摘要：污泥处理是城市污水处理厂一个不可缺少的环节，污泥需要及时处理与处置，其目的在于减量、稳定、无害化和综合利用等，以保证污水处理厂的正常运行和处理效果，防止二次污染。污泥中含有大量的水，占总重量的95%～99%，导致污泥容积大，给污泥后续处理带来困难，需要对其进行深度脱水，缩小污泥体积。但活性污泥脱水性能差，需对污泥进行调理，提高污泥脱水性能。本文主要分析和研究了影响污泥脱水的因素以及相关的污泥调理措施和其混凝剂对于污泥脱水性能的影响。
关键词：污泥；化学调理；混凝剂；脱水性
1影响污泥脱水因素
1.1污泥的种类的影响
污泥的性质将直接影响污泥脱水效果，污泥中污泥颗粒粒径的大小及其分布决定过滤脱水的难易程度和好坏。试验证明城市污水厂初沉污泥较易脱水，剩余活性污泥较难脱水，其混合污泥的脱水性能介于两者之间。此外，污泥中的有机物含量及污泥颗粒大小还直接影响化学药剂的投加量。
1.2过滤压力
过滤的难易与物料的压缩性及压力值有关。一般来说，真空度越高，滤饼密度越大，含水率越低。但随着滤饼密度增加，过滤阻力增加，不利于过滤脱水。城市污泥随着过滤压力的增加，污泥比阻值也随之增加，压力增大，动力消耗增加，污泥处理成本提高。因此，污泥过滤脱水时必须选择适当的压力。
1.3混凝剂的种类和投加量
混凝剂的种类和投加量对污泥比阻的影响如前所述。不同脱水方式需采用不同的混凝剂，如真空过滤脱水，采用高分子混凝剂的效果较好，离心脱水时，不宜采用无机混凝剂。
1.4过滤设备
过滤设备的性能影响着过滤压力、滤过污泥产率、滤液悬浮物浓度、固体回收率及滤饼的剥离性能，过滤机械不同，采用的过滤介质也不同。如真空过滤和压滤脱水机械中，主要采用织物制品。滤布不同，过滤后，滤饼脱落的难易程度不同。
2污泥化学调理法
有机质污泥（包括初沉污泥、腐殖污泥、活性污泥及消化污泥）均是以有机物微粒为主体的悬浊液，颗粒大小不均匀且很细小，具有胶体特性。由于与水有很大的亲和力，可压缩性大，过滤比阻抗值也大，因而过滤脱水性能较差。其中活性污泥由各类粒径胶体颗粒组成，过滤比阻抗值高，脱水更为困难。污泥调理的目的是为了提高污泥浓缩脱水的效率，为经济地进行后续处理而有计划地改善污泥性质的措施。
化学调理作为污泥调理中改善污泥脱水性能最常用的手段之一，是指在污泥中加入化学药剂（如助凝剂、混凝剂等），使颗粒絮凝，改善脱水性能。简单而言，凡是能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状物沉淀的物质都可称为混凝剂（或统称为絮凝剂）。凝聚剂即为主要通过表面电荷中和或压缩双电层而使胶体颗粒脱稳的药剂。絮凝剂则是在脱稳后的胶体颗粒之间产生架桥作用以及在沉降过程中产生卷扫作用的药剂。
3混凝剂用量对污泥脱水性能影响的研究
在混凝剂的投加过程中，控制混凝剂的剂量是关键，因为过量加入将会增加费用和降低污泥的脱水性能。最佳的混凝剂剂量是与胶态表面的最少电荷及聚集形成大絮凝体的趋势有关，药剂的最佳剂量也能通过SBR（序批式活性污泥法）来预测。用这两种方法推测出来的最佳剂量是不同的，这是由于这两种方法所采用的压力不同造成的。从实践观点上来讲，工厂操作员能通过测量相对容易的CST来推出更耗费时间SBR，以获得更多的信息，从而对药剂量进行选择。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆相关研究表明利用污泥的流变学性质来控制药剂的剂量。当污泥遭遇混凝剂后，发生絮凝作用，微小颗粒在电荷中和和吸附架桥的作用下聚集起来，随着剂量的增加，絮凝体尺寸越来越大。在单一的调理物中，随着剂量增加，絮凝体的结合力逐渐下降，而用两种药剂投入时随着剂量增加，也是同样的情况。絮凝体的尺寸越大，结合力就越小，大的絮凝体往往很脆弱。Gaehe.D.H，Wen.h.J等人则认为粘土絮凝体却随着絮凝体尺寸的增大，结合力也增加，大的絮凝体发生了絮凝破碎，假如剩余的药剂有足够的数量在其中，就会发生再次絮凝，且形成了结实和粗糙的絮凝体。Mohammail.M研究认为当絮凝体发生破裂，这时会产生更多的带有负电荷的表面，如此就需要更多的聚合物来达到电荷中和。絮凝体发生破碎，在随后的脱水工艺中，将导致极差的脱水性能。
Campbell等观察到随着絮凝剂加入，逐渐到最佳剂量时，被调节的污泥的屈服强度也逐渐增加，一般说来污泥的临界屈服应力和絮凝体的预应力，是随着聚合物的增加而增加，其中一些在达到更高的剂量时，会逐渐降低。RayandHogg[so]也发现絮凝剂能加强絮凝体的结合力。絮凝体的结合力可以通过剪切和一般的压力的方法，在絮凝体中进行搅动来测量。相关实验证明，使用两种聚合物的混合体，会形成超强的絮凝体。
絮凝剂加入过多，会恶化污泥的脱水性能。当加入药剂量太大时，废水中的固体颗粒因吸附了聚合物而带上正电荷，胶体颗粒因电荷排斥而重新分散稳定，导致处理效果下降。另外，絮凝剂加入过量时，由于絮凝剂的大分子结构，使污泥形成的絮体结构疏松，刚性较强，絮体中所含水分难以脱除。因此，最合理的剂量是能产生最好的沉淀效果或是对机械脱水有最小的阻力。最好的絮凝体应该是有较大尺寸并显示出结实和致密的网状内部结构；另一方面，理想的絮凝体应有最小的过滤阻力，很高的多孔性和显示出结实和开放性的内部结构。
结语
综上所述可以得出以下结论
（1）不同混凝剂对污泥进行调理，产生的效果也不同，有机高分子混凝刑效果远优于无机高分子混凝剂。混凝剂的投加量也对污泥脱水性能有较大影响，随着混凝剂投加量的增加，污泥比阻变小，每种混凝剂各有一个最佳量，超过这个量，污泥比阻就会上升，脱水性能变差。
（2）有机高分子混凝剂处理污泥效果好于无机高分子混凝剂。阳离子PAM处理污泥效果最好，阳离子PAM带正电荷，能与污泥能发生电中和反应。一般来说混凝剂分子量越大，荷电密度越高，降低污泥比阻能力越强。随着阳离子型PAM分子量的提高，在污泥脱水方面的应用会越来越多。
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论文作者:蒋雪,李诗月
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/25
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