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城鎮(zhèn)化水平的提高，必將導(dǎo)致市政污泥的產(chǎn)生量大幅度增加。然而，市政污泥較高的有機(jī)物含量造成污泥脫水困難，已成為影響污泥處理與處置的一大難題。酈光梅等研究發(fā)現(xiàn)，采用無機(jī)調(diào)理劑更有利于污泥建材利用或填埋。無機(jī)調(diào)理劑中的鋁鹽、鐵鹽等高分子絮凝劑，其作用機(jī)制是向污泥中投加調(diào)理劑后，使污泥形成顆粒大、孔隙多、結(jié)構(gòu)強(qiáng)的泥餅，即通過改變污泥的性質(zhì)，使污泥顆粒絮凝以改善污泥脫水性能。

污泥脫水性能評價(jià)指標(biāo)包括污泥比阻（SRF）、污泥沉降性能曲線、真空抽濾、離心脫水實(shí)驗(yàn)后泥餅的含水率等。影響污泥脫水性能的因素主要有污泥顆粒的大小及分布、表面電荷、水合程度以及顆粒間的相互作用。其中，污泥顆粒的大小是影響污泥脫水性能重要的因素，因?yàn)槲勰囝w粒越小，顆粒的比表面積越大，這意味著更高的水合程度和更大的過濾阻力，這樣改變污泥脫水性能就需要更多的藥劑。

本文采用無機(jī)調(diào)理劑聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鐵（PFS），考察了對污泥比阻、泥餅含水率、污泥沉降性能等的作用效果，探討了兩種無機(jī)調(diào)理劑對污泥脫水性能的改善問題。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 剩余污泥

實(shí)驗(yàn)所用污泥樣品取自某市政污水處理廠污泥存儲池的剩余污泥。污泥取回后靜沉2小時，然后倒去上層清液，取下部污泥作為實(shí)驗(yàn)污泥樣品；同時，及時測定所取剩余污泥的各項(xiàng)指標(biāo)，然后放入生化培養(yǎng)箱，恒溫4℃冷藏保存。

1.1.2 無機(jī)調(diào)理劑

聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鐵（PFS）是城鎮(zhèn)污水處理廠常用于污泥化學(xué)調(diào)理改性的無機(jī)調(diào)理劑。實(shí)驗(yàn)所用藥劑取自長隆水處理有限公司，基本信息如下：

1.2 檢測項(xiàng)目及方法

1.2.1 污泥過濾性能表征

（1）污泥含水率

初始含水率、濾餅含水率的測定方法按照國際法測定。

（2）污泥比阻

污泥比阻指通過泥餅時水分子所受到的阻力大小，常用作判斷污泥脫水難易程度的檢測指標(biāo)。

（3）抽濾實(shí)驗(yàn)

取100mL經(jīng)過調(diào)理的污泥，將折好的已知質(zhì)量的中速定量濾紙置于布氏漏斗中，重力過濾約1～2min，20min后停止抽濾，并記錄布氏漏斗下量筒內(nèi)的濾液體積。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作抽濾時間t與濾液體積V的關(guān)系曲線。將過濾得到50mL濾液的時間記作T50。

1.2.2 污泥沉降性能表征

污泥沉降性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍从澄勰嗝撍阅艿暮脡?。污泥搖勻后，取200mL置于燒杯中，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的投加比對污泥進(jìn)行化學(xué)調(diào)理，然后放置于六聯(lián)攪拌器上，快速攪拌5min（200r/min），慢速攪拌10min（50r/min），使兩者充分混合。將調(diào)理后的污泥倒入100mL量筒中，靜置、觀察泥水界面的變化，每5min記錄一次污泥沉降的體積。

1.2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

抽濾的時間長短可以表征污泥脫水的性能。實(shí)驗(yàn)利用污泥比阻實(shí)驗(yàn)裝置，使用真空抽濾的方法，將抽濾濾液的體積為T50。T50的值越小，則說明污泥越容易被抽濾，其脫水性能就越好。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

分別取200mL實(shí)驗(yàn)原泥于燒杯中，按照不同投加量0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g/L投加PAC和PFS進(jìn)行調(diào)理，將加藥后的燒杯置于六聯(lián)攪拌器上，快速攪拌5min（200r/min），慢速攪拌10min（50r/min），實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 污泥過濾性實(shí)驗(yàn)

含水率和污泥比阻具有明顯的相關(guān)性。在調(diào)理劑的投加量未達(dá)到合適投藥量時，絮體形成不完全；在合適投藥量下，絮體完整，膠體顆粒分散使得大量結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂伤?，束縛水的含量降低，此時的污泥過濾性能較佳。

超過合適投藥量后，已成型的污泥絮體失穩(wěn)破壞，隨機(jī)裹挾周圍大量的自由水，造成污泥的脫水性能變差。當(dāng)PFS的投加量為2.0g/L時，污泥的過濾效果好，其通過真空泵抽濾得到的濾餅含水率為72.57%，污泥比阻值為3.8×1012m/kg。當(dāng)PAC的投加量為2.0g/L時，污泥的過濾效果也優(yōu)，其通過真空泵抽濾得到的濾餅含水率為71.17%，污泥比阻值為3.5×1012m/kg。

因此，確定無機(jī)調(diào)理劑PFS和PAC改善污泥脫水性能的合適投加量均為2.0g/L。

2.2 污泥沉降性實(shí)驗(yàn)

投加不同劑量的PFS、PAC調(diào)理污泥后，污泥的沉降性能都得到不同程度的改善。因?yàn)镻FS和PAC在水中會發(fā)生轉(zhuǎn)化，生產(chǎn)的多核陽離子聚合物可以對污泥絮體發(fā)揮吸附電中和和架橋作用，有助于改善污泥的沉降和脫水性能。隨著PFS投加量的增加，在PFS投加量達(dá)到2.5g/L時，污泥的沉降性能好；隨著PAC劑量的增大，當(dāng)PAC的投加量達(dá)到2.5g/L時，污泥沉降效果優(yōu)?？梢悦黠@看出投加PAC超過一定量后，污泥由于不穩(wěn)定而呈現(xiàn)出體積增大的現(xiàn)象。

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

隨著無機(jī)調(diào)理劑投加量的增加，T50逐漸減??；無機(jī)調(diào)理劑達(dá)到一定投加量后，T50趨于穩(wěn)定。在PFS的投加量達(dá)到2.0g/L時，T50降至3.8s左右趨于穩(wěn)定；在PAC的投加量達(dá)到2.5g/L后，T50降至3.7s左右趨于穩(wěn)定。

3 總結(jié)

（1）單獨(dú)投加無機(jī)調(diào)理劑聚合硫酸鐵（PFS）對污泥進(jìn)行調(diào)理，當(dāng)PFS的投加量為2.0g/L時，污泥脫水性能得到了顯著的改善，其污泥比阻值從52×1012m/kg降為3.8×1012m/kg，濾餅含水率和T50較原剩余污泥也有明顯降低。

（2）單獨(dú)投加無機(jī)調(diào)理劑聚合氯化鋁（PAC）時，當(dāng)PAC的投加量達(dá)到2.0g/L，其污泥比阻值從52×1012m/kg降為3.5×1012m/kg，污泥的過濾性能和沉降性能均得到不同程度的改善。

（3）從污泥的過濾性能實(shí)驗(yàn)、沉降性能實(shí)驗(yàn)和抽濾實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，污泥的比阻值和污泥的含水率、污泥的沉降性能以及T50之間有著一定的相關(guān)性。

（4）從污泥調(diào)理改善情況和經(jīng)濟(jì)成本對比兩種調(diào)理劑，當(dāng)處理相同量污泥時，二者的投加量基本相同，聚合硫酸鐵（PFS）處理污泥的成本更低一些。因此針對該污泥，建議使用PFS作為改善污泥脫水的無機(jī)調(diào)理劑。