文章编号：1009-6825(2012)34-0159-02
污水在处理过程中产生了大量的剩余污泥，污泥采用浓缩、机械脱水工艺处理后运至污泥填埋场填埋处置。污水在生化处理过程中产生的剩余污泥是含水丰富(含水率达95%～99.5%)的带负电荷的粒子群，故必须对其进行脱水操作，以降低污泥含水率，减少污泥的质量和体积以便于进一步处置。通过近年来的研究，最有效的减少污泥数量、改进污泥脱水性质的途径之一，就是结合具体情况研究选用合适的絮凝剂。其作用原理为通过投加絮凝剂，在污泥胶质微粒表面起化学反应、中和污泥胶质微粒的电荷，并通过架桥作用促使污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，从而提高污泥的脱水性能。本文主要考察上机试验中絮凝剂耗药量对污泥脱水性能的影响。
1.污泥处理工艺流程
污水处理过程中产生的剩余污泥经由浓缩工艺处理，加入絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺调理泥质，提高污泥的脱水性能，再由螺杆泵提升进入离心脱水机在离心力的作用下使泥水分离、污泥得到减容减量处理。脱水设备使用ANDRITZ的D7LL卧螺式离心机，絮凝剂采用巴斯夫公司絮凝剂。
2.上机试验及检测设备
ANDRITZ卧螺沉降离心机1台，Seepex污泥螺杆泵1台，TOMAL絮凝剂溶解投配系统1套，MB45卤素水分测定仪2台，HB43-5卤素水分测定仪1台，烧杯、取样针筒若干。
3.试验过程与分析
上机试验主要考察阳离子聚丙烯酰胺的药耗对污泥脱水性能的影响，包括对脱水后泥饼含水率及滤液中的SS回收率等的影响，确定脱水效果佳且经济合理的药耗参数。上机试验根据进泥流量范围分三个阶段进行：60m3/h～65m3/h，65m3/h～70m3/h，70m3/h～75m3/h。具体参数如表1所示。
从表1可看出，上机试验进泥浓度基本维持在97%左右，略有波动但波动很小，这为脱水取得优良效果提供了保证。
3.1进泥流量为60m3/h～65m3/h时运行分析
第一阶段试验进泥流量为60m3/h～65m3/h，进泥干固体负荷为1750kg/h～1860kg/h，逐渐减少絮凝剂的投加量，调节离心机的差速，根据试验数据得到流量60m3/h～65m3/h时泥饼含水率及污泥回收率随药耗变化曲线图如图1所示。
分析图1可知，每吨干污泥耗药量在3.69kg/TDS～4.62kg/TDS范围内，随着药剂投加量的减少，泥饼含水率呈现一个先减小后增大的趋势，而污泥回收率呈逐渐减小的趋势。这是因为加入一定量的絮凝剂后，在其电性中和、吸附架桥等功能的作用下破坏了胶体的稳定性，使其易于脱水，随着剂量的增加脱水效果达到了一个最佳值；在此基础上再加大药剂量，过量的正电荷再次包围着污泥颗粒形成稳态结构，进而阻碍了细小颗粒的絮凝沉降，导致固液分离困难，表现为泥饼含水率回升。
3.2进泥流量为65m3/h～70m3/h，70m3/h～75m3/h时运行分析
第二阶段试验进泥流量为65m3/h～70m3/h，进泥干固体负荷为1750kg/h～2100kg/h；第三阶段试验进泥流量为70m3/h～75m3/h，进泥干固体负荷为2100kg/h～2200kg/h，在各阶段根据不同流量调节其加药量和运行差速，得到脱水后泥饼含水率和污泥回收率随药耗变化曲线如图2，图3所示。
分析图2可知，随着加药量逐渐减少其泥饼含水率也呈现一个先减小后增大的趋势，表现出了与图1一致的规律，而SS回收率也是呈现逐渐递减的趋势。
分析图3则表现出不一样的趋势：随着加药量的递减其SS回收率呈现出递减且不稳定的状态，而泥饼含水率则呈现出逐渐增加的趋势。分析其原因有二：1)药剂投加量不够，不足以中和掉污泥絮体表面的负电荷而破坏胶体的稳定性；2)该厂卧螺离心机的最佳干固体运行负荷为1800kg/h～2100kg/h，因其超负荷的运行，多余的干固体将从上清液中排出，上清液的悬浮物会急剧增多，但脱水泥饼的产量并没有增加，会造成电耗、污泥泵、离心机磨损的增加，不利于污泥脱水成本的控制。而当药剂投加量不足时，这种现象将更加明显。
4.结论与建议
通过三个阶段的离心脱水上机试验，结果表明固体负荷在1750kgTDS/h～2200kgTDS/h，调整其差速在4r/min～5r/min的运行状态下，控制药耗在3.93kg/TDS～5.12kg/TDS范围内，皆可得到泥饼含水率不大于77%、污泥回收率不小于97%的优良脱水效果。
在固体负荷大于额定负荷2100kgTDS/h的状态下，试验结果表明虽然药耗没有明显增加，但药耗优化空间不大，泥饼含水率增加，SS回收率降低，故生产时设备在负荷临界点附近运行会有不达标情况发生。
