由于城镇污水处理厂产生的剩余污泥有机物含量高，其处理处置过程中脱水技术的研究一直是国内外学者关注的热点。国内实际应用中，由于有机合成高分子絮凝剂价格昂贵及有毒性，导致其应用受到一定的限制。而无机高分子絮凝剂则由于其适应性强及高效价廉的特点受到广泛应用，国内外学者对其进行了大量的有益研究和实践，以改善污泥的脱水能力。研究结果表明，无机低分子的絮凝剂虽然廉价易得，但投加量大，其使用已越来越少；以聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）为主导的无机高分子絮凝剂具有较高的性价比，逐渐在无机调理剂中占主导地位，目前在俄罗斯、西欧及中国都得到了相当规模的生产和应用，聚合类药剂的生产占絮凝剂总量的3～6成。该文以某污水处理厂浓缩池出口的污泥为研究对象，采用PAC作为无机调理剂对其进行调理，对污泥脱水的效果进行研究，测定浓缩池出口污泥的比阻，并考查调理剂浓度、投加量、pH值以及搅拌速度对污泥调理效果的影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料

从污水处理厂曝气池出口及污泥浓缩池出口提取污泥样品。称取一定质量的PAC于烧杯中，加入蒸馏水50mL，待至溶解完全，移入100mL容量瓶中，混匀备用。

1.2 试验方法

1.2.1 污泥调理方法

取250mL原污泥于1000mL烧杯中，加入一定的调理剂，置于25℃电动搅拌机上快速搅拌1min后，然后慢速搅拌5min，关闭搅拌机。

1.2.2 污泥过滤性能表征

污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，污泥比阻愈大，过滤脱水性能愈差。本研究取经过调理的污泥100mL，测定污泥的比阻。

2 结果与分析

2.1 PAC投加量对污泥脱水性能的影响

在250mL原污泥中，依次加入不同投加量的浓度为5%的PAC溶液，120r/min快速搅拌，50r/min慢速搅拌，对污泥进行调理。可以看出，如果投加量适宜时，污泥比阻及浊度均较小。由化学调理机理可知，调理剂可以压缩溶液胶体中双电层，降低胶粒的δ电位，当调理剂的投加量达到一定值时，胶粒的δ电位为0，胶体排斥势能消失，胶粒便发生凝聚。另外，PAC由于通过预聚合，含有大量的Al13聚合体。PAC投入水中后，Al13及其聚集体会保持原有形态并吸附在颗粒物表面，粘结架桥作用及电中和脱稳能力较强。而PAC投加过多，会因吸附电中和作用使絮体带上反号电荷，出现反混凝，使得污泥比阻增大。

PAC的适宜投加量为25mL时，污泥的比阻较小，比阻值为8.03×10¹⁴m/kg，调理效果较好。确定PAC投加量为25mL，即6.383g/L（污泥）。

2.2 PAC浓度对污泥脱水性能的影响

在250mL原污泥中，依次加入25mL不同浓度的PAC溶液，120r/min快速搅拌，50r/min慢速搅拌，对污泥进行调理。可以看出，由于PAC是介于AlCl₃和Al(OH)₃之间的一种水溶性无机高分子聚合物，其链状结构的长链分解及伸展状况不同，即使投加量相同，污泥脱水效果也有所差异。浓度较高时，长链分子之间可能会互相粘附，不能有效伸展，造成吸附污泥胶粒的活性基总量减少，絮凝效果下降，反之亦然。

在相同PAC溶液投加量下，PAC浓度大于6%时，污泥的比阻随浓度的增加而增大，PAC浓度小于6%时，污泥的比阻随浓度的增加而减小，因此，当PAC浓度为6%时，污泥比阻及浊度较小，此时的脱水性能较佳。

2.3 pH值对污泥脱水性能的影响

在250mL原污泥中，加入25mL浓度为6%的PAC溶液，依次调整pH值，120r/min快速搅拌，50r/min慢速搅拌，对污泥进行调理。可以看出，pH值大于7时，污泥比阻随其升高而增大，当pH值小于7时，污泥比阻随其升高而下降，当污泥pH值为7时，污泥比阻为1.276×10¹⁴m/kg，其脱水性能提高，也变得较易过滤，因此，pH值未调节时，污泥的比阻较小，污泥经过30min沉淀后上清液的浊度较小，脱水性能较好。

2.4 搅拌强度对污泥脱水性能的影响

2.4.1 快速搅拌对污泥脱水性能的影响

在250mL原污泥中，加入25mL浓度为6%的PAC溶液，依次在不同转速下快速搅拌，50r/min慢速搅拌，对污泥进行调理。可以看出，当快速搅拌强度在120～130r/min时，污泥的比阻随搅拌速度的加快而急剧下降，当快速搅拌强度为130r/min时，污泥的比阻较小，污泥经过30min沉淀后，上清液的浊度较小；当搅拌强度在130～160r/min时，污泥的比阻随搅拌速度的加快呈上升趋势。由于PAC的混合反应可以在很短的时间内完成，不宜进行剧烈的搅拌；如果快速搅拌速度过低，则药剂不能均匀地扩散到全部水中，所以搅拌速度不宜过小。当快速搅拌速度为130r/min时，污泥的比阻较小，脱水性能较好。

2.4.2 慢速搅拌对污泥脱水性能的影响

在250mL原污泥中，加入25mL浓度为6%的PAC溶液，130r/min快速搅拌，依次在不同转速下慢速搅拌，对污泥进行调理。可以看出，当慢速搅拌强度在30～50r/min时，污泥的比阻随搅拌速度的加快而急剧下降，当慢速搅拌强度为50r/min时，污泥的比阻较小，污泥经过30min沉淀后，上清液的浊度较小；当搅拌强度在50～70r/min时，污泥的比阻随搅拌速度的加快呈上升趋势；这是因为反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体。反应阶段的搅拌强度或水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低，以免结大的絮体被打碎；若搅拌速度过低，则不能形成具有良好沉淀性能的较大的絮凝体。当慢速搅拌速度为50r/min时，污泥的比阻较小，脱水性能较好。

3 结论

（1）由污泥的基本指标可见，所研究的污水处理厂曝气池污泥混合液与污泥沉降比偏高；污泥的沉降性能较差。因此，污泥适宜加调理剂调理来提高污泥的脱水性能。

（2）PAC对浓缩池污泥的调理试验结果表明：在PAC投加量为6.383g/L、浓度为6%、pH值为7（未调节）、快速搅拌强度为130r/min，慢速搅拌强度为50r/min的调理条件下，污泥的脱水性能较好，污泥经过30min沉降后浊度较小。

（3）在适宜的条件，污泥比阻可降低到3.2×10¹⁴m/kg。