近年來(lái)，我國(guó)可再生能源發(fā)展迅猛，但是煤炭仍然占一次能源消費(fèi)的60%以上，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都是我國(guó)的主要能源形式；隨著環(huán)保意識(shí)的提高，礦區(qū)環(huán)境的改善迫在眉睫。

含煤污泥主要是指煤礦生產(chǎn)、生活廢水生化處理過(guò)程中產(chǎn)生的含有大量煤渣、煤粉的剩余污泥。這類(lèi)污泥與煤礦礦井水污泥相比有機(jī)物含量更高，難于脫水，容易腐化；與純粹的生活污水污泥相比無(wú)機(jī)顆粒含量更高，易于板結(jié)，不宜輸送；在工程實(shí)踐中含煤污泥的濃縮脫水處理成為影響煤礦區(qū)污水處理效果的關(guān)鍵因素。

比阻（SRF）和毛細(xì)吸水時(shí)間（CST）是衡量污泥濃縮脫水性能的主要指標(biāo)，一般認(rèn)為SRF在（1～4）×10¹²m/kg或者CST≤20s時(shí)較為經(jīng)濟(jì)。本文通過(guò)對(duì)含煤生活污水污泥、礦井水污泥和城鎮(zhèn)生活污水污泥的SRF和CST進(jìn)行對(duì)比研究，反映其不同的性質(zhì)，揭示SRF和CST之間的關(guān)系，為礦區(qū)含煤污泥濃縮脫水性能評(píng)價(jià)提供參考。

1 材料與方法

1.1 污泥來(lái)源

試驗(yàn)所用污泥為邢臺(tái)礦區(qū)、淮南礦區(qū)、兗州礦區(qū)等含煤生活污水剩余污泥，同時(shí)選取淮南礦區(qū)某煤礦礦井水污泥、杭州某城市生活污水處理廠剩余污泥作為對(duì)比；并按照污泥干重的0.0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%投加聚丙烯酰胺對(duì)含煤污泥進(jìn)行調(diào)理。

1.2 試驗(yàn)方法與過(guò)程

比阻測(cè)定采用自制比阻測(cè)定裝置，布氏漏斗直徑80mm，真空壓力35.46kPa，每隔一段時(shí)間（前2分組間隔30s，之后間隔60s）記錄一次計(jì)量管內(nèi)的濾液體積，試驗(yàn)20min或真空破壞。

污泥含固率測(cè)定采用DHS-20A烘干稱(chēng)量法水分測(cè)定儀，105℃恒重，分別稱(chēng)量恒重前后質(zhì)量，計(jì)算含固率。

粘度測(cè)定采用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，測(cè)量范圍1～1×10⁶mPa·S，測(cè)量誤差±5%，25℃恒溫測(cè)定。

CST測(cè)定采用英國(guó)Triton的304B型CST測(cè)定儀，采用18mm測(cè)試管，5mL樣品，通過(guò)Triton標(biāo)準(zhǔn)CST測(cè)試濾紙產(chǎn)生的毛細(xì)吸水壓力從試樣中吸收水分，記錄濕潤(rùn)半徑從16mm到22.5mm所用時(shí)間，作為CST值。

2 結(jié)果與討論

2.1 PAM調(diào)理前污泥SRF、CST與DS的關(guān)系

通過(guò)對(duì)11份含煤生活污泥樣品的測(cè)試，SRF在（1.64～3.26）×10¹²m/kg之間，CST在12.2s～39.1s之間，DS在1.27%～5.44%之間。

可以看出，在本次試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上SRF、CST與DS之間存在正相關(guān)性，決定系數(shù)分別為0.723、0.793。

2.2 PAM調(diào)理后污泥SRF、CST與DS的關(guān)系

對(duì)選定的較具代表性含煤生活污水污泥按不同濃度投加高分子量PAM，攪拌30s后分別測(cè)定SRF在（3.11～1.72）×10¹²m/kg之間，CST在15.4s～35.7s之間，DS在2.87%～3.77%之間。

可以看出，通過(guò)PAM調(diào)理SRF、CST與DS之間依舊存在正相關(guān)性，決定系數(shù)分別為0.620、0.767，顯著性弱于未經(jīng)調(diào)理的污泥。

2.3 SRF與CST的關(guān)系

相對(duì)于與DS的關(guān)系，含煤生活污泥調(diào)理前、后的SRF與CST呈現(xiàn)更為明顯的正相關(guān)性，決定系數(shù)分別為0.949、0.958。可見(jiàn)，通過(guò)易于測(cè)定的CST代替SRF來(lái)反映含煤生活污水污泥的脫水性能具有充足的數(shù)據(jù)支持，并且簡(jiǎn)便易行。

2.4 含煤污泥與其他污泥對(duì)比

利用含煤污泥調(diào)理前SRF與CST關(guān)系的回歸曲線，預(yù)測(cè)對(duì)比樣品礦井水污泥和城鎮(zhèn)生活污水污泥的SRF來(lái)驗(yàn)證對(duì)比樣品與含煤污泥SRF、CST的相關(guān)性。

對(duì)比樣品SRF預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的偏離度均超過(guò)20%，表明上述污泥與煤礦含煤生活污泥的濃縮脫水性能存在較大的差異，簡(jiǎn)單以上述幾種污泥的特性作為煤礦含煤生活污泥的設(shè)計(jì)參數(shù)，存在較大技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)及不確定性，這也是部分煤礦含煤生活污泥處理效果不佳的根本原因。

2.5 PAM調(diào)理效果

隨著PAM投藥量的增加，污泥含固率、上清液濁度逐步減低至低點(diǎn)后開(kāi)始上升，上清液濁度低至2.7NTU；SRF、CST呈現(xiàn)逐步下降趨勢(shì)。投加干污泥重量0.8%的該型PAM是比較合適的調(diào)理加藥量。

3 結(jié)論

（1）含煤生活污泥經(jīng)PAM調(diào)理前、后的SRF、CST與DS存在正相關(guān)性，SRF與CST之間的正相關(guān)更為顯著，決定系數(shù)≥0.9，可以通過(guò)易于測(cè)定的CST表征含煤污泥的特性。

（2）含煤生活污泥的濃縮脫水特性與礦井水污泥、城鎮(zhèn)生活污水污泥等存在較大不同，不宜直接利用上述污泥參數(shù)進(jìn)行含煤生活污泥相關(guān)設(shè)計(jì)選型。

（3）含煤生活污泥通過(guò)PAM調(diào)理可以獲得較好的脫水性能，試驗(yàn)過(guò)程中投加污泥干重0.8%的PAM即可以滿(mǎn)足脫水要求，同時(shí)污泥量較少，清液濁度較低。