在城镇污水与工业废水处理过程中,剩余污泥作为必然的副产物,其处理与处置成本可占整个厂区运营总成本的30%-60%。如何经济有效地实现污泥的减量化与稳定化,是水处理领域面临的巨大挑战。在这一关键环节中,聚合硫酸铁作为一种有效的无机高分子絮凝剂,在污泥调理与深度脱水过程中展现出优良的效能,成为打通污泥处理“最后一公里”的关键技术之一。
一、困境:剩余污泥为何难脱水?
要理解聚合硫酸铁的作用,首先需认清污泥的本质。剩余污泥是由有机残片、细菌菌体、无机颗粒等构成的复杂的胶体体系,其难点在于:
高亲水性:污泥絮体中含有大量结合水,特别是由胞外聚合物形成的凝胶状结构,将水分子牢牢束缚在内部,常规机械力难以脱除。
高负电性:微生物细胞和贰笔厂表面通常带负电荷,胶体颗粒间因静电斥力而保持稳定分散状态,难以聚集沉降和压缩。
结构疏松:原始的污泥絮体结构松散、孔隙率高,保水性强。
因此,不经过有效的化学调理,直接进行机械脱水效果较差,泥饼含水率通常高达80%以上,呈粘稠糊状,不利于后续运输、焚烧或填埋。
二、效能优势
与传统的混凝剂如叁氯化铁或硫酸铝相比,聚合硫酸铁在污泥调理中展现出显着优势:
絮体质量更优:形成的絮体更加密实、粗大、强度高,在压滤过程中不易被破坏,抗剪切能力强。
脱水效率更高:调理后的污泥滤饼含水率显着降低。实践证明,经优化调理后,再结合板框压滤机,泥饼含水率可降至60%以下,实现了污泥的显着减量化,泥饼由粘稠状变为块状,便于运输。
投加量更经济:由于其有效的聚合硫酸铁,达到脱水效果时,通常低于传统铁盐和铝盐,降低了运行成本。
腐蚀性更小:相较于强酸性的叁氯化铁,聚合硫酸铁的腐蚀性相对较低,对投加设备和管道的损害更小。
无铝积累担忧:避免了使用铝盐可能带来的铝离子在环境中长期积累的潜在生态风险。
叁、应用实践与优化控制
要大化发挥聚合硫酸铁的效能,在实际应用中需注意以下几个关键控制点:
投加量的优化:投加量不足,投加量过量,会导致污泥重新稳定且絮体变得粘稠,反而不利于脱水。需要通过烧杯实验确定投加量。
联用:在实际工程中,聚合硫酸铁先进行电荷中和与初步絮凝,再利用其超长的分子链进行强大的吸附架桥,形成更大、更坚韧的絮体。这种联用技术能进一步降低药耗,提升脱水效率。
调理条件的控制:包括搅拌强度与时间。需要快速的混合使药剂均匀分散。
辫贬值的影响:聚合硫酸铁在偏酸性条件下效果更佳。对于碱性污泥,可能需要额外调酸以充分发挥其效能。
聚合硫酸铁通过其中和与吸附架桥能力,能有效破坏污泥的胶体稳定性,重构絮体结构,释放内部结合水,从而为深度机械脱水创造理想条件。它是当前实现污泥有效减量化、降低处置成本的一种经济、可靠且有效的技术选择。