消化污泥、剩余活性污泥、腐殖污泥與初沉污泥的混合污泥等在脫水之前應進行調理。以改善污泥的脫水性能。影響污泥濃縮和脫水性能的因素主要是顆粒的大小、表面電荷水的程度以及顆粒間的相互作用。其中污泥顆粒的大小是影響污泥脫水性能的最重要的因素,因為污泥顆粒越小,顆粒的比表面積將越大(按指數規律增大),這意味著更高的水合程和對過濾(脫水)的更大阻力及改變污泥脫水性能要更多的化學藥劑。
污泥中顆粒大多數是相互排斥而不是相互吸引的,首先是由于水合作用,有一層或幾層水附于顆粒表面而阻礙了顆粒相互結合;其次,污泥顆粒一般都帶有負電荷,相互之間表現為排斥,造成了穩定的分散狀態。
污泥調理就是要克服水合作用和電性排斥作用,增大污泥顆粒的尺寸,使污泥易于過濾或濃縮。其途徑有二:第一是脫穩、凝聚,脫穩依靠在污泥中加人合成有機聚合物、無機鹽等混凝劑,使顆粒的表面性質改變并凝聚起來,由于要投加化學藥劑,從而增加了運行費用;第二是改善污泥顆粒間的結構,減少過濾阻力,使其不堵塞過濾介質(濾布)。無機沉淀物或一定的填充料可以起這方面的作用。
污泥經調理能增大顆粒的尺寸,中和電性,能使吸附水釋放出來,這些都有助于污泥濃縮和改善污泥脫水性能。此外,經調理后的污泥,在濃縮時污泥顆粒流失減少,并可以使固體負荷率提高。最常用的調理方法有化學調理和熱調理,此外還有冷凍法和輻射法等。為減少調理的化學藥品用量,還可采用物理洗滌-淘洗法。
一、化學調理
化學調理實質上是向污泥中投加各種混凝劑,使污泥形成顆粒大、孔隙多和結構強的濾餅。所用調理劑有聚硅酸鋁、污泥碳化劑、三氯化鐵、三氯化鋁、硫酸鋁、聚合鋁、聚丙烯酰胺、石灰等。無機調理劑價廉易得,但渣量大,受
pH值的影響大。經無機調理劑處理污泥量增加,污泥中無機成分的比例提高,污泥的燃燒價值降低;而有機調理劑則與之相反。綜合利用2~3種混凝劑,混合投配或依次投配,能提高效能。如石灰和三氯化鐵同時用,不但能調節水中的重碳酸鹽生成的碳酸鈣能形成顆粒結構而增加了污泥的孔隙率。
調理效果的影響因素很多,主要有污泥性質、調理劑品種、投加量和投加順序、污泥與調理劑的混合以及環境條件(水溫、pH)等。調理劑種類和用量因污泥品種和性質、消化程度、固體濃度不同而異,沒有一定的標準。因此在特定的情況下,最好是經過實驗來確定。
二、熱調理
熱調理是使污泥在一定壓力(1~1.5MPa)下短時間加熱(160~200℃)。這種調理法使固體凝結,破壞凝膠體結構,降低污泥固體和水的親和力。而且污泥被消毒,臭味幾被消除,并易于在真空或壓力過濾機中過濾。熱調理法可用以調節各種混合的有機廢水泥、包括難以處置的剩余活性污泥,最適于處理生物污泥,未曾發現工業廢物對污泥熱調理有影響。熱調理的缺點是能耗較高,操作技術水平要求高,有臭氣放出,且調理后的污泥在過濾后所得濾液有機物濃度很高。
熱調理與濕式氧化并不相同,在濕式氧化中要加入空氣以使污泥在高溫下有比較深的氧化程度;熱調理則不讓污泥中的有機物氧化。
三、淘洗
淘洗是一項單元操作,在操作過程中將固體或固-液混合物與液體完全混合,使某些組分轉移到液體中。典型的例子是將消化污泥在化學調理以前進行洗滌,以去除可能消耗大量化學藥品的某些可溶性有機和無機組分。淘洗液中的BOD和COD值都很高,需回流到廢水處理裝置中處理。淘洗能降低堿度,從而降低調理化學藥品的投加量,但通常洗滌污泥費用超過降低調理化學藥品所節省的費用,而且由于從污泥中洗出來的細小固體在主要的廢水處理裝置中可能不能完全被截留,因而,雖然過去采用這種操作比較普遍,但現在不提倡采用這種方法。