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聚丙烯酰胺對發酵液的處理應用

近年來，中國的沼氣技術水平和規模有了突飛猛進的發展，取得了舉世矚目的成就。據統計，截止到2010年底，中國已建成超過4000萬個戶用沼氣池，沼氣產量達到190億立方米，到2020年，沼氣產量達到400億立方米。沼氣技術也廣泛應用到畜牧養殖業， 規模的畜牧養殖業產生大量的動物糞便和尿液，以前的做法一般是把糞便堆放起來， 有的賣給農戶作為肥料直接使用。在造紙前泵口式儲漿池中加入微量PAM-LB-3陰離子聚丙烯酰胺可使水中填料與細小纖維在網上存留提高20-30%。問題是堆放和運輸 很不方便，臭氣熏天，特別是下雨天，污水橫流，對環境造成了很大的污染，此問題嚴重制約了畜牧養殖業的發展。隨著沼氣技術的發展和普及，對動物糞便和尿液進行發酵，產生沼氣，然后利用沼氣發電，產生清潔能源。沼液和沼渣經過處理可以生產有機肥料。不但保護了環境，還提高了經濟效益。

沼氣發酵后的殘余物資主要有沼液和沼渣 兩部分組成，沼渣懸浮于沼液中。以地表水的澄清為例，渾濁的水中含有懸浮物質，包括可沉降固體，如顆粒足夠大，可以靜止沉部分降。沼渣是由部分未分解的原料和新生的微生物菌啼組成，分為三部分：一是有機質30—50%，，腐植酸10—20%，對改良土壤起重要作用，二是氮磷鉀等元素，滿足生物的生長需要，三是未腐熟原料，施入農田繼續發酵，釋放肥效。

通過對沼渣的物理性質和沼渣纖維化學成分的測定研究，可以得出一下結論:

1)沼渣物理成分中含纖維64%，非礦物質雜質35%，礦物質1%，其纖維長寬比分布范圍3.92---32.14，分散度大。

2）沼渣纖維化學成分中含纖維素44.8%，半纖維素21.9%，木質素15.6%，灰分及其他雜質17.7%。反芻動物糞便厭氧發酵生產沼氣后沼渣中纖維素質量分數較水稻小麥和玉米等作物秸稈高5%以上。

沼液和沼渣都是很好的肥料，但是不能直接使用，因為沼渣中含有20%的水分，需要對其脫水，然后對其發酵。在對沼液進行脫水時，首先要選擇合適的絮凝劑，合適的絮凝劑可以提高出水率，擠壓出的泥餅含水率低。在水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質量不斷變大，沉速不斷增加。根據本廠多年的實踐經驗，一般是要選擇陽離子聚丙烯酰胺，離子度相對高的絮凝和出水效果好些，在選擇絮凝劑時，先在實驗室小試，然后上機實驗。以免浪費人力物力。

陽離子聚丙烯酰胺的發展契機和產品概況

   陽離子聚丙烯酰胺的發展契機：我國建成投運的城鎮污水處理廠超過3100座。污水Et處理能力超過1.5億m。城市污水處理率達到82.6％。此外隨著污水處理量的增加。污水處理的重要產物污泥的處理處置持續走熱。成為新的市場熱點 2010年l1月，環保部印發《關于加強城鎮污水處理廠污泥污染防治工作的通知》。浮選法的作用原理是在水中通入空氣或其他氣體產生微細氣泡,使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫層),然后使用適當的撇油器將油撇去。《通知》明確強化污水處理廠主體責任：“污水處理廠應對污水處理過程產生的污泥(含初沉污泥、剩余污泥和混合污泥)承擔處理處置責任。其法定代表人或其主要負責人是污泥污染防治第責任人”“污水處理廠以貯存(即不處理處置)為目的將污泥運出廠界的．必須將污泥脫水至含水率50％以下”。

搭配使用聚丙烯酰胺PAM的加藥次序以先陽后陰的效果好混合使用或單一品種使用時, 造粒效果都不好。在試驗中, 對加藥濃度也做了考察, 陽離子聚丙烯酰胺5%~1%。都可使用。陰離子聚丙烯酰胺加藥濃度在1%。造粒效果好。

   最后對不同類型的污泥做了二組試驗. 試驗表明選擇了適宜的聚丙烯酰胺PAM, 污泥的PH值又調得臺適亦可造出較大的顆粒。

   依據小試的條件, 在一個試驗性的造粒筒上做了一組試驗, 使用的藥劑為二種聚丙烯酰胺PAM,先把叔陽型的加入污泥槽中, 攪拌均勻, 而陰型的在造粒筒前的混合槽中加入。運轉初期未造出粒來, 后來又在泥槽中補加了陽離子聚丙烯酰胺, 并在造粒筒前的混合槽中,人工加強了陰離子聚丙烯酰胺與污泥的混合, 造出了粒, 其粒徑約有3~4cm , 含水率為90.37%(未經過擠壓) , 加藥量未計, 估計為400~500mg/L。沼液和沼渣都是很好的肥料，但是不能直接使用，因為沼渣中含有20%的水分，需要對其脫水，然后對其發酵。我們認為在有條件的地方, 經過大量的試驗研究工作, 濕式造粒有可能成為一種可行污泥脫水方法。

依據小試的條件, 在一個試驗性的造粒筒上做了一組試驗, 使用的藥劑為二種聚丙烯酰胺PAM,先把叔陽型的加入污泥槽中, 攪拌均勻, 而陰型的在造粒筒前的混合槽中加入。運轉初期未造出粒來, 后來又在泥槽中補加了陽離子聚丙烯酰胺, 并在造粒筒前的混合槽中,人工加強了陰離子聚丙烯酰胺與污泥的混合, 造出了粒, 其粒徑約有3~4cm , 含水率為90.37%(未經過擠壓) , 加藥量未計, 估計為400~500mg/L。凝聚與絮凝的說法經常互換使用，但是如果看成兩種機理，可能會澄清和脫水過程更容易理解。我們認為在有條件的地方, 經過大量的試驗研究工作, 濕式造粒有可能成為一種可行污泥脫水方法。

   其它脫水設備據資料報導: 壓濾機使用的調理劑為傳統的無機絮凝劑, 但隨著高分子聚合電解質的發展, 許多廠家也在改變他們的應用, 壓帶濾機, 它起源于造紙設備, 污泥壓帶濾機的發展是與聚合電解質技術的發展密切相連的。它對污泥脫水需使用聚合電解質, 凝聚效果愈好, 凝聚塊越密實, 施加的壓力可以越大, 脫水效果越好。聚丙烯酰胺凝膠的商品為生物膠－P（Bio-GelP），由日本tosoh的TSKGEL的pw系列，適合蛋白和多糖的純化。因此它要求很適宜的絮凝劑才能工作。