厢式压滤机脱泥前的预处理是提升脱水效率、降低污泥含水率的关键环节,其核心目的是破坏污泥胶体结构、改善污泥的过滤性能(如絮凝性、透水性)。常见的预处理方法可分为药剂调理法、物理调理法和化学氧化法三大类,具体如下:
一、药剂调理法(常用)
通过投加化学药剂改变污泥颗粒表面电荷和结构,使细小颗粒凝聚成大絮体,释放结合水,是目前应用广泛的预处理方式。
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无机药剂调理
常用药剂:聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、硫酸铝、三氯化铁、石灰等。
作用原理:无机药剂溶于水后形成带电胶体,中和污泥颗粒表面的负电荷,破坏胶体稳定性,促使颗粒凝聚;同时,石灰等碱性药剂可提高污泥 pH 值,形成氢氧化钙等沉淀物,增强絮体强度。
适用场景:适合处理无机物含量较高的污泥(如工业污泥),成本较低,但投加量较大(通常为污泥干重的 5%~20%),可能增加污泥体积。
有机高分子药剂调理
常用药剂:聚丙烯酰胺(PAM,分为阳离子型、阴离子型、非离子型)。
作用原理:PAM 分子链长且带有基团,通过吸附、架桥作用将细小污泥颗粒连接成大絮体,絮体结构疏松、透水性好,便于压滤时水分排出。
适用场景:对市政污泥、有机污泥(如食品、印染污泥)效果显著,投加量小(通常为污泥干重的 0.1%~0.5%),但成本较高,需根据污泥电荷性质选择对应类型(如市政污泥多为负电荷,优先选阳离子 PAM)。
复合药剂调理
组合方式:无机药剂 + 有机药剂(如 PAC+PAM)、无机药剂 + 石灰(如三氯化铁 + 石灰)等。
优势:弥补单一药剂不足,例如无机药剂先中和电荷形成小絮体,PAM 再进一步架桥形成大絮体,提升絮凝效果;石灰可增强絮体刚性,减少压滤时的 “压缩变形”。
二、物理调理法
通过物理手段破坏污泥细胞结构或改变颗粒形态,释放胞内水和结合水,适合难脱水的污泥(如剩余活性污泥)。
机械调理
方式:搅拌、研磨、均质等。
作用:通过机械剪切力打破污泥絮体的松散结构,使药剂与污泥更充分混合,提升调理均匀性;研磨可细化颗粒,增加比表面积,便于药剂吸附。
热处理
方式:将污泥加热至 60~200℃(根据温度分为低温加热和高温高压加热)。
作用:高温可破坏污泥细胞的细胞膜,释放胞内水和胶体结合水;同时,蛋白质等有机物变性凝固,形成更易过滤的结构。
优势:无需投加药剂,脱水效果显著(含水率可降低至 50% 以下),但能耗较高,适合高有机物污泥(如市政污泥)。
超声波调理
原理:利用高频超声波(20kHz 以上)产生的空化效应,在污泥中形成微小气泡并瞬间破裂,产生强烈冲击力,破坏细胞结构和胶体稳定性。
优势:反应条件温和,无二次污染,可与药剂调理结合使用(减少药剂投加量),但设备成本高,处理量较小,适合实验室或小规模应用。
冷冻 - 解冻调理
原理:将污泥冷冻至冰点以下,使水分结冰膨胀,破坏细胞和胶体结构;解冻后,冰结晶融化释放自由水,污泥颗粒凝聚成大絮体。
优势:脱水效果好,絮体强度高,压滤时不易堵塞滤布;但能耗高(尤其冷冻过程),受气候影响大,适合寒冷地区或有废冷资源的场景。
三、化学氧化法
通过氧化剂破坏污泥中的有机物结构,降低污泥黏性,改善过滤性能,同时兼具杀菌、除臭作用。
常用氧化剂
臭氧(O₃)、过氧化氢(H₂O₂)、次氯酸钠(NaClO)、高锰酸钾(KMnO₄)等。
作用原理
氧化剂通过氧化作用断裂污泥中有机物的长链,破坏胶体稳定性;同时,氧化过程产生的自由基可分解细胞结构,释放结合水。
适用场景
适合处理含有机物较多、异味大的污泥(如市政污泥、屠宰污泥),但氧化剂成本较高,且过量投加可能腐蚀设备,需严格控制剂量。
四、其他预处理方法
生物调理法:利用微生物(如放线菌、真菌)分泌的酶分解污泥中的有机物,破坏胶体结构,适合低能耗、环保要求高的场景,但处理周期长(数天至数周),应用较少。
电渗透调理:通过电场作用使污泥颗粒带电移动,促使水分分离,可与压滤机结合形成 “电渗压滤”,进一步降低含水率,但设备复杂、能耗高。
预处理方法的选择原则
污泥性质:有机污泥优先选 PAM 或复合药剂,无机污泥可选无机药剂;难脱水污泥(如活性污泥)可结合热处理、超声波等物理方法。
成本:大规模处理优先选药剂调理(如 PAC+PAM),小规模或高干度需求可考虑物理法。
后续处置:若污泥需资源化利用(如堆肥),应避免投加有害药剂(如重金属药剂)。
实际应用中,药剂调理(尤其是无机 + 有机复合调理) 因操作简便、成本可控,是厢式压滤机预处理;物理或化学氧化法则多用于特殊工况(如高难度脱水污泥)。
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