城市污水处理厂污泥脱水性能研究
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摘要：本文主要就城市污水处理厂的污泥脱水性能进程了具体的分析研究。
关键词：城市污水处理厂；污泥脱水性能
中图分类号：U664文献标识码： A
一、对污泥进行处置的重要性
据统计，中国污水处理厂从设计到运行，都存在“重水轻泥”倾向。污水处理厂出水水质能达标就开始运行，但是在对污泥的处理处置方面仍有很大不足。污泥处置是在对污泥进行减量化、稳定化处理后再进行的最终处理。中国城市污水厂对污泥脱水一般采用机械脱水方式，脱水后污泥含水率一般保持在75%～85％。污泥具有四大特点：a)含水率较高，占用很大空间；b)有机物含量高，比较容易因腐烂产生恶臭；c)个别污泥重金属含量高；d)病菌含量高，可能含有各种病毒、细菌、寄生虫。污泥如果不经过无害化处理，随意弃置或简单进行填埋，容易对空气、土壤及水源产生污染，严重威胁着环境安全和公众健康，很多国家将污泥作为“危险品”进行对待，因此对污泥进行处置刻不容缓。
二、污泥脱水剂的原理
污泥脱水剂的原理就是使带有电荷的无机或有机药剂在污泥胶体表面起化学反应,中和污泥颗粒电荷,使水从污泥颗粒中分离出来,同时使污泥颗粒凝结成大的颗粒絮体,调理效果的好坏与加药种类和质量,药剂投加量以及环境因素等有密切关系。目前污泥脱水剂分为两类,一类是无机药剂,包括铁系、铝系和高分子无机药剂另一类是有机高分子药剂,有阳离子型、阴离子型和非离子型,以聚丙烯酞胺为主体,且大部分采用单一药剂。无机药剂一般用于真空过滤和板框过滤,有机高分子药剂一般用于离心脱水和带式压滤脱水。用于污泥处理的絮凝剂费用占污水处理厂运行费用的一,因此如何有效提高污泥脱水絮凝剂脱水性能、降低处理费用,成为业界关注的重要问题。
三、城市污水处理厂污泥脱水技术
1、传统污泥处置技术
1.1 填埋处理
填埋处理操作简单，占地面积较大，处理费用相对不高，将脱水污泥运到垃圾填埋场进行填埋是我国目前大多数污水处理厂选择的污泥处置方式之一。《城镇污水处理厂污泥处理处置技术规范》规定进入填埋场的污泥含水率
1.2 焚烧处理
该技术设备复杂、对操作人员的素质和技术水平要求高，污泥焚烧成本较高且运行费用昂贵，在一些不发达地区无法得到广泛的应用。污泥的焚烧必须首先进行干化或半干化，在引燃时添加少量辅助燃料，其后可以达到自燃。焚烧法具有减量化、无害化和稳定化等显著优点，是相对安全的污泥终极处理方式。但是焚烧过程会产生烟气、噪声、振动、热和辐射污染及大量的有害物质，在处理过程中容易形成二次污染。
1.3 堆肥化处理
污泥的堆肥化处理是指脱水后的污泥在微生物作用下转化为腐殖质，从而实现污泥的无害化、减量化和稳定化。根据微生物对氧气需求的不同分为厌氧法和好氧法两种，目前，我国污泥堆肥化技术以好氧堆肥为主。污泥的好氧堆肥化过程实际上就是基质的微生物发酵过程。好氧堆肥过程中，有机废物中的可溶性小分子有机物质透过微生物的细胞壁和细胞膜而为微生物吸收利用【2】。不溶性大分子有机物则先附着在微生物的体外，由微生物所分泌的胞外酶分解为可溶性小分子物质，再输送入细胞内为微生物利用。通过微生物的生命活动―――分解过程，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，并提供生命活动所需要的能量，把另一部分有机物转化合成为新的细胞物质，使微生物增殖。现在采用的堆肥处理系统普遍运行不稳定，影响了堆肥质量，导致有机肥的销路不好，缺乏市场竞争力。无论是填埋、焚烧还是堆肥化处理，对污泥含水率的要求一般是40%~60%，甚至更低，污水厂运出的城市污泥含水率一般在80%左右，很难满足要求。如何高效降低污泥含水率成了影响污泥处理率的关键因素。
2、微生物法污泥处置新技术
该技术处理城市污泥，可将传统污泥堆肥发酵周期由28天以上缩短至15天左右，大大提高了污泥处置效率，经处理后的污泥含水率可降至30%以下，是一种能实现污泥高效、快速脱水的新技术。该技术将粉碎后的返混料与湿污泥、秸秆以及菌种按照一定比例共同输送至混合机中，经充分混合后由绞龙输送至造粒装置制成颗粒状污泥，根据产品不同的最终利用目的，颗粒化后的污泥粒径3-50mm不等，具有一定的骨架和硬度。造粒后的污泥通过物料输送系统输送至发酵仓内进行好氧发酵，此过程通过温度―氧气联合反馈系统来实现对堆体通风的自动控制，以便堆体温度保持在50℃～65℃的同时，保证堆体内氧气含量在10%以上。采用低能耗风机利用颗粒化后的污泥缝隙进行强制鼓风，免去常规工艺过程中的翻抛环节。该工艺是一种低能耗、低物耗的污泥处理新工艺，污泥处理的物料配比为：湿污泥：干物料：秸秆=（50-60）:（35-45）:（5-10），菌种的投加量为污泥重量的1‰-5‰
综上所述，微生物法污泥脱水技术是一种新型、高效并具有广泛适用性的污泥快速脱水新技术，它不仅解决了污泥含水率高难以处理的问题，还为城镇等经济欠发达地区采用较小的投入解决污水厂污泥的污染问题提供了新的选择。
四、城市污水处理厂污泥脱水性能
1、原污泥的性质
生活污水污泥为有机污泥，是一个复杂的、不均匀分散体系。污泥是由亲水性胶体颗粒组成的微生物凝聚体。污泥的特性指标包括污泥含水率、含固率、挥发性固体含量、PH等。合肥市朱砖井污水处理厂污泥性质，见表1所示，
表1原污泥的性质
2、原污泥的比阻值
对原污泥进行空白实验，真空度为0.06MPa,污泥的温度为90℃，有经验公式得μ=0.0013g/cm，过滤面积38.465cm2时恒压抽滤测得污泥的比阻，见表2所示，
表2原污泥的比阻及参数情况
一般认为认为污泥比阻大于109s2/g为难过滤污泥，比阻小于0.4×109s2/g的为容易过滤的污泥，不需要进行调理。由表可知原污泥的比阻大于109s2/g说明污泥脱水困难，需要进行药剂调理。
3、PAC投加量与污泥脱水性能的关系
单独投加PAC时，污泥比阻随着PAC的投加量的增加先减小后增加当PAC投加较少时，只能中和少部分胶体颗粒表面负电荷，使胶粒难以脱稳并相互碰撞豁结成为大颗粒，污泥脱水性能未能得到明显改善另外，若PAC投加量过少，架桥豁结作用弱，形成的絮体既少又小，不能起到很好的吸附卷扫作用，絮凝效果差当PAC投加过量时，发生表面电荷变号的现象，使胶体颗粒表面电位再次升高，发生逆转，造成胶体的重新悬浮，还会导致PAC:高分子覆盖在胶粒的表面，当胶粒接近时，就受到无机高分子之间的相互排斥而难以聚集，产生“胶体保护”作用，使絮凝效果下降，甚至再稳【3】。
4、CPAM投加量与污泥脱水性能的关系
单独投加CPAM时，污泥比阻随着CPAM投加量的增加先减小后增加CPAM投加量小时，带正电荷的聚丙烯酞胺不能完全中和带负电的污泥颗粒，即电性中和作用弱，导致污泥絮团小或污泥抱不成团，泥水分离效果差，污泥脱水性能没有得到显著的提高;另外，当CPAM与污泥胶粒接触时，CPAM中能与胶体表面发生相互作用的化学基团就会吸附在胶体表面上，而CPAM分子的其余部分则伸展在溶液中可以与另一个表面有空位的胶粒吸附，如果CPAM较少，污泥颗粒表面电荷中和不充分，静电斥力阻碍架桥作用，污泥胶粒处于未脱稳状态，污泥脱水改善不明显
5、PAC与CPAM联合使用与污泥脱水性能的关系
投加方式不同，污泥脱水效果也不同，其中先加PAC再加CPAM的组合方式是应用比较普遍的两种絮凝剂联合使用时，污泥脱水性能得到明显改善的原因是由于污泥中胶体颗粒多数带负电荷，加入PAC后，由于PAC在水中形成各种形态的水合络合物可以吸附带负电荷的胶体粒子通过吸附电荷中和、卷扫网捕等作用使胶体脱稳而CPAM高分子絮凝剂有较好的吸附架桥功能，使已脱稳的凝聚颗粒迅速形成大的絮体，提高了絮体的强度，增加了絮体的重量，促进絮体沉降怕，实现固液分离，改善了污泥的脱水性能这种投加方式充分发挥了PAC和CPAM各自的主要功能_因此污泥脱水效果好
结束语
总之，城市污水处理厂污泥脱水性能对于污水处理有着重要的作用，上文针对城市污水处理厂污泥脱水性能进行研究，在一定程度上促进了城市污水处理水平的提高。
参考文献：
[1]吴玲.改善城市污水厂污泥脱水性能的试验研究[D].湖南大学,2012.
[2]高健磊,闫怡新,吴建平,万耀强.城市污水处理厂污泥脱水性能研究[J].环境科学与技术,2008,02:108-111+131.
[3]郑兴,李天龙,黄镨瑶.城市污水处理厂污泥脱水性能研究[J].科技致富向导,2014,03:36.