在市政污水處理過程中,污泥處理是至關重要的環節。污泥深度脫水作為減少污泥體積、便于后續處置的關鍵步驟,一直備受關注。傳統上,石灰常被用于污泥深度脫水的調理環節,但隨著環保要求的日益嚴苛以及技術的不斷進步,其弊端逐漸凸顯。與此同時,污泥增效劑作為一種新型的調理藥劑,正以其顯著的環保優勢,展現出取代石灰的巨大潛力。

石灰用于市政污泥深度脫水的現狀與問題
石灰,因其來源廣泛、價格相對低廉,在過去很長一段時間里,被大量應用于市政污泥深度脫水過程中。在污泥調理階段,石灰與污泥混合,其主要作用是改變污泥的物理化學性質,增加污泥顆粒的粒徑和密度,降低污泥的比阻,從而提高后續脫水設備(如板框壓濾機)的脫水效率。
然而,石灰的使用帶來了諸多難以忽視的問題。其一,石灰的添加會顯著增加污泥的干基重量。這是因為石灰本身不參與脫水反應,只是起到輔助脫水的作用,大量的石灰殘留于脫水后的泥餅中,導致泥餅重量大幅上升。例如,某污水處理廠在使用石灰調理污泥后,泥餅的干基重量增加了約 30% - 50%,這無疑增加了后續污泥運輸和處置的成本。而且,隨著污泥干基重量的增加,填埋處置時所需的土地資源也相應增多,對土地資源緊張的城市而言,這一問題尤為突出。
其二,石灰會對設備造成嚴重的腐蝕。石灰在與污泥混合及后續的脫水過程中,會與水發生反應生成堿性物質,其強堿性環境對脫水設備的金屬部件具有很強的腐蝕性。據相關數據顯示,長期使用石灰調理污泥的脫水設備,其關鍵部件(如板框壓濾機的濾板、螺桿泵等)的使用壽命縮短了約 30% - 40%,這不僅增加了設備的維修頻次和維修成本,還可能因設備故障導致生產中斷,影響污水處理廠的正常運行。
其三,石灰的使用不利于污泥的資源化利用。脫水后的污泥若要進行焚燒發電或制作建材等資源化處理,石灰的存在會降低污泥的熱值,影響焚燒效果,同時也可能改變建材的物理性能,降低其質量。例如,在污泥焚燒過程中,由于石灰的稀釋作用,污泥的熱值降低,導致焚燒時需要額外添加輔助燃料,增加了能源消耗和運行成本。在制作建材方面,石灰的殘留可能使建材的強度、耐久性等性能下降,限制了污泥在該領域的廣泛應用。
此外,石灰在使用過程中還會產生粉塵污染。石灰粉末在儲存、運輸和投加過程中,容易飄散到空氣中,對周邊環境和操作人員的健康造成危害。據職業健康監測數據顯示,長期在使用石灰的污水處理廠工作的員工,患呼吸道疾病的概率明顯高于其他行業的從業人員。
污泥增效劑的工作原理與優勢
污泥增效劑是一種專門為市政污泥深度脫水研發的新型調理藥劑,其主要成分包括多種功能性化合物,如表面活性劑、破壁劑、絮凝劑等。這些成分協同作用,發揮出獨特的污泥調理功效。
表面活性劑能夠降低污泥顆粒與水之間的表面張力,使水分子更容易從污泥顆粒表面脫離,從而提高污泥的脫水性能。破壁劑則可以破壞污泥中微生物細胞的細胞壁和細胞膜,釋放出細胞內的結合水,進一步提高污泥的含水率降低幅度。絮凝劑能夠促使污泥顆粒相互聚集,形成較大的絮體結構,有利于后續脫水設備的固液分離。
與石灰相比,污泥增效劑具有多方面的環保優勢。首先,污泥增效劑用量少,卻能實現高效脫水。一般來說,污泥增效劑的投加量僅為污泥干重的 0.5% - 2%,遠低于石灰的使用量。例如,在某市政污水處理廠的實際應用中,使用石灰調理時,每噸干污泥需要添加 200 - 300 千克石灰,而改用污泥增效劑后,每噸干污泥僅需添加 5 - 10 千克增效劑,就可達到相同甚至更好的脫水效果,將污泥含水率從 90% 以上降至 60% 以下。這不僅減少了藥劑本身的成本,更重要的是大大降低了因藥劑添加帶來的污泥增量。
其次,污泥增效劑對設備無腐蝕。由于其化學性質溫和,不含有強腐蝕性成分,不會像石灰那樣對脫水設備造成腐蝕損害。這意味著使用污泥增效劑可以延長設備的使用壽命,減少設備維修和更換的頻率,從而降低污水處理廠的運營成本。以一套價值 100 萬元的板框壓濾機為例,使用石灰時,設備每 3 - 5 年就需要進行一次大規模的維修或更換關鍵部件,而使用污泥增效劑后,設備的正常使用壽命可延長至 8 - 10 年,節省了大量的設備投資和維護費用。
再者,污泥增效劑有利于污泥的資源化利用。使用污泥增效劑調理后的污泥,其性質基本不會發生改變,不會降低污泥的熱值,也不會對后續制作建材等資源化處理過程產生負面影響。相反,由于污泥含水率的有效降低,污泥的熱值相對提高,更有利于焚燒發電。同時,脫水后的污泥在制作建材時,能夠更好地保證建材的質量和性能。例如,利用使用污泥增效劑處理后的污泥制作的磚材,其強度、抗滲性等指標均符合國家標準,為污泥的資源化利用開辟了更廣闊的道路。
另外,污泥增效劑在使用過程中無粉塵污染,對操作人員的健康和周邊環境友好。其通常為液態或顆粒狀,易于儲存、運輸和投加,在投加過程中不會產生揚塵現象,有效避免了石灰粉塵對環境和人體的危害,改善了污水處理廠的工作環境。
污泥增效劑的實際應用案例
某大型城市污水處理廠,日處理污水量達 50 萬噸,產生的污泥量巨大。以往該廠采用石灰加鐵鹽的方式對污泥進行調理,再通過板框壓濾機脫水。在運行過程中,該廠面臨著諸多問題,如泥餅含水率高,難以達到填埋標準;設備腐蝕嚴重,維修成本居高不下;石灰粉塵污染大,員工反映強烈等。
為解決這些問題,該廠引入了污泥增效劑進行試驗。在實際應用中,將適量的污泥增效劑添加到污泥中,經過充分攪拌混合后,進入板框壓濾機進行脫水。結果顯示,使用污泥增效劑后,泥餅含水率穩定降至 55% 左右,完全滿足填埋要求。同時,由于污泥增效劑對設備無腐蝕,設備的運行穩定性得到顯著提高,維修次數大幅減少。此外,現場作業環境得到極大改善,不再有石灰粉塵彌漫,員工的工作積極性也明顯提升。
從成本角度來看,雖然污泥增效劑的單價相對較高,但由于其用量少,綜合計算下來,污泥處理成本較之前使用石灰降低了約 20% - 30%。而且,脫水后的污泥由于含水率低、性質穩定,在后續的填埋、焚燒等處置過程中也更加方便,進一步降低了處置成本。
結語
在市政污泥深度脫水領域,污泥增效劑以其顯著的環保優勢,展現出取代石灰的廣闊前景。它不僅能夠有效解決石灰使用過程中帶來的污泥增量、設備腐蝕、資源化利用受限以及粉塵污染等問題,還能通過提高脫水效率、降低處理成本,為污水處理廠帶來實實在在的經濟效益。隨著環保技術的不斷發展和人們對環境保護意識的日益增強,污泥增效劑有望在更多的市政污水處理廠得到廣泛應用,推動市政污泥處理行業朝著更加綠色、高效、可持續的方向發展。無論是從當前的環保需求,還是從長遠的行業發展來看,污泥增效劑取代石灰都將是市政污泥深度脫水領域的一次重要變革。
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