近年來，隨著我國城鎮化進程的不斷加快，生活垃圾產生量逐年增加，填埋場產生的滲濾液與日俱增。在滲濾液處理過程中，其副產物污泥的產量也與日俱增。剩余污泥處理處置費用較高，占整個污水處理廠總運行費用的30%～50%，這是因為剩余污泥中含有大量水分，脫水是污泥減量化、無害化、資源化關鍵的一步，有效的脫水可以顯著減少污泥的體積并降低進一步處理處置的成本。因此，解決污泥的脫水問題意義重大。目前提高污泥脫水效果的手段主要是通過化學方法、物理方法、生物方法進行調理，配合采用 脫水設備脫水。相比于物理法、生物法，化學法調理更簡單易行。污泥化學調理已有大量的研究與實踐，如鹿雯等、黃志斌等通過投加化學藥劑改善污泥脫水性能，表明無機絮凝劑存在絮凝效果差、投加量大等缺點；有機絮凝劑存在具有一定生物毒性、難以生物降解等缺點；楊斌等利用粉煤灰和生石灰在污泥中能形成堅硬的網絡骨架的性質，提高污泥的脫水性能，但這些材料如果單獨使用容易出現投加量大、泥餅增容等問題。因此，研究優化絮凝劑與生石灰助凝劑的聯合應用，尋找高效的污泥脫水藥劑組合，對提高污泥脫水效果，改進污泥脫水工藝具有重要意義。

本研究通過調節污泥流量與PAM的流量比和PAM-CaO聯用的方法改善剩余污泥脫水性能，并通過對污泥含水率、TS、VS、濾液pH值等指標進行系統分析，解析脫水機理，旨在為污泥減量化處理提供依據。

1 試驗部分

1.1 試驗設備與試劑

試驗設備包括進料泵、攪拌機和W系列臥式螺旋卸料沉降離心機，其中離心機轉速為3500r/min，分離因數為3000g，電機功率為30～37kW，外形尺寸為3800mm×1200mm×1500mm。

試驗藥劑：藥劑一為生石灰；藥劑二為PAM（陽離子聚丙烯酰胺，濃度為0.3%）。

1.2 試驗過程

試驗污泥取自江蘇某填埋場垃圾滲濾液的剩余污泥，其污泥特性如下：

含水率：96.43%

VS：51.64%

SS：27228mg/L

pH值：7.71

COD：19900mg/L

原污泥偏堿性，含水率高，有機質含量高。首先通過試驗分析不同PAM（3‰）使用量（通過改變原始污泥與PAM的進樣流量比來實現）對該種原始污泥的調理效果，然后采用PAM-CaO對原始污泥進行調理分析，分析離心后的污泥及濾液的性狀，綜合評價污泥脫水效果。

2 試驗結果與分析

2.1 單一PAM作為污泥調理劑時對污泥脫水效果的影響

按照下表污泥與PAM的流量比進行污泥脫水中試試驗，對離心后的污泥的含水率及污泥中的VS含量進行分析，考察污泥性狀。

由上表可知，污泥的含水率為89.02%～90.10%，相差不大；VS含量也相差不大，均在68%左右?？梢?，在調節PAM流量時，過量投加PAM（污泥與PAM的流量比5:1為正常量，表中4.5:1、4:1、3.5:1都屬于PAM過量）對污泥的含水率及VS含量影響并不大。有研究表明，單一使用高分子有機絮凝劑時，若添加量較小，其吸附架橋能力較弱，污泥脫水能力較差；若投加量過大，污泥黏度增大，影響其脫水性能。

根據以上試驗進行離心脫水，離心機主機轉速2412.8r/min、輔機轉速1856.0r/min、扭矩10.7N/m。離心后對濾液進行分析，主要檢測pH值、TS含量、VS含量、SS濃度。具體試驗結果如下表所示：

由上表可知：

（1）pH值：調節污泥與PAM比例后，pH值無明顯變化，在8.05～8.15內波動。

（2）TS含量：調節污泥與PAM比例后，TS含量變化不大，在2.61%～4.05%內波動，而且隨著污泥流量的增大，TS含量呈增加的趨勢。

（3）VS含量：調節污泥與PAM比例后，VS含量變化不大，在25.66%～39.70%內波動，而且隨著污泥流量的增大，VS含量呈增加的趨勢。

（4）SS濃度：隨著污泥流量增大，SS濃度由5775mg/L增加至15510mg/L。在試驗過程中，也可以通過肉眼看出濾液逐漸渾濁。這是因為隨著污泥流量的增大，絮凝效果變差，離心機扭矩減小，導致離心過程中濾液逐漸渾濁。

2.2 PAM-CaO復合絮凝劑對污泥脫水效果的影響

PAM-CaO加藥量及試驗效果（污泥）如下表所示：

按照上表的PAM-CaO的投加方式進行污泥脫水中試試驗，并對離心后的污泥的含水率及污泥中的VS含量進行分析，考察污泥性狀。由上表可知，污泥的含水率為75.16%～87.35%，與實際現場運行情況相比，含水率降低了2%～10%；VS含量無明顯的變化規律，大致表現為隨著污泥流量的增大，VS含量呈現增大的趨勢?？梢?，PAM-CaO復合絮凝劑可增強對污泥的脫水效果。

綜上可見，PAM-CaO聯合添加可明顯改善污泥脫水性能，降低污泥含水率，這是因為生石灰作為助凝劑，通過Ca²⁺壓縮雙電層和電中和后，絮體顆粒間排斥力減弱，有助于吸附架橋作用，增強絮體強度，進而改善污泥的脫水性能。

根據以上試驗進行離心脫水，離心機主機轉速2412.8r/min、輔機轉速1856.0r/min、扭矩10.7N/m。離心后對濾液進行分析，主要檢測pH值、TS含量、VS含量、SS濃度。具體試驗結果如下表所示：

由上表可知：

（1）pH值：投加CaO后，pH值由原始的7.71增至12.76～13.25，pH值較大。這是由于投加堿性物質——生石灰引起的。生石灰的投加對于改善污泥的脫水性能起到很大作用。主要原因為：堿性物質的作用使污泥pH值升高，破壞生物結構；反應放熱導致污泥溫度升高；反應生成物中結合了游離水，同時放熱反應使一部分游離水被蒸發。生石灰可以有效改變污泥的性質，將致密、黏稠的污泥變成疏松、流動性好、便于儲存和運輸的物料，因此生石灰被廣泛應用在污泥脫水中。

（2）TS含量：投加CaO后，TS含量由3.57%降至1.77%～2.07%。這是由于調理劑的絮凝作用將水中的懸浮固體等絮凝后，利用離心機將其甩出，使濾液中的TS含量大大降低。在試驗過程中也可以通過肉眼看到濾液呈清色，這將大大降低濾液的處理難度。

（3）VS含量：調節污泥與PAM比例后，VS含量變化不大，在7.75%～13.94%內波動，無明顯的變化規律。

（4）SS濃度：投加藥劑后，SS濃度降至140～388mg/L。

3 結語

污泥脫水的中試結果表明，與單一絮凝劑PAM作污泥調理劑相比，污泥通過PAM-CaO藥劑的聯合調理，脫水效果得到明顯改善，并且絮凝劑的添加量得到降低，污泥含水率可降至75.16%，離心濾液SS濃度降至140～388mg/L。但生石灰的添加會導致成本增大，因而可進一步優化配方和投加量，以降低污泥深度脫水的經濟成本。