Параметры флокуляции сточных вод с последующим фильтрованием на пресс-фильтрах

Чем выше влажность осадка, тем выше затраты на его дальнейшую переработку. Целью обезвоживания агломерированного шлама является снижение затрат на последующую сушку и транспортировку. Работа посвящена изучению параметров флокуляции сточных вод катионными флокулянтами с последующим фильтрованием осадка на пресс-фильтрах. Для улучшения обезвоживания шлама использовали химические реагенты – катионные полиэлектролиты "Зетаг-7664", "Зетаг-7689" и "Зетаг-7692". Определяли скорость осаждения твердых частиц, флокулирующую способность и флокулирующий эффект, а также влажность осадка после фильтрования на пресс-фильтрах. Установлено, что наибольшей скоростью осаждения (7 мм/с), наибольшими флокулирующей активностью и флокулирующим эффектом (0,66 и 26,2, соответственно) обладает среднекатионный флокулянт "Зетаг-7689". Доказано, что после фильтрования наименьшую остаточную влажность имеет среднекатионный флокулянт "Зетаг7689" (36 %). В высококатионном "Зетаг-7664" и низкокатионном "Зетаг-7692" отмечалась остаточная влажность после флокуляции и фильтрования – 39 и 37 %, соответственно. Остаточная влажность осадка, отфильтрованного на фильтрпрессе, соответствует технологическим требованиям. Выделение воды из этой структуры при фильтрации можно объяснить явлением капиллярности. Между частицами образуется мениск жидкости. В мениске с противоположной стороны жидкости капиллярные потенциалы направлены в противоположные стороны, но их абсолютные значения не равны. В результате жидкость движется по капилляру до тех пор, пока потенциалы не сравняются. Для достижения разумного обезвоживания осадка необходимо провести пробную флокуляцию, изучить процессы адсорбции полиэлектролитов на осадке, реологические свойства суспензий сточных вод и растворов флокулянтов. Необходимо выбрать и контролировать параметры фильтр-пресса.

1. Kamizela T., Kowalczyk M. Impact of conditioning substances and filtration pressure on dewatering efficiency of sewage // Energies. 2021. № 14. P. 361.

2. Maa Y., Liua Y. Turning food waste to energy and resources towards a great environmental and economic sustainability: An innovative integrated biological approach // Biotechol. Adv. 2019. № 37. P. 107414.

3. Wójcik M., Stachowicz F. Influence of physical, chemical and dual sewage sludge conditioning methods on the dewatering efficiency // Powder Technol. 2019. № 344. P. 96–102.

4. Wu B., Dai X., Chai X. Critical review on dewatering of sewage sludge: Influential mechanism, conditioning technologies and implications to sludge reutilizations // Water Res. 2020. № 180. P. 115912.

5. Bie´n B., Bie´n J. Dewatering of sewage sludge treated by the combination of ultrasonic field and chemical methods. Desalin // Water Treat. 2020. № 199. P. 72–78.

6. Chen C., Zhang P., Yan M. Enhancement of cationic polyacrylamide conditioning of sewage sludge with modified coal fly ash. Desalin // Water Treat. 2018. № 133. P. 55–63.

7. Conditioning of sewage sludge via combined ultrasonication-flocculationskeleton building to improve sludge dewaterability / C. Zhu, P. Zhang, H. Wang, J. Ye // Ultrason. Sonochem. 2018. № 40. P. 353–360.

8. Bie´n B. The influence of conditioning on the quality of reject water after sewage sludge mechanical dewatering // Proc. ECOpole. 2017. № 11. P. 471–478.

9. Chen Y., Baygents J. C., Farrell J. Evaluating electrocoagulation and chemical coagulation for removing dissolved silica from high efficiency reverse osmosis (HERO) concentrate solutions // Journal of Water Process Engineering. 2017. № 36. P. 50–55.

10. Preparation of octopus-like lignin-grafted cationic polyacrylamide flocculant and its application for water flocculation. / N. Chen, W. Liu, J. Huang, X. Qiu // International Journal of Biological Macro-molecules. 2020. № 146. P. 9–17.

11. Hasan A., Fatehi P. Cationic kraft lignin-acrylamide copolymer as a flocculant for clay suspensions: 2. Charge density effect // Separation and Purification Technology. 2019. №107. P. 963–972.

12. He W., Zhang Y., Fatehi P. Sulfomethylated kraft lignin as a flocculant for cationic dye. Colloids and Surfaces // Physicochemical and Engineering Aspects. 2016. № 503. P. 19–27.

13. Secondary effluent purification towards reclaimed water production through the hybrid post-coagulation and membrane distillation technology: A preliminary test / X. Liu, C. Tian, W. Sun, Y. Zhao, K. Shih // Journal of Cleaner Production. 2020. № 271. P. 121797.