□文/聶英進(jìn) 孫曉瑩 張軼凡 鄧紀(jì)鵬 王瀚卿 馬 勁

污泥處理技術(shù)包括污泥濃縮、脫水和干化3方面。目前我國(guó)現(xiàn)有污水處理廠采用的主要是污泥濃縮和離心脫水技術(shù)。污泥經(jīng)濃縮和脫水后，一般含水率只能降低到80%左右。而GB/T 23485-2009《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋用泥質(zhì)》要求城鎮(zhèn)污水處理廠污泥含水率達(dá)到60%以下才能用于混合填埋。因此，高效、經(jīng)濟(jì)的污泥處理技術(shù)（包括脫水和干化技術(shù)）將有巨大的市場(chǎng)。

本研究以某污水處理廠濃縮污泥和脫水污泥（含水率分別為91%和80%）為研究對(duì)象，建立中試規(guī)模試驗(yàn)裝置，首先采用化學(xué)調(diào)理法對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)，改善污泥脫水性能，然后采用板框壓濾機(jī)對(duì)調(diào)質(zhì)后的污泥進(jìn)行機(jī)械脫水，探索使脫水泥餅含水率達(dá)到60%以下的最佳污泥調(diào)質(zhì)方案。

材料與方法

中試工藝流程

試驗(yàn)所采用的工藝流程見圖1。

圖1 中試試驗(yàn)工藝流程

處理污泥經(jīng)稱量后由人工加入污泥反應(yīng)罐中，反應(yīng)罐設(shè)有攪拌裝置，保證污泥與調(diào)理劑混合均勻。預(yù)設(shè)3個(gè)溶藥裝置，用于溶解污泥調(diào)理劑，溶藥裝置也設(shè)有攪拌器，溶解后的藥劑通過計(jì)量泵泵入污泥反應(yīng)罐。調(diào)理后的污泥由螺桿泵注入板框壓濾機(jī)進(jìn)行脫水處理，濾液直接排入下水道，泥餅置于空地自然風(fēng)干。反應(yīng)罐及溶藥罐攪拌器、計(jì)量泵和螺桿泵的啟動(dòng)與關(guān)閉均由自動(dòng)控制裝置控制。試驗(yàn)場(chǎng)地平面見圖2。

污泥調(diào)理劑的選擇

污泥調(diào)理劑主要包括絮凝劑和助凝劑，同時(shí)選用表面活性劑改善脫水效果。絮凝劑對(duì)污泥膠體粒子的作用主要有靜電中和及網(wǎng)捕卷掃；助凝劑的作用是加速絮凝過程，加大絮凝顆粒的密度，加強(qiáng)吸附架橋作用，充分發(fā)揮網(wǎng)捕作用；向污泥中添加表面活性劑可以降低污泥比阻，減少污泥結(jié)合水含量。

圖2 中試試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)平面

測(cè)定項(xiàng)目

主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括污泥的含水率、污泥質(zhì)量、濾液成分。

結(jié)果與討論

泥餅含水率分析

中試試驗(yàn)結(jié)果見表1，脫水后得到的泥餅見圖3。

表1 污泥脫水技術(shù)中試研究試驗(yàn)數(shù)據(jù)

由表1可知，對(duì)于濃縮污泥，當(dāng)絮凝劑投加量為0.86%，助凝劑投加量為2.1%，表面活性劑投加量為0.5 m L/kg時(shí)，泥餅含水率為60%。對(duì)于脫水污泥，當(dāng)絮凝劑投加量為2%，助凝劑投加量為6%，表面活性劑投加量為1 m L/kg時(shí)，泥餅含水率可以達(dá)到60%以下，若在此基礎(chǔ)上提高壓濾壓力到0.8 MPa，應(yīng)該可使含水率進(jìn)一步降低，若不要求太低的含水率，可以適當(dāng)減少生石灰的用量。

圖3 脫水后的泥餅

綜上所述，在壓濾壓力為0.5～0.6 MPa，保壓150 m in的條件下，通過調(diào)整污泥調(diào)理劑的投加量可使該污水處理廠濃縮污泥和脫水污泥含水率達(dá)到60%以下，濃縮污泥較脫水污泥的脫水性能更好，這與已有的文獻(xiàn)報(bào)道是一致的。原因在于離心脫水過程中，污泥絮體在強(qiáng)大離心力的作用下被扭成麻花狀，產(chǎn)生了抱團(tuán)現(xiàn)象，增大了脫水的難度，因此在相同條件下，脫水污泥需要的污泥調(diào)理劑用量更大。

泥餅質(zhì)量分析

取某次壓濾后得到的全部泥餅質(zhì)量為14.5 kg，污泥調(diào)質(zhì)時(shí)取80%的脫水污泥35 kg，壓濾后剩余約3 kg，即32 kg脫水污泥壓濾后形成14.5 kg泥餅，脫水后的污泥質(zhì)量占脫水前污泥重量的比值為45.3%。污泥減重超過50%。

濾液成分分析

試驗(yàn)所得濾液見圖4。

圖4 脫水所得濾液

由圖4可知，試驗(yàn)濾液幾乎不含懸浮固體，濁度極低，經(jīng)分析該濾液中重金屬的含量均符合CJ 3082-1999《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，可返回污水廠進(jìn)行處理。

泥餅浸泡試驗(yàn)

取某次壓濾后得到的泥餅置于蒸餾水中浸泡3 d，浸泡后的泥餅見圖5。

圖5 浸泡后的泥餅

由圖5可知，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間浸泡后，泥餅仍保持原來的形態(tài)，未出現(xiàn)解體現(xiàn)象，同時(shí)浸出液中重金屬含量均較低，這表明壓濾脫水過程是不可逆的，脫水后的泥餅浸出液不具有毒性，可運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。

結(jié)論

（1）在壓濾壓力為0.5～0.6 MPa，保壓150 m in的條件下，通過調(diào)整污泥調(diào)理劑的投加量可使該污水處理廠濃縮污泥和脫水污泥含水率達(dá)到60%以下，達(dá)到GB/T 23485-2009標(biāo)準(zhǔn)中污泥含水率的指標(biāo)要求。

（2）經(jīng)機(jī)械濃縮后的含水率為90%左右的污泥比含水率80%的脫水污泥更容易實(shí)現(xiàn)繼續(xù)脫水，相同條件下，脫水污泥需要的污泥調(diào)理劑用量更大。

（3）經(jīng)該深度脫水技術(shù)處理，污泥減重超過50%。

（4）脫水濾液和泥餅浸出液中重金屬含量均達(dá)標(biāo)，因此脫水濾液可返回污水廠進(jìn)行處理，泥餅可運(yùn)往垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋處理。

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