技术应用 | 经济可行的污泥深度脱水之法——絮凝剂的选择！

脱水是污泥处理的第一环节，经济可行的方法是通过投加絮凝剂调质后进行机械脱水处理。以实验室小试和现场中试为基础，总结几种絮凝剂对污泥脱水的作用与效果，并提出絮凝剂选择方面建议。

随着水资源的缺乏以及对环境保护重视程度的提高，污水处理厂越来越多。城市污水处理多采用活性污泥法，其剩余污泥产量一般是污水处理量的0.3%～0.5%(以含水率97%计)，数量十分惊人。要如何经济、高效处理处置剩余污泥，已成为各污水处理厂密切关注的重要问题。

污泥处置方式包括土地利用、焚烧、建材利用以及污泥填埋等，无论采用哪种处置方式，污泥脱水是第一环节，经济可行方法的是化学调质法+机械脱水，即在污泥加入化学试剂进行絮凝后用机械脱水。

    本文从工作实际出发，以实验室小试和现场中试为基础，总结几种絮凝剂对污泥脱水的作用与效果。

1·实验方法

    1.1絮凝剂

    生石灰，三氯化铁，阳离子聚丙烯酰胺、聚硅酸铝铁、聚合氯化铝、工业级壳聚糖、活化硅酸、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)。

 1.2实验材料

   污泥试样：某污水处理厂剩余污泥，污泥含水率96%～97%，pH值在7左右呈中性，VSS/SS为40%～50%。

 1.3实验室小试方法

    量取150mL污泥倒入250mL烧杯中，在搅拌状态下加入絮凝剂，继续搅拌一定时间，倒入布氏漏斗中，真空抽滤脱水5min，记录滤液体积，检测滤液pH和脱水后污泥含水率。

    1.4现场中试方法

    将一定量的污泥试样加入储泥罐中，连续搅拌状态下加入一定量的絮凝剂，继续搅拌3～4min，然后在连续搅拌或间歇搅拌状态下经泥泵加入至5m2的小型隔膜板框机中压滤脱水，进泥时间约120min，压榨时间约60min，压榨压力约2.2MPa，记录脱水后污泥的状态，检测脱水后污泥的含水率，计算处理的干泥量。

   1.5检测方法

    采用玻璃电极法或pH试纸测定pH值，采用重量法测定污泥含水率。

2·试验结果与讨论

    2.1实验室小试

    絮凝剂的种类很多，不同污水厂剩余污泥的性质也存在差异，要获得适宜的絮凝剂必须经过一系列的筛选。通过实验室小试，能够方便、快捷地缩小适用絮凝剂的范围，为中试奠定基础。

    实验室小试从絮凝剂类型(单种或两种复合)、用量、投加顺序、搅拌时间等几个方面进行比较分析，其中较优的小试结果整理列于表1中。

    从表1看出，脱水效果最优是A，较好的是I、H、E，最差是B；处理单位绝干污泥的絮凝剂投加量最大的是A，一般是F、D、E，较少的是C、G、H、I；最少的是B；从絮凝剂酸碱性对设备的要求来看，要求最高的是A，较高的是C、E、F、G、H，一般的是B、D、I；从絮凝剂调质污泥的性质对搅拌系统和进料系统的要求来看，较高的是：B、C、G、H、I，一般的是D、E、F、A；同时脱水产生的滤液回流至进水泵房采用生物法处理，pH值在6以上的较好。

    综上，选择A、H、I进行中试，进一步选择适宜的絮凝剂。

2.2现场中试

   现场采用5m2的小型隔膜板框机以及配套的污泥调质系统、进泥系统进行中试，最大程度模拟生产工况，为大规模生产提供数据基础。根据实验室小试结果，选择三氯化铁+生石灰、工业壳聚糖(以三氯化铁作为溶剂)、聚二甲基二烯丙基氯化铵作为污泥絮凝调质剂，中试结果列于表2，脱水后污泥均固化，呈片状，易与滤布剥离，图1为几片污泥叠加在一起的效果图。

    从中试的结果来看，采用A、H、I分别调质污泥后的脱水效果是比较满意的，其含水率均在70%以下，甚至达到60%以下。从成本上分析，三氯化铁、生石灰均为无机混凝剂，药泥比最高，但药剂成本是最低的；壳聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化铵均属于有机高分子絮凝剂，药泥比较低，药剂成本却较高。

    三种絮凝剂配方各有优缺点，如：采用A脱水后污泥含水率最低，但单位的绝干污泥中加药量最大，增加了污泥运输量，且投药量大时现场操作环境差；

    采用H、I时，绝干污泥中加药量小，操作较为简单单，但成型的污泥硬度较差，表面和内部含水率差异较大，说明调制后污泥的疏水性有待提高，存在调质时污泥絮团易打散的问题，对搅拌系统和进料系统的要求相对较高，因此选择合适的无机物质与壳聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化铵复合进行污泥调质是今后研究的一个方向。

3·结论

    1)污泥脱水中，絮凝剂的使用起着关键的作用。应根据污泥的实际特性，遵循实验室小试、现场中试、大规模生产的原则，可经济、快捷地选择到合适的絮凝剂。

    2)选择絮凝剂时，要从絮凝剂的性质、价格、原料来源、适宜的设备以及污泥处置的方式综合考虑。

    3)调质前污泥含水率在96.5%～97.0%时，污泥脱水处理效果较好