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填埋場(chǎng)高濃度氨氮滲濾液利用活性污泥脫氮處理，產(chǎn)生大量活性污泥，含水率高達(dá)97%～98%，由于污泥顆粒細(xì)小、不均勻、帶負(fù)電荷、顆粒之間相互排斥，給污泥脫水帶來(lái)極大困難?，F(xiàn)較成熟污泥脫水方法是采用絮凝劑沉降法，絮凝劑分為無(wú)機(jī)絮凝劑和合成高分子絮凝劑，其中陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（簡(jiǎn)稱(chēng)CPAM）在污泥脫水方面應(yīng)用更加廣泛，且小試級(jí)理論類(lèi)研究較多，但在車(chē)間級(jí)應(yīng)用類(lèi)研究較少。本實(shí)驗(yàn)針對(duì)長(zhǎng)沙市固體廢棄物處理場(chǎng)滲濾液分廠生化污泥離心脫水系統(tǒng)活性污泥離心后污泥含水率高于90%和絮凝劑單耗高達(dá)4.94kg/t污泥等問(wèn)題進(jìn)行研究，尋找該廠的適宜工藝條件，目的是為了降低離心后的污泥含水率和降低絮凝劑單耗，降低生產(chǎn)運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)輔料的精細(xì)化使用，同時(shí)也為污水處理過(guò)程中污泥脫水穩(wěn)定運(yùn)行提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要試劑及儀器

CPAM（分子量有400萬(wàn)、600萬(wàn)、800萬(wàn)和1200萬(wàn)，工業(yè)級(jí)）；電子天平；電熱鼓風(fēng)機(jī)干燥箱；COD消解儀。

1.2 離心脫水系統(tǒng)主要設(shè)備

1.3 生化污泥性狀

實(shí)驗(yàn)用生化污泥為長(zhǎng)沙市固體廢棄物處理場(chǎng)滲濾液分廠MBR工藝產(chǎn)生的剩余污泥，剩余污泥的基本性質(zhì)和性能指標(biāo)如下：

1.4 分析方法

1.4.1 污泥含水率（Wp）的測(cè)定

將干凈的坩堝移入烘箱中于103～105℃烘干后，放干燥器內(nèi)冷卻至室溫，稱(chēng)其重量。反復(fù)烘干、冷卻、稱(chēng)量，直至兩次稱(chēng)量的重量差≤0.2mg，記錄M1。取充分混合均勻的泥樣約5～20g的污泥，放入原恒重的坩堝中，記錄M2。將坩堝移入烘箱中，在103～105℃烘干2h左右，移入干燥器內(nèi)使其冷卻至室溫，稱(chēng)量。反復(fù)烘干、冷卻、稱(chēng)量直至恒重，記下坩堝和泥的數(shù)據(jù)為M3。污泥含水率Wp的計(jì)算公式如下：Wp=（M2-M3）/（M2-M1）×100%

1.4.2 SS含量的測(cè)定

定性濾紙?jiān)?03～105℃烘干，干燥期內(nèi)冷卻，稱(chēng)重，反復(fù)直至獲得恒重或稱(chēng)重?fù)p失小于前次稱(chēng)重的4%，重量為M0。取樣品100mL用濾紙過(guò)濾，放入103～105℃的烘箱中烘干取出在干燥器中冷卻至平衡溫度稱(chēng)重，反復(fù)干燥直至恒重或失重小于前次稱(chēng)重的5%或0.5mg（取較小值），重量為M1。固體懸浮物（SS）的計(jì)算公式如下：SS=（M1-M0）×106/100

2 結(jié)果與討論

2.1 CPAM的分子量（M）的影響

CPAM的絮凝作用與分子結(jié)構(gòu)和分子量分布以及分子量大小有關(guān)，其中常見(jiàn)的分子量為300～1500萬(wàn)?，F(xiàn)選取CPAM分子量為400萬(wàn)、600萬(wàn)、800萬(wàn)和1200萬(wàn)依次試驗(yàn)。將試驗(yàn)用的CPAM加入絮凝劑制備裝置，設(shè)置濃度為0.26%，開(kāi)啟離心機(jī)，控制污泥進(jìn)樣量為10m3/h，CPAM進(jìn)樣量為2m3/h，離心機(jī)開(kāi)機(jī)穩(wěn)定30min后分別取污泥檢測(cè)含水量和上清液檢測(cè)COD、SS的含量。

從檢測(cè)結(jié)果可以看出，在CPAM濃度和投加量相同的情況下，當(dāng)M低于600萬(wàn)，溶液中舒展開(kāi)的分子鏈不夠長(zhǎng)，不利于對(duì)膠體顆粒的捕集和橋接，離心后，泥和水很難分離，出泥 含水率高，水層清液SS含量高。隨著分子量增加，CPAM鏈節(jié)數(shù)增多，每個(gè)聚合物分子長(zhǎng)度變長(zhǎng)，和污泥接觸面積變大，與膠體顆粒碰撞幾率增大，有利于膠體顆粒的捕集和橋接。離心后，泥和水易分離，出泥含水率降低，水層清液SS含量降低。當(dāng)M超過(guò)800萬(wàn)時(shí)，CPAM鏈節(jié)數(shù)過(guò)長(zhǎng)，不易和污泥混合均勻，M的影響變的不明顯，而且會(huì)導(dǎo)致污泥粘度的增加，同時(shí)CPAM中的正電荷和污泥的負(fù)電荷作用面積變長(zhǎng)，不利于成網(wǎng)，離心后，泥團(tuán)不穩(wěn)定，高速離心后，CPAM和污泥易脫落，導(dǎo)致清液COD含量和SS增加。

2.2 CPAM的濃度（C）的影響

選取分子量為800萬(wàn)的CPAM，控制污泥進(jìn)樣量為10m3/h，CPAM進(jìn)樣量為2m3/h，CPAM濃度從0.22%、0.24%、0.26%、0.28%、0.3%依次遞增，開(kāi)機(jī)穩(wěn)定30min后分別取污泥檢測(cè)含水量和上清液檢測(cè)COD、SS的含量。

從檢測(cè)結(jié)果可以看出，在M相同的情況下，當(dāng)C低于0.24%，CPAM長(zhǎng)鏈分子易分解成短鏈小分子，吸附架橋作用減弱，離心后，泥和水很難分離，出泥含水率很高，水層清液SS含量極高。隨著C的上升，CPAM分子總數(shù)變多，正電荷和污泥的負(fù)電荷碰撞機(jī)會(huì)增加，有利于對(duì)膠體顆粒的捕集和橋接。離心后，泥和水易分離，出泥含水率降低，水層清液SS含量也降低。當(dāng)C超過(guò)0.26%時(shí)，CPAM分子量達(dá)到極限，長(zhǎng)鏈分子沒(méi)有充分舒展開(kāi)，污泥粘度增加，大量CPAM未反應(yīng)完，經(jīng)離心后，未反應(yīng)完的CPAM和清液流出，導(dǎo)致清液COD含量增加。

2.3 污泥進(jìn)樣量與CPAM進(jìn)樣量的比（P）的影響

選取分子量為800萬(wàn)的CPAM，CPAM濃度為026%，調(diào)節(jié)CPAM和污泥進(jìn)樣量，控制污泥進(jìn)樣量和CPAM進(jìn)樣量配比為4：1、5：1、6：1、7：1依次遞增，開(kāi)機(jī)穩(wěn)定30min后分別取污泥檢測(cè)含水量和上清液檢測(cè)COD、SS的含量。

從檢測(cè)結(jié)果可以看出，在M和C相同的情況下，當(dāng)P低于5：1時(shí)，CPAM長(zhǎng)鏈分子相對(duì)偏多，長(zhǎng)鏈分子沒(méi)有充分舒展開(kāi)，污泥粘度增加，大量CPAM未反應(yīng)完，經(jīng)離心后，未反應(yīng)完的CPAM和清液流出，導(dǎo)致清液COD含量偏高。隨著P的增加，單位污泥接觸的CPAM量變少，正電荷數(shù)變少，絮凝劑中的正電荷和污泥的負(fù)電荷碰撞機(jī)會(huì)減少，不利于對(duì)膠體顆粒的捕集和橋接，反應(yīng)變慢、反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，離心時(shí)，泥和水不易分離，出泥含水率上升，水層清液SS含量增加。當(dāng)P超過(guò)5：1時(shí)，單位污泥接觸的CPAM量低于極限點(diǎn)，正電荷數(shù)不能中和污泥中的負(fù)電荷數(shù)，吸附架橋作用減弱，污泥不能成團(tuán)，離心時(shí)，泥和水極不易分離，上清液是泥和水混合液，導(dǎo)致清液SS含量極速上升。

2.4 穩(wěn)定性試驗(yàn)

在上述優(yōu)化條件下車(chē)間連續(xù)試運(yùn)行30d，控制污泥進(jìn)樣量為10m3/h，CPAM進(jìn)樣量為2m3/h，濃度為0.26%，CPAM分子量為800萬(wàn)。運(yùn)行期間，WP穩(wěn)定在80%以?xún)?nèi)，SS含量在40mg/L以?xún)?nèi)，COD含量會(huì)隨著生化系統(tǒng)的波動(dòng)而波動(dòng)，但基本維持在600～700mg/L之間，整體穩(wěn)定性好。

3 結(jié)論

該方法有效地把該廠的污泥含水率控制在80%以?xún)?nèi)，同時(shí)將絮凝劑單耗降低了0.61kg/t污泥，實(shí)現(xiàn)了該廠的污泥脫水穩(wěn)定運(yùn)行。該研究數(shù)據(jù)來(lái)源于車(chē)間實(shí)際運(yùn)行記錄和化驗(yàn)檢測(cè)，僅用于分析數(shù)據(jù)的變法趨勢(shì)，比如COD含量的變法只用來(lái)定性地判定離心后清液中絮凝劑含量增多或減少。由于污泥性狀不同、離心機(jī)的型號(hào)各異及老化或外界環(huán)境變動(dòng)，因此，該研究?jī)H針對(duì)該廠出現(xiàn)的問(wèn)題，但該研究方法可以為各大污水廠的生化污泥脫水穩(wěn)定運(yùn)行提供參考和思路。