板框压滤脱水
板框压滤技术可以得到比前面所述两种技术更高的泥饼干燥度水平,这是一种不连续的 间歇式循环操作工艺。
1. 设备描述和操作原理:
板框压滤的工作原理是压滤。板框是由一系列垂直中空的板框组成,这些板框两面都附 有滤布,板框依次悬挂并互相压紧,框与框之间形成过滤仓。
板框压滤每个循环包含四个阶段:
填充阶段:在初始段,调理的污泥由高压泵注入过滤仓,污泥填满过滤仓,水开 始沥出。
过滤阶段:当所有过滤仓都填满时,继续注入污泥并且压力增大到15bars。滤液从 板框的支管中流出,终排到一根主干管。当压力上升时,污泥流率逐渐降低。通常, 使用两个离心螺旋泵:初始段的高流率/低压泵、尾段低流率/高压泵。
开仓阶段:几个参数用来标记循环的结束(关闭泥泵):压力,过滤时间, 滤液体积。一旦压滤停止,清洗中间内核部分的泥浆。板框的液压阀同时松开。接着泥 仓打开泥饼脱落并被输送走。
膜压滤:膜压滤是近期开发出来的,比传统压滤技术获得更高的泥饼干度。每两 框间有一层用水压或空气压(7~10bars)形成的膜,这个额外的加压过程往往使用在进泥 的末段(泥饼形成阶段)。
2 实验室测试:
2.1 采样:
待处理污泥的采样:
必须收集具有代表性的污泥样本。 为了达到这样的目的,必须在加药点前面进行采样,样本一旦取好后就应该尽快对样本 进行实验测试(因为一段时间后,污泥的性质很可能发生变化)。 必须对污泥中所含有的固体含量进行分析,因为聚合的用量是固体含量的函数。
聚合物的采样:
对于板框压滤,可以有几个联合使用方法:
铁盐和石灰(常用)的联用,这种方法将大大增加污泥体积(增加30~50%无机 物质);
铁盐和阳离子絮凝剂联用;
单独使用有机混凝剂;
单独使用有机絮凝剂。
2.2 实验设备:
为了控制絮团抗压性,必须至少准备以下设备:
500ml烧杯
带叶片的机械搅拌
秒表
毛细吸附时间(CST)测定仪
注意:
请参考手册《有机聚合物溶液的制备》,此手册中已经列出了制备聚合物溶液所必须的设备。
3 测试步骤:
这一章的目的不仅解释试验操作流程,而且描述了那些存在于操作中重要而又普 遍的因素。
根据使用的污泥调理方式选择适合板框压滤脱水的聚合物。
在单独使用有机絮凝剂的情况时:试验方法与带式机和离心机相似。
离子度的选择:
分子量相同、不同离子度的絮凝剂,在不同投加量水平(低、优、和高)时进行 比较。
必须先确定絮凝剂的优用量。为此,在机械搅拌下使泥浆与中等量絮凝剂的投加量混 合。初始投加量是污泥浓度的函数(例如:5ml的3g/L溶液投加到200ml浓度为30g/L的 污泥中)。如果在初始投加量下絮凝效果不错,则用较低投加量重复试验(例如:减少 1ml)。如果效果不好或比较弱,则适当的增加用量(例如:增加1ml)。优用量是在 能维持絮凝效果时的低用量。
使用毛细吸附时间测定仪(CST),可以评估絮团大小与混合时间之间的关系。合适的絮凝剂为在长时间搅拌下仍能得到短CST值的那个。
注意:
不要在絮团很大时进行CST测试,也不要对不均匀的悬浮物(在烧杯内固液分层)进行 CST测试。
分子量的选型:
用同样的方法选择离子度相同,分子量不同的絮凝剂,进行比较。 当联合使用无机/有机混凝剂和有机絮凝剂,先用CST确定混凝剂的佳用量,再用上述 方法选择优絮凝剂。
4 参数的检查和结果分析:
主要检测的参数有:
絮团大小和CST描述絮团维持性
滤液水质
结合
所有的数据编纂成一个表格,根据选定标准分析结果。
5工厂试验:
工厂试验是为了对小试的选型进行确认。
5.1 实验设计:
在现场试验时,水流和水质必须尽可能接近平均值。药剂必须完全溶解(宣传手册《有 机聚合物溶液的制备》)。根据试验结果选择药剂配制浓度、投加点……
5.2 参数的检测和结果分析:
应该采用的主要参数取决于操作者结构分析的目标。然而,经常采用的主要参数如下:
需要关注的参数主要依赖于操作人员的目标结果。然而普遍的有:
药剂质量流量(kg/h, lbs/HR)
污泥质量流量(kg/h, lbs/HR)
压力增加
过滤循环时间
泥饼外观
泥饼干度(%)
为了分析这些结果,把数据编纂成电子表格,以便于计算每吨干泥消耗化学药剂量 (DST)。电子表格同时也可以计算出药剂的处理费用。
6板框压滤操作的优化:
板框压滤技术中,常用的调理剂是FeCl3和石灰。现在,日益增长的污泥处理量,任何不需要的体积增加都会导致不可接受的费用增加(过多的操作周期和过多的污泥体 积)。这就是开发新型有机聚合物污泥调理技术的原因所在。
有机聚合物污泥调理工艺中存在的三个主要问题是:
粘泥:这是使用有机聚合物时主要存在的问题。泥饼往往会粘在滤布上而不是直接落 下,操作人员必须在开仓阶段进行手动清除。
滤布堵塞:滤布网孔被堵塞的话,滤液就难以从滤布中过滤出去。
絮凝剂失效:这种现象往往发生在经过石灰预处理的污泥中,这是由于时间过长造成 絮团降解。
6.1 粘泥:
当泥饼开始粘稠,必须检查以下参数:
药剂的投加量:
使用阳离子时,药剂投加过量与不足都可能造成粘泥。用FeCl3和絮凝剂联用的方法是这 个问题合适的解决方法,对含有高挥发性(有机性)悬浮物的污泥。添加FeCl3还 可以适当降低絮凝剂的用量。
滤布的洁净程度:
如果滤布堵塞,不可能得到良好的脱水效果,常规的滤布清洗(每10-30次循环操作后) 是必须的。
聚合物的选型:
絮凝剂不合适(阳离子度、分子量、投加量)泥饼就会粘稠,所以需要在实验室里进行絮凝剂投加量、分子量等的检验。
6.2 滤布堵塞:
这个问题很明显表现为压力增大。在循环操作中压力的增加应该缓慢而有规律。这 个参数用来检查循环操作的进步程度。
在污泥泵和板框之间有规律的采样,用测CST值来判断在压力下的絮团强度保持程度。
其他参数也要考虑:
滤布的洁净程度:越多网孔堵塞会加剧滤布的堵塞。必须用高压水喷洗滤布。
絮团大?。河殴送丛从谛《脱沟男跬?。为了得到这样的絮团,佳的絮凝剂往往是那些中低分子量、分子结构(支链或交联)的产品。
6.3 絮凝剂失效:
遇到这种情况必须检查以下参数:
絮凝剂的配制:
阳离子絮凝剂随时间而降解是很普遍的现象(宣传手册《有机聚合物溶液的制备》中关 于水解的章节);这将导致溶液的粘度降低和絮凝剂的功效损失。建议关注絮凝剂溶液 的配制时间、浓度和pH值。
污泥的pH值:
如果待处理的污泥由于加石灰而造成pH值高(10/11),阳离子絮凝剂将水解。这种水解会很容易被发现,因为轻微的移动就会破坏絮团。有两种方法解决这个问题:调 节污泥pH值或选择对水解不敏感的絮凝剂,例如FLOPAMTM CB系列或polyDADMAC 系列。
污泥-絮凝剂接触时间:
在一些恶劣的操作条件下,例如高pH值,阳离子不能长时间保持稳定。选择适当的投加 位置就成了重要的因素。合适的投加条件往往是在管线上根据污泥流率适时投加。
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