xiàn)更為明顯的正相關性，決定系數(shù)分別為0.949、0.958?？梢?，通過易于測定的CST代替SRF來反映含煤生活污水污泥的脫水性能具有充足的數(shù)據支持，并且簡便易行。
2.4 含煤污泥與其他污泥對比
利用含煤污泥調理前SRF與CST關系的回歸曲線，預測對比樣品礦井水污泥和城鎮(zhèn)生活污水污泥的SRF來驗證對比樣品與含煤污泥SRF、CST的相關性。
對比樣品SRF預測值與實測值的偏離度均超過20%，表明上述污泥與煤礦含煤生活污泥的濃縮脫水性能存在較大的差異，簡單以上述幾種污泥的特性作為煤礦含煤生活污泥的設計參數(shù)，存在較大技術風險及不確定性，這也是部分煤礦含煤生活污泥處理效果不佳的根本原因。
2.5 PAM調理效果
隨著PAM投藥量的增加，污泥含固率、上清液濁度逐步減低至低點后開始上升，上清液濁度低至2.7NTU；SRF、CST呈現(xiàn)逐步下降趨勢。投加干污泥重量0.8%的該型PAM是比較合適的調理加藥量。
3 結論
（1）含煤生活污泥經PAM調理前、后的SRF、CST與DS存在正相關性，SRF與CST之間的正相關更為顯著，決定系數(shù)≥0.9，可以通過易于測定的CST表征含煤污泥的特性。
（2）含煤生活污泥的濃縮脫水特性與礦井水污泥、城鎮(zhèn)生活污水污泥等存在較大不同，不宜直接利用上述污泥參數(shù)進行含煤生活污泥相關設計選型。
（3）含煤生活污泥通過PAM調理可以獲得較好的脫水性能，試驗過程中投加污泥干重0.8%的PAM即可以滿足脫水要求，同時污泥量較少，清液濁度較低。
