在全球水资源日益匮乏的今天，将生活污水循环利用是解决这一问题的重要途径。环境保护部统计数据表明，我国城镇生活污水排放总量逐年增长，2012年，我国城镇生活污水排放量约462.7亿吨，2013年达到485.1亿吨，2015年，此数值已经攀升至535.2亿吨。如果按照1吨干质量污泥=0.38万吨废水计算，我国会产生数量巨大的污泥，而未脱水的剩余污泥含水率高达99%～99.5%，其密度小，不易脱水，化学稳定性差，体积庞大，给运输、贮存带来不便，也可能对环境造成二次污染。如果不加以妥善处理与处置，将对环境造成直接或潜在的危害。因此，如何妥善处置这些污泥，是摆在城市发展进程中的现实问题。

辽宁省抚顺市作为辽宁省东部的地级市，随着城市化进程的不断加快、污水处理厂及污水收纳管网建设的逐步完善，城镇污水处理量日益增多且呈逐年上升的趋势，污水处理后产泥量也在快速增长。仅2015年，全市污水处理厂脱水处理后的污泥产生量就有6.97万吨，随着污水排放量增长加快的趋势，今后将面临巨大的污泥处置压力。目前城镇污水处理厂广泛采用絮凝脱水技术来处理剩余污泥，絮凝剂的选用直接决定所产生泥饼的体积、重量以及对环境是否造成二次污染。同时，絮凝剂的使用对污水处理厂来说，是一项长期持续的经济投入，因而针对特定水厂的水质与污泥情况进行絮凝剂的选用优化，是一项非常有意义的工作。

1 材料与方法

抚顺桑德水务有限公司海城污水处理厂，位于抚顺市西部地区，作为桑德集团在抚顺市投资建设的污水处理厂，处理能力为10万t/d，是该市规模较大的一座污水处理厂，担负着该市西部的污水处理任务。污水厂采用A2/O污水处理工艺，出水执行的排放标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中以及A标准。

城市污水处理厂污泥脱水是有机高分子絮凝剂应用的重要方面，污泥分为生污泥（初沉污泥和剩余污泥）和消化污泥，应根据污泥的种类和性质选择有机高分子絮凝剂。本研究采集抚顺桑德水务有限公司海城污水处理厂污泥浓缩池中的剩余污泥作为研究对象，根据水质与污泥化验情况，选择无机高分子絮凝剂（聚合氯化铝PAC），有机高分子絮凝剂（分子量不同，阳离子聚丙烯酰胺CPAM）进行实验。通过对污泥沉降性能的测定，包括测定污泥沉降比、污泥浓度、悬浮物、泥饼含水率及上清液CODcr和氨氮，来表征絮凝剂实际效果，寻找絮凝剂的较佳用量，实现污水处理厂的絮凝剂优化，达到经济实惠、效果可观的目标。

2 结果与讨论

2.1 污泥沉降比与悬浮物含量测定

剩余污泥，是指活性污泥系统中二次沉淀池（或沉淀区）排出系统外的活性污泥。本研究采集污泥浓缩池中的剩余污泥作为研究对象，此类污泥相对密度比水稍大、颗粒较细、含水率较高且脱水性能较差。它主要是由具有活性的微生物、微生物自身氧化残余物、附在活性污泥表面上尚未降解或难以降解的有机物或无机物四部分组成。经实验分析，海城污水处理厂的剩余污泥浓度为37mg/L，自身沉降性能较差，污泥沉降比为95%，悬浮物含量为2.2×10⁴mg/L。

2.2 污泥沉降性能的测定

聚丙烯酰胺投加量要以溶液澄清为标准，适量加入，过多不但效果不明显，且造成消耗增加。海城污水处理厂絮凝沉降情况如下；

取100mL污泥浓缩池的剩余污泥静置、沉淀；每隔0.5h、1h、2h、3h、4h、5h分别读取污泥样品的污泥体积。当选用无机高分子絮凝剂聚合氯化铝时，污泥沉降到65mL，考虑到投放量为0.16g和0.18g时沉降情况差异不大，考虑到节约成本，选择投放量为0.16g/100mL；当选用有机高分子絮凝剂阳离子聚丙烯酰胺时，污泥沉降到55mL，同时，投放量约为聚合氯化铝的1/3。综合考虑成本和絮凝性能，每100mL剩余污泥投入0.06g阳离子聚丙烯酰胺（800万）为较佳选择。

2.3 泥饼含水率及上清液理化指标

剩余污泥从产生到处置，要经过浓缩—脱水—稳定化—处置四个步骤。本研究，是介于浓缩和脱水之间的关键一环，从二沉池的物理沉淀到进入板框式压滤机进行脱水，还需要将浓缩池内的剩余污泥进行加絮凝剂脱水预处理，使剩余污泥含水率符合板框式压滤机进水要求。经过投加市售常见的污泥脱水用絮凝剂后，可以看出，在未加絮凝剂时，剩余污泥含水量很高；投加阳离子聚丙烯酰胺的污泥脱水性能要好于聚合氯化铝，而分子量高的有机絮凝剂要好于分子量低一些的。

同时也可以看出，絮凝剂的加入，可以较为明显的降低剩余污泥静置后上清液CODcr的浓度，阳离子聚丙烯酰胺的效果要明显好于聚合氯化铝。同时，分子量越大，效果越明显。然而，在降低氨氮含量方面，相对聚合氯化铝来说，阳离子聚丙烯酰胺的效果没有表现出优势。

3 结论

通过对抚顺桑德水务有限公司海城污水处理厂污泥浓缩池剩余污泥沉降性能的测定，利用污泥沉降比、污泥浓度、悬浮物、泥饼含水率、CODcr和氨氮实验表征絮凝效果，发现市售常见的污泥脱水用絮凝剂中，有机高分子絮凝剂中的阳离子聚丙烯酰胺相比无机高分子絮凝剂聚合氯化铝，各项指标均占据优势。高分子量（1200万）阳离子聚丙烯酰胺在上清液理化指标CODcr中相比低分子量（800万）去除效果更好，而在降低氨氮含量方面则差异不大。考虑到成本因素，总体上，800万分子量的阳离子聚丙烯酰胺的综合效果较优，其较佳用量为每100mL剩余污泥投入0.06g。考虑到在海城污水处理厂的实际应用，若仅使用一种絮凝剂，污泥脱水效果有限。因此，可以考虑两种絮凝剂的复合使用，使用无机絮凝剂PAC和聚丙烯酰胺复合絮凝剂处理污水时可取得更好的效果。但要注意添加药剂的顺序及投加时间间隔。聚丙烯酰胺属于絮凝剂，聚合氯化铝属于混凝剂，一般情况下是先加混凝剂再加聚丙烯酰胺，这样才能取得更加理想的污泥脱水效果。