东莞市沙田福禄沙美信水务有限公司
一、污泥脱水药剂选型的相关要点
目前我国大多数的城市污水处理厂采用生化处理的方式，对工业污水进行处理工作，受到传统技术的束缚，在污水处理的过程中，会存在大量的生化污泥，这些生化污泥中含有的水分较多，并且体积较大，给相关的运输和处理工作带来了许多的麻烦，并且污泥的生活物质同样会给环境造成破坏，没有真正实现工业污水的达标排放。因此，需要对城市污水处理厂产生的污泥进行脱水处理，避免给生态环境造成影响。由于生化污泥中的水通常以间隙水、自由水、吸附水和结合水的形式存在，并且生活污泥中的存在大量的悬浮颗粒，这些悬浮颗粒能够跟水分进行充分的融合，使得含水量进一步的上升。大部分的污泥颗粒不易聚集，因此在脱水处理的时候，存在一定的困难。对生活污泥进行脱水处理是实现绿色排放的关键，目前我国城市污水处理厂最常使用的方式就是在生活污泥中加入一定的脱水剂，使得污泥颗粒的水分能够与自由粒子分离，达到脱水的目的。在进行脱水处理的时候，需要通过克服电性排斥的作用和相应物质的水合作用，改变生活污泥的化学性质，增加污泥中自由粒子的聚集力，提高污泥的脱水性能，使得水分能够有效地排出。对城市污水处理厂进行污泥的脱水处理不仅有利于原料的运输和仓储，并且能够降低相应的管理成本，减少为环境的危害。
二、实验材料和步骤
（一）实验材料
在进行城市污水处理厂污泥脱水药剂选型研究的实验中，所选取的实验样本为污泥调节池中的泥样，样本的采集点为污泥脱水的管道。选取污泥的含水量为97%，具体的药剂参数如下：
(二)实验方法
首先在实验所用的烧杯中加入500ML的工业生化污泥样本，然后再加入一定量的絮凝剂，并且烧杯中的溶液进行晃动，保证其中的生活污泥样本能够与絮凝剂进行充分的混合。要记录下，烧杯出现絮体时晃动的次数和絮体破碎时晃动的次数。同时也要观察烧杯中絮体的体积和密度以及浑浊情况。进行烧杯的晃动实验，可以初步了解不同药剂对生活污泥脱水处理的效果，为了后面的实验操作奠定了基矗
然后，实验人员需要进行毛细吸水时间的测试，实验人员需要提取100ML的生化污泥样本放在实验烧杯中，然后将烧杯放在一定转速下的测试装置上，进行5分钟的离心旋转，使得烧杯中出现较多的絮状物体。实验人员需要提取其中的絮状物体倒入CST装置，启动CST装置进行相应的测试。
在进行这一步操作的时候，需要注意中心的不锈钢管内需要加满一定的混合溶液，并且需要经过一定的搅拌，使得生化污泥中的水分能够充分地渗透到下面的滤纸中，当生化污泥中的水分经过A电极的时候，CST装置开始计时，当生活污泥中的水分经过B电极的时候，CST装置停止计时，计时时间越小，就说明了所使用的药剂脱水效果越好。
虽然，需要进行污泥的比阻实验。污泥的比阻实验是评价污泥过滤效果的综合测试。表示在一定的压力环境下，单位量的污泥过滤时所产生的阻力。通过污水比阻实验可以测试出水泥的规律性能，便于选择合适的脱水药剂。污泥的比阻值越大，说明了过滤效果越差，该药剂的脱水性能不理想。
三、实验结果分析
通过实现测试可知，随着投放量的增加，生化污泥混合物中的PAM粒子的絮凝效果要比其他粒子要好很多，这主要是由于城市污水处理厂所产生的污泥具有一定的负电荷，能够跟PAM进行电荷的吸引。因此在进行生活污泥的脱水处理时，需要对污泥胶体脱稳。脱稳的方式主要是利用了电荷吸附中和、吸附架桥或者压缩双电层的原理。使得PAM粒子具有强烈的正电荷，实现粒子脱稳的目的。而其他阴离子由于不具备电荷作用，因此选取相应的阳离子进行测试，就可以分析出不同药剂对生化污泥脱水处理的效果差异。
在进行CST实验的过程中，采用不同的药剂，烧杯中出现的絮凝物体在时间、密度和体积方面存在一定的差异，并且混合溶液的浑浊程度也有着明显的不同。根据实验结构来看，后面使用的四种药剂应用效果差别不大，能够推测出在进行污水脱水处理的时候，混合融合溶液PAM粒子溶度的增大会对实验的效果产生一定的影响，当PAM粒子浓度上升到一定的标准之后，脱水药剂对生化污泥产生絮体的效果就会清晰的反应出来。在进行CST实验和污泥的比阻实验时，能够较为准确地控制药剂的用量，充分保证反应的效果。
对于所有实验的阳离子 PAM 都有一个最佳投加量，集中在 4.14 ～ 5．52 kg /t 绝干污泥 。随着离子度的增加，最佳投加量有少许降低，但幅度不大。CPAM4( 900 万，50% ) 在投加量 4．6 ～ 5．06 kg /t 绝干污泥时、CPAM7( 1200 万，50% ) 在投加量 4.6 ～ 5.52 kg /t 绝干污泥时，CST 小于 20 s，符合一般污泥机械脱水要求，并且效果优于其它药剂。离子度相同的药剂，在不同药剂投加量下，其 CST 相似，说明在所实验的药剂的分子量范围内，分子量对于絮凝效果影响不大。CPAM2( 800万，40% ) 的效果好于 CPAM1( 900 万，30% )的药剂，说明对于该污泥，在分子量 800 万以上时，离子度对脱水效果影响较分子量更大。随着离子度的增加，CST 值越来越小，在离子度达到 50%时，最佳投加量下的 CST 达到最小值，此时离子度进一步增加后，CST 反而增加。这是由于阳离子 PAM 在污泥絮凝过程中主要发挥吸附架桥和电荷中和两种作用，单纯从吸附架桥作用分析，有一个最佳投加量，投加量大于最佳投加量后，许多 PA M 分子链的一端吸附在同一个颗粒表面，或者许多个 PA M 分子线团环绕在污泥颗粒周围，形成水化外壳，阻止了颗粒间的接触，对污泥颗粒起到了保护作用。单纯从电荷中和作用分析，也会现一个最佳投加量，当药剂投加量大于最佳投加量后，造成污泥重新带上正电荷，互相之间斥力逐渐增加，污泥絮体滤水性能下降。
四、结语
随着社会的快速发展，我们在进行经济建设的时候，一定要重视城市污水处理厂排放出的污泥，要对污泥进行一定的脱水处理，使得生化污泥能够方便运输和仓储，并且不给环境造成二次污染。在进行污泥脱水药剂选型研究的时候，主要采用了对照实验的方式，对不同类型的药剂分别进行了CST测试和污泥比阻测试，观察不同在脱水药剂作用下生化污泥的脱水情况，通过对混合溶液中的絮体进行观察，可以客观地分析不同药剂的脱水处理效果，从而选择最佳的药剂进行污泥的脱水工作，发挥了实验研究的意义，给城市污水处理厂提供了一定的理论参考。
参考文献：
[1]张欣蓓. 西安市第四污水处理厂工程项目后评估研究[D].西安建筑科技大学,2018.
[2]万耀强. 城市污水处理厂污泥过滤脱水性能的试验研究[D].郑州大学,2017.
论文作者:冯锦虎
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/19
标签：污泥论文; 药剂论文; 烧杯论文; 污水处理论文; 生化论文; 效果论文; 粒子论文; 《中国西部科技》2019年第11期论文;