填埋场高浓度氨氮渗滤液利用活性污泥脱氮处理，产生大量活性污泥，含水率高达97%～98%，由于污泥颗粒细小、不均匀、带负电荷、颗粒之间相互排斥，给污泥脱水带来极大困难。现较成熟污泥脱水方法是采用絮凝剂沉降法，絮凝剂分为无机絮凝剂和合成高分子絮凝剂，其中阳离子聚丙烯酰胺（简称CPAM）在污泥脱水方面应用更加广泛，且小试级理论类研究较多，但在车间级应用类研究较少。本实验针对长沙市固体废弃物处理场渗滤液分厂生化污泥离心脱水系统活性污泥离心后污泥含水率高于90%和絮凝剂单耗高达4.94kg/t污泥等问题进行研究，寻找该厂的适宜工艺条件，目的是为了降低离心后的污泥含水率和降低絮凝剂单耗，降低生产运行成本，实现辅料的精细化使用，同时也为污水处理过程中污泥脱水稳定运行提供参考。

1 实验

1.1 主要试剂及仪器

CPAM（分子量有400万、600万、800万和1200万，工业级）；电子天平；电热鼓风机干燥箱；COD消解仪。

1.2 离心脱水系统主要设备

1.3 生化污泥性状

实验用生化污泥为长沙市固体废弃物处理场渗滤液分厂MBR工艺产生的剩余污泥，剩余污泥的基本性质和性能指标如下：

1.4 分析方法

1.4.1 污泥含水率（Wp）的测定

将干净的坩埚移入烘箱中于103～105℃烘干后，放干燥器内冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差≤0.2mg，记录M1。取充分混合均匀的泥样约5～20g的污泥，放入原恒重的坩埚中，记录M2。将坩埚移入烘箱中，在103～105℃烘干2h左右，移入干燥器内使其冷却至室温，称量。反复烘干、冷却、称量直至恒重，记下坩埚和泥的数据为M3。污泥含水率Wp的计算公式如下：Wp=（M2-M3）/（M2-M1）×100%

1.4.2 SS含量的测定

定性滤纸在103～105℃烘干，干燥期内冷却，称重，反复直至获得恒重或称重损失小于前次称重的4%，重量为M0。取样品100mL用滤纸过滤，放入103～105℃的烘箱中烘干取出在干燥器中冷却至平衡温度称重，反复干燥直至恒重或失重小于前次称重的5%或0.5mg（取较小值），重量为M1。固体悬浮物（SS）的计算公式如下：SS=（M1-M0）×106/100

2 结果与讨论

2.1 CPAM的分子量（M）的影响

CPAM的絮凝作用与分子结构和分子量分布以及分子量大小有关，其中常见的分子量为300～1500万。现选取CPAM分子量为400万、600万、800万和1200万依次试验。将试验用的CPAM加入絮凝剂制备装置，设置浓度为0.26%，开启离心机，控制污泥进样量为10m³/h，CPAM进样量为2m³/h，离心机开机稳定30min后分别取污泥检测含水量和上清液检测COD、SS的含量。

从检测结果可以看出，在CPAM浓度和投加量相同的情况下，当M低于600万，溶液中舒展开的分子链不够长，不利于对胶体颗粒的捕集和桥接，离心后，泥和水很难分离，出泥 含水率高，水层清液SS含量高。随着分子量增加，CPAM链节数增多，每个聚合物分子长度变长，和污泥接触面积变大，与胶体颗粒碰撞几率增大，有利于胶体颗粒的捕集和桥接。离心后，泥和水易分离，出泥含水率降低，水层清液SS含量降低。当M超过800万时，CPAM链节数过长，不易和污泥混合均匀，M的影响变的不明显，而且会导致污泥粘度的增加，同时CPAM中的正电荷和污泥的负电荷作用面积变长，不利于成网，离心后，泥团不稳定，高速离心后，CPAM和污泥易脱落，导致清液COD含量和SS增加。

2.2 CPAM的浓度（C）的影响

选取分子量为800万的CPAM，控制污泥进样量为10m³/h，CPAM进样量为2m³/h，CPAM浓度从0.22%、0.24%、0.26%、0.28%、0.3%依次递增，开机稳定30min后分别取污泥检测含水量和上清液检测COD、SS的含量。

从检测结果可以看出，在M相同的情况下，当C低于0.24%，CPAM长链分子易分解成短链小分子，吸附架桥作用减弱，离心后，泥和水很难分离，出泥含水率很高，水层清液SS含量极高。随着C的上升，CPAM分子总数变多，正电荷和污泥的负电荷碰撞机会增加，有利于对胶体颗粒的捕集和桥接。离心后，泥和水易分离，出泥含水率降低，水层清液SS含量也降低。当C超过0.26%时，CPAM分子量达到极限，长链分子没有充分舒展开，污泥粘度增加，大量CPAM未反应完，经离心后，未反应完的CPAM和清液流出，导致清液COD含量增加。

2.3 污泥进样量与CPAM进样量的比（P）的影响

选取分子量为800万的CPAM，CPAM浓度为026%，调节CPAM和污泥进样量，控制污泥进样量和CPAM进样量配比为4：1、5：1、6：1、7：1依次递增，开机稳定30min后分别取污泥检测含水量和上清液检测COD、SS的含量。

从检测结果可以看出，在M和C相同的情况下，当P低于5：1时，CPAM长链分子相对偏多，长链分子没有充分舒展开，污泥粘度增加，大量CPAM未反应完，经离心后，未反应完的CPAM和清液流出，导致清液COD含量偏高。随着P的增加，单位污泥接触的CPAM量变少，正电荷数变少，絮凝剂中的正电荷和污泥的负电荷碰撞机会减少，不利于对胶体颗粒的捕集和桥接，反应变慢、反应时间延长，离心时，泥和水不易分离，出泥含水率上升，水层清液SS含量增加。当P超过5：1时，单位污泥接触的CPAM量低于极限点，正电荷数不能中和污泥中的负电荷数，吸附架桥作用减弱，污泥不能成团，离心时，泥和水极不易分离，上清液是泥和水混合液，导致清液SS含量极速上升。

2.4 稳定性试验

在上述优化条件下车间连续试运行30d，控制污泥进样量为10m³/h，CPAM进样量为2m³/h，浓度为0.26%，CPAM分子量为800万。运行期间，WP稳定在80%以内，SS含量在40mg/L以内，COD含量会随着生化系统的波动而波动，但基本维持在600～700mg/L之间，整体稳定性好。

3 结论

该方法有效地把该厂的污泥含水率控制在80%以内，同时将絮凝剂单耗降低了0.61kg/t污泥，实现了该厂的污泥脱水稳定运行。该研究数据来源于车间实际运行记录和化验检测，仅用于分析数据的变法趋势，比如COD含量的变法只用来定性地判定离心后清液中絮凝剂含量增多或减少。由于污泥性状不同、离心机的型号各异及老化或外界环境变动，因此，该研究仅针对该厂出现的问题，但该研究方法可以为各大污水厂的生化污泥脱水稳定运行提供参考和思路。