污泥是污水處理的副產物，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。污泥需要及時進行處理與處置，以免產生“二次污染”，必要的處理處置可以使污泥進行“資源化”利用。污泥的含水率很高，沒有進行脫水處理的污泥一般為96%～99.8%，體積很大。污水廠中污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要步驟或環節，目的是使固體富集，減少污泥體積，為污泥的處置創造條件。由于城市污泥中含有大量的蛋白質和碳水化合物，這些物質大都是親水性的膠體，帶有負電荷，與水的親和力很強，所以沉淀性能和脫水性能都很差。對污泥進行預處理，可以改變污泥顆粒表面的物化性質，破壞污泥的膠體結構，減少污泥顆粒與水的親和力，相應改善污泥的脫水性能。

為提高污泥脫水性能通常采用的方法有化學調節，熱處理，冷凍法，淘洗法等，采用高能量微電子輻射也能改善污泥的脫水性能。從近幾年國外的發展趨勢看，化學調節是較常用的方法，在污泥脫水前進行加藥調質，使帶有電荷的無機或有機藥劑與污泥發生反應，通過電性中和、化學僑聯等作用，使水從粒子中分離出來，并使粒子凝聚成大的絮狀體，可以提高污泥的脫水性能。本次試驗是結合污水廠運行實際情況進行絮凝劑的選擇。

1 試驗背景

鎮江征潤州污水處理廠是鎮江污水截流工程的重要組成部分，處理對象為鎮江市主城區的生活污水和部分工業廢水。該污水處理廠自2003年6月完成一期工程并投入試運行，目前處理量為10×10⁴m3/d。污水處理工藝采用CAST工藝，采用4組CAST生物池連續運行，每組生物池運行周期為4h，每天運轉6個周期，泥齡為15d。每天產生剩余污泥1675m3，含水率為99.2%～99.8%，剩余污泥經重力濃縮后含水率降為95%～97%，濃縮污泥進行加藥調質后，由帶式壓濾機進行機械脫水。

2 試驗目的

污泥脫水機房的正常運行是污水處理廠正常運行的一個關鍵環節，污水處理廠自試運行開始，脫水機房的試運行也相應開始。而污泥調質用絮凝劑的選擇是污泥脫水機房運行的比較關鍵的一個方面。本次試驗旨在根據該廠的污泥情況，選擇出適合于該廠污泥脫水且市場可以保證的絮凝劑，達到使污泥脫水運行效果良好，費用節省的目的。為后續污泥的處理處置做好前端工作。

3 絮凝劑的選擇試驗

采用實驗室實驗和上機實驗相結合的方式進行了至少三個廠家、9種規格的絮凝劑選擇，確定出較佳的絮凝劑選擇。

3.1 初步選擇

目前，用于污泥脫水的藥劑有許多種。一般可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和生物絮凝劑三種。各種絮凝劑的絮凝機理在本質上是一致的，但又有所不同。絮凝劑的投加量對污泥脫水有較大的影響。對有機高分子絮凝劑來說，由于分子量大、絮凝作用好，形成絮團結構疏松，其中絮團裹著的水難以脫穩，投加量太少，不足以改善污泥的脫水性能，投加量過多，脫水效果反而下降。另一方面，污泥粘度增加會加強與濾布的粘連，影響泥餅的剝離性能。

城市污水處理廠污泥調質應根據污泥的種類和性質選擇有機高分子絮凝劑。污泥中VSS/SS較高時，應盡量選用陽離子度高的絮凝劑，并增加絮凝劑投加量；污泥中，SS濃度較高時，應選用高分子量的絮凝劑，SS濃度低時，可選用分子量較低的絮凝劑；污泥pH值較高時（消化污泥），應選用官能團為季銨鹽結構的絮凝劑，pH值較低時，叔胺鹽和季銨鹽結構的絮凝劑均可使用。我國城市污水處理廠污泥脫水主要使用帶式壓濾機和離心機兩種類型，對絮凝劑的要求是有區別的，其中帶式壓濾機要求使用中等分子量，中高陽離子度的絮凝劑，離心機要求使用高分子量、中低陽離子度和適度交聯的絮凝劑。

鎮江市征潤州污水處理廠的污泥為污水生物處理產生的活性剩余污泥，VSS/SS一般在30%～40%之間，污泥的pH值一般在7左右呈中性。剩余污泥經重力濃縮池濃縮后進行加藥調質、機械脫水，加藥裝置為國產PT2660自動配藥裝置，脫水裝置為國產DYB2000帶式壓濾機。根據該廠的污泥的特點以及脫水機械，設計選用陽離子聚丙烯酰胺（PAM）對濃縮污泥進行污泥調質。對絮凝劑的選擇采用招標的方式選擇了三個廠家，每個廠家提供三種規格的樣品進行實驗室實驗和上機實驗相結合的方式進行選擇，并根據處理效果折算處理成本，綜合各種因素進行藥品的選定。

3.2 實驗藥品

水溶性的高分子聚合物——陽離子聚丙烯酰胺（PAM）的不同規格藥品，由生產廠家提供。藥品編號分別為：CP8647，CP8558，CP8547，CPF-101，CPF-102，CPF-103，AGP325，AGP315，AGP310。樣品外觀均為白色粉末，含固量≥90%，分子量＞500萬，中強離子度。

3.3 實驗室小試

由于污泥中的微細顆粒帶負電，互相排斥，還有部分污泥與表面附著水結合成凝膠體，所以它們能在水中穩定分布，沉降性能較差，靠重力沉降只能將污泥與游離水分開。當加入絮凝劑后，絮凝劑使帶負電的污泥顆粒脫穩，并將表面附著水轉化成游離水。因此，污泥的沉降性能可作為衡量絮凝劑性能的一個指標。

試驗參考其他污水處理廠絮凝劑的投加量，分別對9種藥品進行了實驗室的沉降試驗。結合廠內脫水機房情況，配置藥劑濃2‰，實驗污泥取自濃縮池濃縮后污泥。取250ml量筒三個，量取250ml污泥，投加25ml藥劑后，充分混合均勻，然后靜置，以定性了解各種絮凝劑對污泥的調質效果。

由試驗結果看，初選的CP8647、CPF-103及AGP325三種絮凝劑相對調質效果較好，就小試結果來看，區分不明顯。因此考慮對較好的絮凝劑進行實際上機操作，以確定出較佳的絮凝劑。

3.4 上機試驗

根據小試的結果，分別對初選的絮凝劑進行了實際的上機試驗，將濃縮池充分濃縮后的污泥，以污泥泵供給帶式壓濾機滿負荷運轉，將藥劑根據配制成2‰的濃度，通過調節絮凝劑計量泵向帶式壓濾機加藥，運行中固定污泥泵的流量120m3/h，加藥泵分別以0.30m3/h、0.35m3/h、0.40m3/h、0.45m3/h、0.50m3/h、0.55m3/h、0.6m3/h的加藥量加藥。觀察帶式壓濾機的運行情況，以壓濾機重力濃縮段調質污泥濃縮效果良好，濾帶無跑泥現象，泥餅厚度均勻，與濾帶分離狀況良好等條件為穩定運行條件。連續穩定運行4個小時后，用計量裝置測出泥餅的厚度，同時記錄污泥泵和加藥泵的流量計讀數。然后取加藥前污泥及脫水后泥餅送到化驗室，分別測出濕污泥的污泥濃度、含水率及泥餅的含水率。根據上述數據計算出污泥脫水率、加藥量與干泥比等主要指標，數據見下表：

由以上數據看，各種絮凝劑處理污泥的泥餅的含水率均在82%左右，污泥脫水率在15%左右，但由于處理污泥固體濃度不同，折算出來的單位絕干污泥加藥量不同，低至2.40kg/tDS，高達3.04kg/tDS。三種絮凝劑對污泥的調質都有一定效果，脫水泥餅的含水率差別不是很大，區別在于達到較佳穩定運行的條件下加藥量不同，根據濕污泥處理量和脫水泥餅進行折算出來的單位絕干污泥加藥量的差別較為明顯。

3.5 成本分析

由于各個藥劑價格略有不同，因此在確定絮凝劑時應根據實際運行效果，結合絮凝劑的市場價格，進行綜合評價以確定出較佳的絮凝劑。

絮凝劑成本的計算一般以處理單位重量污泥的絮凝劑用量乘以絮凝劑的價格得出處理單位重量污泥的經濟成本來分析。絮凝劑的用量應結合藥劑的實驗室評價體系，根據藥劑的較佳絮凝效果，經計算得出。以PAM為例，絮凝劑的用量以及成本分析如下：

（1）污泥投藥量=[藥劑投加量（ml）×藥劑濃度（‰）]÷試驗取污泥體積（ml）×106mg/L或ppm

（2）絕干污泥噸投藥量=[藥劑投加量（ml）×藥劑濃度（‰）]÷[試驗取污泥體積（ml）×污泥含固率（%）]×103kg/t絕干污泥

（3）絕干污泥噸處理成本=[絕干污泥投藥量（kg/噸絕干污泥）×藥劑單位價格（元/kg藥劑）]元/t絕干污泥

根據以上公式，分別對三種陽離子聚丙烯酰胺（PAM）絮凝劑進行了成本分析，經計算CP8647品種的處理單位絕干污泥的成本較低，AGP315的處理單位絕干污泥的成本較高。因此綜合考慮各種絮凝劑的處理效果、脫水泥餅的含水率等因素，確定CP8647為生產運行選用絮凝劑。

4 絮凝劑選用后的使用效果

從5月份選定絮凝劑以后，該廠脫水機房已正常運行5個月。在運行過程中，經歷了夏、秋兩個季節，污泥的性質也隨著季節發生了變化。該絮凝劑在應用過程中顯現出了較大的適應性。

5 結論

污水處理廠使用絮凝劑對污泥脫水前的調質，是污泥處理處置中的重要環節，絮凝劑的使用，起著關鍵的作用。在進行絮凝劑的選擇時，必須根據當地的污泥的特點，進行實際的絮凝實驗。本次試驗通過實驗室小試和實際上機試驗，得出某廠家的絮凝劑CP8647產品的實驗室試驗效果和實際上機試驗效果均較佳，且生產運行中消耗的藥劑成本較低。

因此絮凝劑的選擇應該遵循以下幾條原則：

（1）應首先分析污水處理廠污泥的性質和脫水機械的形式，初步選定絮凝劑的種類。同時應保證該種絮凝劑在市場上的貨源可以得到保證，選用時至少選擇三個廠家來提供樣品進行調試。

（2）絮凝劑選用時，應 行實驗室的沉降試驗。根據沉降試驗的結果，初步選定較好的絮凝劑，調質后使污泥沉降速度快、上清液清澈、絮體結構大和固液分離效果好的絮凝劑較好。

（3）根據實驗室沉降試驗選定出絮凝劑后，應進行實際上機試驗。實際試驗中，應根據絮凝劑的不同運行條件進行調整，以穩定運行為標準，在運行一段時間后，取處理濕污泥和脫水后泥餅進行化驗室分析濕污泥固體濃度、泥餅含水率，根據濕污泥處理量和加藥量確定出實際處理單位絕干污泥的用藥量。

（4）結合絮凝劑的市場價格，進行成本分析，得出每種絮凝劑的處理單位絕干污泥的價格，結合實際上機運行結果，確定出生產中應用的絮凝劑。

6 建議

（1）城市污水處理廠的污泥一般隨季節有一定變化，絮凝劑的投加量也應該根據污泥性質的變化進行選擇確定。

（2）在污泥調質效果中，污泥脫水效果不佳，并不一定是絮凝劑的種類所致，調試過程中應規范調質的工藝操作環節，確保在較優的工藝條件下進行絮凝劑的選擇。