污泥脱水是污水处理厂的一大笔费用。要知道沥青乳化剂的成长也是要经历很多磨难的,但创业者们从不畏惧,大胆向前。
荷兰的污水处理厂每年花费约2300万欧元购买脱水絮凝剂。
据文献报道,铁,镁,钙等多价阳离子的添加和通气可以改善污泥的脱水性能。
作为回应,两名荷兰人找到了三个污水处理厂进行验证。
本期《青色部落》第三栏的编辑将带读者阅读评估报告的结果。
添加阳离子和曝气可以帮助污泥脱水吗?两个荷兰人包括荷兰著名水务咨询royalhaskoningdhv的davidberkhof和aiforo的leonkorving(是,他是phario的负责人,这是我们部落之前引入的一个塑料回收项目,该研究评估了离子添加和曝气这两个变量对消化污泥脱水性能的影响,评估方法包括实验室测试和污水处理厂的实际测量。
每个人都可能听说过airprex的磷回收工艺,该工艺采用曝气和离子添加相结合,编辑很荣幸地听取了airprex工艺发明人wolfgangewert的个人介绍,他强调说:该过程的真正亮点不是鸟粪石的回收,而是污泥脱水性能的后续改善,其研究是由荷兰水研究基金会stowa资助的。
研究结果最早于2016年发布。
该报告的标题为“阳离子和曝气对污泥脱水的影响。
devanloedvankationenenbeluchtingopslibontwatering研究对象两位作者首先收集了文献报告结果表明,阳离子,尤其是钙和镁等二价阳离子通过对污泥絮体的带电作用确实可以改善脱水:特别是与污泥中的多糖结合,三价阳离子如铁(fe3+)的性能不佳。
它们可能特异性结合胶体蛋白,从而改善脱水效果,所以本研究的重点是钙(ca2+),镁(mg2+)和三价铁(fe3+),目的是证明阳离子添加和通气对污泥的影响。
本研究设计的荷兰污水处理厂包括nieuwgraaf,beverwijk和amsterdamwest,目的是证明添加污泥的效果。
污泥中的阳离子和曝气可怕。
此外,他们还对阳离子的作用进行了实验室测试。
实际测试三个污水处理厂添加阳离子的脱水性能的测试设计如下:他们测试了污泥在nieuwgraaf污水处理厂测试中,添加三价铁(fe3+)。
下图中的两行显示了两种不同铁剂量下的聚电解质(pe)剂量与脱水结果(污泥的dm%)之间的关系。
斜线左侧的结果表示成本比现有情况低。
在一行的右边,添加阳离子的成本高于节省的成本(字母表示表格中的特定时间段)。
向nieuwgraaf污水处理厂添加铁离子可使pe含量减少50%以上。
污泥的固含量从25%增加到29%,这是因为铁离子增加了离心转矩。
这两点使污水处理厂每年节省多达180,000-200,000欧元,最多可节省15%。
这些数据包括化学污泥(污泥物种的铁盐)的形成和铁盐本身的成本。
向beverwijk污水处理厂添加的镁离子表明,pe的含量减少了40%。
污泥的固体含量增加了约1%。
在换成钙的情况下,固含量的提高是相似的,但是pe用量的减少率降低到18%。
他们在阿姆斯特丹西部的污水处理厂测试了airprex磷回收系统的作用。
作为鸟粪石回收过程的一部分,此处使用了镁离子和曝气。
因此,他们的测试内容成为了高-低对比度实验:下图中的黄点是时间段c(旁路)的结果。
结果表明,在添加镁离子的前提下,低曝气操作的消化污泥脱水性能更好-pe用量减少28%,而高曝气pe用量降低15%,固体含量相对较高(05-10dm%)。
但是,充气不能完全停止,因为airprex反应器需要充气以进行混合并调节ph。
低曝气的操作也是最具成本效益的。
但是高曝气的好处之一是它可以增加鸟粪石的产量,因为曝气带来了更高的ph值。
但是另一方面,通气也会导致污泥絮凝物的分解,从而降低了添加镁离子的积极作用。
他们还研究了阳离子对细胞外聚合物结构(eps)的影响。
eps是污泥中的长有机分子,可以牢固或松散地结合到污泥絮凝物上。
“松散结合”的eps脱水性差,因为它们带有更多电荷,并且胶体颗粒需要被pe结合。
这三个污水处理厂的检查结果表明,添加阳离子(铁,镁或钙)后,“松散结合”的eps含量下降。
但是作者在这里没有提供更多解释,而是要求读者查阅其stowa报告以获取更多信息。
实验室测试实验室测试是在royalhaskoningdhv技术研究中心进行的。
目的是验证是否可以通过实验室测试来评估阳离子对消化污泥脱水性能的影响。
测试方法如下:毛细管吸收时间(cst):污泥中的水流过标准滤纸上固定距离所需的时间(以秒为单位)。
cst值越高,污泥的脱水性能越差;mareco压滤机:加入pe后,污泥在两块滤布之间被压缩,然后污泥饼的固体成分为确定的比率。
干物质含量越高,脱水效果越好;游泳电流测试(sc):在测量污泥的电荷后,添加pe溶液直至其达到等电点(0mv,中性电荷)。
pe溶液的量是pe消耗的量度。
cst是测试污泥脱水性能的常用方法,但只能识别出一部分游离水。
mareco的压力测试是脱水性能的间接指标。
此处的拉伸测试使用royalhaskoningdhv的协议。
sc测试协议由royalhaskoningdhv和aiforo共同开发。
这三个测试的结果都表明,阳离子的添加对污泥的脱水性能具有积极的影响。
它还表明,实验室测试可以反映污水处理厂的实际情况。
cst和sc测试的结果相对稳定且一致,mareco的测试数据有较大的偏差。
总结这项研究表明,添加多价阳离子盐可以改善污泥的脱水性能,并且在许多情况下,减少盐的添加量可以降低成本。
使用的pe还可增加泥饼的固体含量。
在实验室和实际污水处理厂测试的三种阳离子中,铁盐带来的改善效果最佳。
测试结果还有助于我们加深对airprex和其他磷回收工艺的了解。
两位作者推测,改善污泥脱水性能的原因是过量添加镁盐可改善污泥絮凝物的结构。
曝气试验的结果表明,它实际上对脱水性能有负面影响。
尽管最大限度地提高鸟粪石的回收率需要足够的曝气以增加污泥的ph值,但因此无法使脱水最大化。
他们认为,尽管实验室测试对污泥的脱水性能具有很好的预测效果,但要定量识别实际效果,仍然需要对污水处理厂进行实际测试。
他们还发现,不同污泥的测试结果并不相同,因此建议对各种污泥进行进一步研究,以优化处理方法。
最后,他们指出需要进一步研究以探索污泥脱水的机理,而eps的研究是向前迈出的重要一步。
最后,编辑认为对于磷回收工艺(如airprex),操作团队还需要在鸟粪石生产和污泥脱水性能之间进行选择,并且编辑认为目前后者是一个更具吸引力的优化点。