污水廠絮凝劑耗藥量對污泥脫水性能影響研究

陸丁偉

(竹園第一污水處理廠，上海 200137)

污水在處理過程中產生了大量的剩余污泥，污泥采用濃縮、機械脫水工藝處理后運至污泥填埋場填埋處置。

污水在生化處理過程中產生的剩余污泥是含水豐富(含水率達95%～99．5%)的帶負電荷的粒子群，故必須對其進行脫水操作，以降低污泥含水率，減少污泥的質量和體積以便于進一步處置［1］。通過近年來的研究，最有效的減少污泥數量、改進污泥脫水性質的途徑之一，就是結合具體情況研究選用合適的絮凝劑。其作用原理為通過投加絮凝劑，在污泥膠質微粒表面起化學反應、中和污泥膠質微粒的電荷，并通過架橋作用促使污泥微粒凝聚成大的顆粒絮體，同時使水從污泥顆粒中分離出來，從而提高污泥的脫水性能［2］。本文主要考察上機試驗中絮凝劑耗藥量對污泥脫水性能的影響。

1 污泥處理工藝流程

污水處理過程中產生的剩余污泥經由濃縮工藝處理，加入絮凝劑陽離子聚丙烯酰胺調理泥質，提高污泥的脫水性能，再由螺桿泵提升進入離心脫水機在離心力的作用下使泥水分離、污泥得到減容減量處理。脫水設備使用ANDRITZ的D7LL臥螺式離心機，絮凝劑采用巴斯夫公司絮凝劑。

2 上機試驗及檢測設備

ANDRITZ臥螺沉降離心機 1臺，Seepex污泥螺桿泵 1臺，TOMAL絮凝劑溶解投配系統1套，MB45鹵素水分測定儀2臺，HB43-5鹵素水分測定儀1臺，燒杯、取樣針筒若干。

3 試驗過程與分析

上機試驗主要考察陽離子聚丙烯酰胺的藥耗對污泥脫水性能的影響，包括對脫水后泥餅含水率及濾液中的SS回收率等的影響，確定脫水效果佳且經濟合理的藥耗參數。上機試驗根據進泥流量范圍分三個階段進行:60 m3/h～65 m3/h，65 m3/h～70 m3/h，70 m3/h～75 m3/h。具體參數如表1所示。

表1 試驗流量范圍分段表

從表1可看出，上機試驗進泥濃度基本維持在97%左右，略有波動但波動很小，這為脫水取得優良效果提供了保證。

3．1 進泥流量為60 m3/h～65 m3/h時運行分析

第一階段試驗進泥流量為60 m3/h～65 m3/h，進泥干固體負荷為1 750 kg/h～1 860 kg/h，逐漸減少絮凝劑的投加量，調節離心機的差速，根據試驗數據得到流量60 m3/h～65 m3/h時泥餅含水率及污泥回收率隨藥耗變化曲線圖如圖1所示。

圖1 泥餅含水率及污泥回收率隨藥耗變化曲線圖（流量60 m3/h～65m3/h）

分析圖1可知，每噸干污泥耗藥量在3．69 kg/TDS～4．62 kg/TDS范圍內，隨著藥劑投加量的減少，泥餅含水率呈現一個先減小后增大的趨勢，而污泥回收率呈逐漸減小的趨勢。這是因為加入一定量的絮凝劑后，在其電性中和、吸附架橋等功能的作用下破壞了膠體的穩定性，使其易于脫水，隨著劑量的增加脫水效果達到了一個最佳值;在此基礎上再加大藥劑量，過量的正電荷再次包圍著污泥顆粒形成穩態結構，進而阻礙了細小顆粒的絮凝沉降，導致固液分離困難［3］，表現為泥餅含水率回升。

3．2 進泥流量為65 m3/h～70 m3/h，70 m3/h～75 m3/h時運行分析

第二階段試驗進泥流量為65 m3/h～70 m3/h，進泥干固體負荷為1 750 kg/h～2 100 kg/h;第三階段試驗進泥流量為70 m3/h～75 m3/h，進泥干固體負荷為2 100 kg/h～2 200 kg/h，在各階段根據不同流量調節其加藥量和運行差速，得到脫水后泥餅含水率和污泥回收率隨藥耗變化曲線如圖2，圖3所示。

分析圖2可知，隨著加藥量逐漸減少其泥餅含水率也呈現一個先減小后增大的趨勢，表現出了與圖1一致的規律，而SS回收率也是呈現逐漸遞減的趨勢。

分析圖3則表現出不一樣的趨勢:隨著加藥量的遞減其SS回收率呈現出遞減且不穩定的狀態，而泥餅含水率則呈現出逐漸增加的趨勢。分析其原因有二:1)藥劑投加量不夠，不足以中和掉污泥絮體表面的負電荷而破壞膠體的穩定性;2)該廠臥螺離心機的最佳干固體運行負荷為1 800 kg/h～2 100 kg/h，因其超負荷的運行，多余的干固體將從上清液中排出，上清液的懸浮物會急劇增多，但脫水泥餅的產量并沒有增加，會造成電耗、污泥泵、離心機磨損的增加，不利于污泥脫水成本的控制［4］。而當藥劑投加量不足時，這種現象將更加明顯。

圖3 泥餅含水率及污泥回收率隨藥耗變化曲線圖（流量70 m3/h～75 m3/h）

4 結論與建議

通過三個階段的離心脫水上機試驗，結果表明固體負荷在1 750 kg TDS/h～2 200 kg TDS/h，調整其差速在4 r/min～5 r/min的運行狀態下，控制藥耗在3．93 kg/TDS～5．12 kg/TDS范圍內，皆可得到泥餅含水率不大于77%、污泥回收率不小于97%的優良脫水效果。在固體負荷大于額定負荷2 100 kg TDS/h的狀態下，試驗結果表明雖然藥耗沒有明顯增加，但藥耗優化空間不大，泥餅含水率增加，SS回收率降低，故生產時設備在負荷臨界點附近運行會有不達標情況發生。

［1］申迎華，王 斌，王志忠．有機高分子絮凝劑在污泥脫水中的應用［J］．高分子材料科學與工程，2004，20(5):55-58．

［2］朱 亮，張文妍．水處理工程運行與管理［M］．北京:化學工業出版社，2003:194．

［3］劉曉娜，孫幼萍，譚 燕，等．PAM絮凝劑對污泥脫水性能的影響研究［J］．廣西輕工業，2011，147(2):96-97．

［4］張偉華．臥式螺旋離心機在污泥脫水中的運行控制［J］．北方環境，2011，23(11):42-43．