朱南文 李鋒 高廷耀 周增炎
同濟大學環境科學與工程學院

　　曹楊污水處理廠處理污水量為3×10⁴m³/d，運行中產生的污泥達100m³/d以上(以98%含水率計)。近年來，由于稀泥難以為郊區農民接受及運輸費用一再上漲等原因，該廠改用離心脫水后進行填埋的方法處置污泥(對泥餅的運輸和填埋暫無具體規定)。為達到較好的污泥脫水效果，該廠每年要消耗數以噸計的英聯膠作污泥脫水調理劑，而英聯膠的價格高達6萬元/t，以致每年實際用在絮凝劑上的開支就需(20～30)萬元。為降低絮凝劑使用成本同時又達到相當的污泥脫水效果，本文就兩種新型高效而價廉的聚丙烯酰胺絮凝劑的實驗室小試及污泥脫水現場生產性試驗效果與英聯膠作一比較。

1 材料、設備及方法

1.1 PA Ⅰ、PAⅡ的一般理化性狀
　　 PA Ⅰ、PAⅡ是兩種具有不同聚合度及分子量的陽離子型聚丙烯酰胺，其一般理化性狀見表1。

1.2 小試設備
　　采用LXJ--Ⅱ型醫用分析離心機，功率為650 W，最高轉速可達4000 r/min。
1.3 生產性試驗設備
　　采用LW 350×1500型離心脫水機，轉鼓內徑和長度分別為350 mm、1 500 mm,最高轉速3 700 r/min,電機功率18.7 kW。
1.4 試驗污泥
　　泥樣取自曹楊污水廠離心機前的高位貯泥槽，為初沉池和二沉池排放后混合并經由重力濃縮4～5h的污泥，其基本性質見表2。

1.5 小試方法
　　取100 mL污泥樣品于150 mL的高型平底玻璃燒杯中，在燒杯與離心筒間裝入適量自來水以減小高速離心時玻璃杯所承受的應力。將燒杯與離心筒一起放入離心機內，注意對應兩側離心筒內總體總量的平衡。開啟電源，使離心機轉速逐漸增加到某一恒定值后按下秒表，離心時間到達后關閉離心機，待離心機停止轉動，取出燒杯，用100 mL滴定管測量上清液體積及懸浮固體濃度，按S＝100S₀/(100-H)(S₀、S分別表示離心脫水前后的污泥濃度與泥餅含固率，%；H表示上清液體積，mL)算出泥餅含固率。
1.6 生產性試驗方法　
　　在相同的離心脫水機主機電壓、電流、主軸及小軸轉速、差速、藥劑濃度和流量下進行離心脫水試驗，待離心機運行穩定后取樣分析。

2 試驗結果與分析

2.1 小試結果與分析
　　試驗將離心機轉速設定在1800、2100r/min兩種情況下進行，在每一轉速下離心時間分別為1.5、2.5 min。
　　英聯膠、PAⅠ、PAⅡ三種絮凝劑調理污泥并經離心機離心脫水后所測得的泥餅含固率見表3。從表中可以看到，英聯膠、PAⅠ、PAⅡ在各投加量(0.05%、0.1%、0.12%、0.15%、0.2%)下調理污泥所得脫水污泥泥餅含固率大致相同，而且三種絮凝劑的最佳投加量在1 200 r/min下都是0.15%～0.2%，而在2 100 r/min下為0.12%～0.15%，此時脫水污泥泥餅的含固率已接近藥劑作用效果的最大值而又不致使其消耗量過高。值得一提的是，在藥劑投加量為0.1%～0.2%情況下，上清液中懸浮固體含量都很低(＜0.1 g/L)，而在對照(不投加藥劑)中則稍高(見表中小括號內數值)。
　　表3結果還表明，離心時間及離心機運轉速度對出泥含固率的影響較大，若離心時間短、離心轉速低，則在同樣的出泥效果下要求有較大的藥劑投加量。在同一離心機轉速下，離心1.5 min與2.5 min的結果差異比較明顯。在2 100 r/min下離心2.5 min，0.1%的藥劑投加效果與離心1.5 min、0.15%投加量的效果相近。

2.2 生產性試驗結果與分析
　　為保證試驗結果的可比性，本試驗是在保證離心機主機工作電壓(380 V)、電流(20 A)、主軸及小軸轉速(分別為2 139、1 823 r/min)、藥劑濃度和流量不變的情況下進行的。這樣，就可把試驗的可變因素限定為進泥流量和濃度。由于進泥濃度變化大，為保證單位干泥所消耗的藥劑用量相同，本試驗以進泥流量與進泥含固率的乘積作近似值安排了A部分試驗(見表4、5、6)；同時，為觀察各藥劑的一般使用情況，本試驗還對工人經驗操作下的調理效果進行了考察，所得結果見表4、5、6的B部分。
值得注意的是，由于污泥在離心機中停留時間很短(34～60 s)，故藥劑消耗量偏大。以英聯膠作調理劑時，發現平時的藥劑投加量需高達0.2%～0.3%，因此在設置對比試驗時，A部分根據英聯膠的一般使用效果，將藥劑投加量大致控制在0.2%～0.22%。B部分則根據分離液混濁程度及出泥濕度將投藥量控制在0.15%～0.29%。
　　從表4、5、6中A部分所列結果看，英聯膠、PAⅠ、PAⅡ的使用效果大致相同，但PAⅠ、PAⅡ出泥含固率的平均值略高，分離液SS含量略低。英聯膠、PAⅠ、PAⅡ出泥含固率(%)/分離液懸浮固體(g/L)分別為15.03/2.15、16.1/1.18、16.1/1.26；固體回收率分別為89.6%、92.9%、91.0%。另外，三種藥劑的效果差異不大，經t檢驗(假設英聯膠與PAⅠ、PAⅡ的總體方差相等或不等)，三種藥劑的作用效果不存在顯著差異(α＝5%雙尾檢驗)，即三者對污泥的調理效果總體水平一致。

3 結論

　　從小試結果看，離心機轉速與離心時間都會對污泥脫水效果產生影響。在同一轉速下要達到同樣的離心效果，離心時間較短則藥劑投加量往往需要加大。這也就說明了為什么在生產性試驗中藥劑投加量比實驗室結果有偏大的傾向。?
　　值得注意的是，小試與生產性試驗結果都表明，新型高分子絮凝劑PAⅠ、PAⅡ與現用英聯膠對污泥都具有同樣的調理效果，可供各污水廠離心污泥脫水工序采用，但前兩者的價格要比英聯膠低25%，這對稀泥出路越來越困難、而以脫水作為前期處理手段顯得越來越必要的上海來說，降低污泥脫水成本是十分必要的。

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