对下水、粪便及工业废水进行生物学处理后所得的污泥,一般称为有机污泥,其中含有大量带负电荷的胶质状物质。因此在进行凝结和絮凝时,所用的无机或有机药剂均具有阳离子性。
下水污泥中的固体成分,包含有机物(黏性物质和纤维)和灰分。加入的阳离子性高分子絮凝剂或氯化铁凝结剂,同黏性物质所带的负电荷进行反应(电荷中和),使黏性物包容的水分排出,使污泥呈容易脱水状态。阳离子聚合物还起架桥作用,形成有一定强度的粗大絮团,从而促进机械脱水时的固液分离。现在,广泛普及的做法是只添加一种阳离子聚合物,而不添加氯化铁和消石灰(消石灰使泥饼增量太大,处理也繁杂)。这样的阳离子聚合物包括聚合系(聚丙烯酸胺酯等)、阳离子变性物系(聚丙烯酰胺的变性物)和天然物系。
但是,由一种阳离子聚合物同时发挥电荷中和、絮团长大这两个作用,效果并不理想。因为包容在絮团里的黏性物质的电荷中和不完全,絮团强度低,脱水性差。为了促进电荷的中和,可选用相对分子量小,但离子密度高的阳离子聚合物,并施加强搅拌。这样做虽能多中和一些负电荷,但絮团小,对脱水不利。由此可见,在使用一种絮凝剂时,电荷的中和作用和絮团长大作用是相矛盾的。此外,不同性状的污泥和不同型式的过滤脱水机,对絮凝剂的电荷中和能力与絮团长大能力的要求也不尽相同。因此,必须选择出满足具体工况要求,具有合适离子密度和相对分子量的阳离子聚合物。
现在开发出了阳离子一阴离子联合絮凝法,其特点是,添加阳离子聚合物起电荷中和作用,另外添加阴离子性聚合物起絮团长大作用。该法作为CSA法已投入使用,其脱水模型如图6-26所示。这种方法的要点是,先添入阳离子性助滤剂,并加以强搅拌,实现电荷的充分中和,形成微小絮团。接着添入作为阴离子聚合用的助滤剂,起絮团长大作用。同过去只添加一种阳离子聚合物的絮凝方法相比,CSA法可降低泥饼含湿率3%~8%不论使用何种过滤脱水机,此法对泥饼的剥离性都有明显改善。