污泥是污水处理的副产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥需要及时进行处理与处置，以免产生“二次污染”，必要的处理处置可以使污泥进行“资源化”利用。污泥的含水率很高，没有进行脱水处理的污泥一般为96%～99.8%，体积很大。污水厂中污泥脱水是整个污泥处理工艺的一个重要步骤或环节，目的是使固体富集，减少污泥体积，为污泥的处置创造条件。由于城市污泥中含有大量的蛋白质和碳水化合物，这些物质大都是亲水性的胶体，带有负电荷，与水的亲和力很强，所以沉淀性能和脱水性能都很差。对污泥进行预处理，可以改变污泥颗粒表面的物化性质，破坏污泥的胶体结构，减少污泥颗粒与水的亲和力，相应改善污泥的脱水性能。

为提高污泥脱水性能通常采用的方法有化学调节，热处理，冷冻法，淘洗法等，采用高能量微电子辐射也能改善污泥的脱水性能。从近几年国外的发展趋势看，化学调节是较常用的方法，在污泥脱水前进行加药调质，使带有电荷的无机或有机药剂与污泥发生反应，通过电性中和、化学侨联等作用，使水从粒子中分离出来，并使粒子凝聚成大的絮状体，可以提高污泥的脱水性能。本次试验是结合污水厂运行实际情况进行絮凝剂的选择。

1 试验背景

镇江征润州污水处理厂是镇江污水截流工程的重要组成部分，处理对象为镇江市主城区的生活污水和部分工业废水。该污水处理厂自2003年6月完成一期工程并投入试运行，目前处理量为10×10⁴m³/d。污水处理工艺采用CAST工艺，采用4组CAST生物池连续运行，每组生物池运行周期为4h，每天运转6个周期，泥龄为15d。每天产生剩余污泥1675m³，含水率为99.2%～99.8%，剩余污泥经重力浓缩后含水率降为95%～97%，浓缩污泥进行加药调质后，由带式压滤机进行机械脱水。

2 试验目的

污泥脱水机房的正常运行是污水处理厂正常运行的一个关键环节，污水处理厂自试运行开始，脱水机房的试运行也相应开始。而污泥调质用絮凝剂的选择是污泥脱水机房运行的比较关键的一个方面。本次试验旨在根据该厂的污泥情况，选择出适合于该厂污泥脱水且市场可以保证的絮凝剂，达到使污泥脱水运行效果良好，费用节省的目的。为后续污泥的处理处置做好前端工作。

3 絮凝剂的选择试验

采用实验室实验和上机实验相结合的方式进行了至少三个厂家、9种规格的絮凝剂选择，确定出较佳的絮凝剂选择。

3.1 初步选择

目前，用于污泥脱水的药剂有许多种。一般可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂三种。各种絮凝剂的絮凝机理在本质上是一致的，但又有所不同。絮凝剂的投加量对污泥脱水有较大的影响。对有机高分子絮凝剂来说，由于分子量大、絮凝作用好，形成絮团结构疏松，其中絮团裹着的水难以脱稳，投加量太少，不足以改善污泥的脱水性能，投加量过多，脱水效果反而下降。另一方面，污泥粘度增加会加强与滤布的粘连，影响泥饼的剥离性能。

城市污水处理厂污泥调质应根据污泥的种类和性质选择有机高分子絮凝剂。污泥中VSS/SS较高时，应尽量选用阳离子度高的絮凝剂，并增加絮凝剂投加量；污泥中，SS浓度较高时，应选用高分子量的絮凝剂，SS浓度低时，可选用分子量较低的絮凝剂；污泥pH值较高时（消化污泥），应选用官能团为季铵盐结构的絮凝剂，pH值较低时，叔胺盐和季铵盐结构的絮凝剂均可使用。我国城市污水处理厂污泥脱水主要使用带式压滤机和离心机两种类型，对絮凝剂的要求是有区别的，其中带式压滤机要求使用中等分子量，中高阳离子度的絮凝剂，离心机要求使用高分子量、中低阳离子度和适度交联的絮凝剂。

镇江市征润州污水处理厂的污泥为污水生物处理产生的活性剩余污泥，VSS/SS一般在30%～40%之间，污泥的pH值一般在7左右呈中性。剩余污泥经重力浓缩池浓缩后进行加药调质、机械脱水，加药装置为国产PT2660自动配药装置，脱水装置为国产DYB2000带式压滤机。根据该厂的污泥的特点以及脱水机械，设计选用阳离子聚丙烯酰胺（PAM）对浓缩污泥进行污泥调质。对絮凝剂的选择采用招标的方式选择了三个厂家，每个厂家提供三种规格的样品进行实验室实验和上机实验相结合的方式进行选择，并根据处理效果折算处理成本，综合各种因素进行药品的选定。

3.2 实验药品

水溶性的高分子聚合物——阳离子聚丙烯酰胺（PAM）的不同规格药品，由生产厂家提供。药品编号分别为：CP8647，CP8558，CP8547，CPF-101，CPF-102，CPF-103，AGP325，AGP315，AGP310。样品外观均为白色粉末，含固量≥90%，分子量＞500万，中强离子度。

3.3 实验室小试

由于污泥中的微细颗粒带负电，互相排斥，还有部分污泥与表面附着水结合成凝胶体，所以它们能在水中稳定分布，沉降性能较差，靠重力沉降只能将污泥与游离水分开。当加入絮凝剂后，絮凝剂使带负电的污泥颗粒脱稳，并将表面附着水转化成游离水。因此，污泥的沉降性能可作为衡量絮凝剂性能的一个指标。

试验参考其他污水处理厂絮凝剂的投加量，分别对9种药品进行了实验室的沉降试验。结合厂内脱水机房情况，配置药剂浓2‰，实验污泥取自浓缩池浓缩后污泥。取250ml量筒三个，量取250ml污泥，投加25ml药剂后，充分混合均匀，然后静置，以定性了解各种絮凝剂对污泥的调质效果。

由试验结果看，初选的CP8647、CPF-103及AGP325三种絮凝剂相对调质效果较好，就小试结果来看，区分不明显。因此考虑对较好的絮凝剂进行实际上机操作，以确定出较佳的絮凝剂。

3.4 上机试验

根据小试的结果，分别对初选的絮凝剂进行了实际的上机试验，将浓缩池充分浓缩后的污泥，以污泥泵供给带式压滤机满负荷运转，将药剂根据配制成2‰的浓度，通过调节絮凝剂计量泵向带式压滤机加药，运行中固定污泥泵的流量120m³/h，加药泵分别以0.30m³/h、0.35m³/h、0.40m³/h、0.45m³/h、0.50m³/h、0.55m³/h、0.6m³/h的加药量加药。观察带式压滤机的运行情况，以压滤机重力浓缩段调质污泥浓缩效果良好，滤带无跑泥现象，泥饼厚度均匀，与滤带分离状况良好等条件为稳定运行条件。连续稳定运行4个小时后，用计量装置测出泥饼的厚度，同时记录污泥泵和加药泵的流量计读数。然后取加药前污泥及脱水后泥饼送到化验室，分别测出湿污泥的污泥浓度、含水率及泥饼的含水率。根据上述数据计算出污泥脱水率、加药量与干泥比等主要指标，数据见下表：

由以上数据看，各种絮凝剂处理污泥的泥饼的含水率均在82%左右，污泥脱水率在15%左右，但由于处理污泥固体浓度不同，折算出来的单位绝干污泥加药量不同，低至2.40kg/tDS，高达3.04kg/tDS。三种絮凝剂对污泥的调质都有一定效果，脱水泥饼的含水率差别不是很大，区别在于达到较佳稳定运行的条件下加药量不同，根据湿污泥处理量和脱水泥饼进行折算出来的单位绝干污泥加药量的差别较为明显。

3.5 成本分析

由于各个药剂价格略有不同，因此在确定絮凝剂时应根据实际运行效果，结合絮凝剂的市场价格，进行综合评价以确定出较佳的絮凝剂。

絮凝剂成本的计算一般以处理单位重量污泥的絮凝剂用量乘以絮凝剂的价格得出处理单位重量污泥的经济成本来分析。絮凝剂的用量应结合药剂的实验室评价体系，根据药剂的较佳絮凝效果，经计算得出。以PAM为例，絮凝剂的用量以及成本分析如下：

（1）污泥投药量=[药剂投加量（ml）×药剂浓度（‰）]÷试验取污泥体积（ml）×106mg/L或ppm

（2）绝干污泥吨投药量=[药剂投加量（ml）×药剂浓度（‰）]÷[试验取污泥体积（ml）×污泥含固率（%）]×103kg/t绝干污泥

（3）绝干污泥吨处理成本=[绝干污泥投药量（kg/吨绝干污泥）×药剂单位价格（元/kg药剂）]元/t绝干污泥

根据以上公式，分别对三种阳离子聚丙烯酰胺（PAM）絮凝剂进行了成本分析，经计算CP8647品种的处理单位绝干污泥的成本较低，AGP315的处理单位绝干污泥的成本较高。因此综合考虑各种絮凝剂的处理效果、脱水泥饼的含水率等因素，确定CP8647为生产运行选用絮凝剂。

4 絮凝剂选用后的使用效果

从5月份选定絮凝剂以后，该厂脱水机房已正常运行5个月。在运行过程中，经历了夏、秋两个季节，污泥的性质也随着季节发生了变化。该絮凝剂在应用过程中显现出了较大的适应性。

5 结论

污水处理厂使用絮凝剂对污泥脱水前的调质，是污泥处理处置中的重要环节，絮凝剂的使用，起着关键的作用。在进行絮凝剂的选择时，必须根据当地的污泥的特点，进行实际的絮凝实验。本次试验通过实验室小试和实际上机试验，得出某厂家的絮凝剂CP8647产品的实验室试验效果和实际上机试验效果均较佳，且生产运行中消耗的药剂成本较低。

因此絮凝剂的选择应该遵循以下几条原则：

（1）应首先分析污水处理厂污泥的性质和脱水机械的形式，初步选定絮凝剂的种类。同时应保证该种絮凝剂在市场上的货源可以得到保证，选用时至少选择三个厂家来提供样品进行调试。

（2）絮凝剂选用时，应 行实验室的沉降试验。根据沉降试验的结果，初步选定较好的絮凝剂，调质后使污泥沉降速度快、上清液清澈、絮体结构大和固液分离效果好的絮凝剂较好。

（3）根据实验室沉降试验选定出絮凝剂后，应进行实际上机试验。实际试验中，应根据絮凝剂的不同运行条件进行调整，以稳定运行为标准，在运行一段时间后，取处理湿污泥和脱水后泥饼进行化验室分析湿污泥固体浓度、泥饼含水率，根据湿污泥处理量和加药量确定出实际处理单位绝干污泥的用药量。

（4）结合絮凝剂的市场价格，进行成本分析，得出每种絮凝剂的处理单位绝干污泥的价格，结合实际上机运行结果，确定出生产中应用的絮凝剂。

6 建议

（1）城市污水处理厂的污泥一般随季节有一定变化，絮凝剂的投加量也应该根据污泥性质的变化进行选择确定。

（2）在污泥调质效果中，污泥脱水效果不佳，并不一定是絮凝剂的种类所致，调试过程中应规范调质的工艺操作环节，确保在较优的工艺条件下进行絮凝剂的选择。