污泥脱水絮凝剂研究与发展趋势
谭长彤
（应化1101班）
摘要分析了污泥的含水特性及存在形式，对调理污泥的脱水絮凝剂的研究状况和发展趋势作了述评。介绍了污泥脱水絮凝剂的分类：无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂、复合絮凝剂。简要说明了各类絮凝剂的絮凝机理及特点，最后述评了近年来研究的新型调理药剂或辅助方法。
关键词污泥处理污泥脱水絮凝剂聚氯化铝聚丙烯酰胺壳聚糖
引言
近年来，随世界工业的发展及人口的增加，污泥产量增长明显。近年来，污泥的处置成为当今的一大难题。据统计，我国每年排放干污泥约为550万～600万ｔ，且不断增加。我国现阶段污泥的处置方法普遍是堆积、填埋。这些污泥的堆放不仅占用了大量的土地，而且还将对环境产生巨大的危害。
污泥一般是污水处理过程中产生的固体废物。根据污水来源，分为工业污泥和生活污泥两类。传统的污泥处理方法主要有以下４种：卫生填埋、土地利用、焚烧和投海，但是这些方法在二次污染、大气污染控制、投资及运营成本等方面存在的问题限制了其实际应用。目前我国对城市污泥主要采用临时填埋的处置方式，既占用了大量土地，又对生态环境造成了破坏。
另外，污泥的成分非常复杂，含有很多病原微生物、寄生虫卵及重金属等，且未处理的污泥含水量很高，一般为95％～99.5％，因此必须进行脱水处理。干化后的污泥可用作化肥，土壤改良剂进行资源化利用。所以，当前环保对污泥的处理可概括为以下四点：无害化、稳定化、减量化、资源化。
1、污泥含水特性
1.1污泥含水率分析
污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。一般污水处理厂初始的污泥含水率很高，大于99％，相对密度接近1。污泥固体成分分为有机物和无机物成分，一般污泥固体颗粒越细小，其含的有机物越多，污泥的含水率也越高。颗粒较大则无机物含量较高。
污泥含水率的微小变化，也能造成污泥体积的显著改变。污泥体积、固体含量和含水率三者的关系可由式推导
V2＝V1（100－P1）（100－P2）
式中，V1、P1分别表示处理前的污泥总体积和含水率（％），V2、P2分别表示经过处理后的污泥总体积和含水率（％）。由上述公式可得，污泥含水率微小的降低，总体积也能显著减小。
例如，污泥含水率从99.5％浓缩到95％时，污泥体积仅为原来的1/10。而污泥含水率从99.5％即使浓缩到98.5％，体积也可缩小为原来的1/3。所以降低污泥的含水率对污泥的减量化有着十分重要的参考意义。
1.2污泥中水分的存在形式
Mülle等在20世纪80年代对污泥的特性研究后认为，水分在污泥中分为４种形态，即间隙水、表面吸附水、毛细结合水和内部结合水。
间隙水：不与固体直接结合的由污泥颗粒包围着的游离水分，与污泥颗粒的作用力很弱因而很容易分离。污泥调理剂对这部分水的分离效果很明显，间隙水一般占污泥水分的70％。
毛细管结合水：污泥颗粒间会形成一些小的毛细管，这种毛细管分为裂纹形和楔形两种。其中充满的水分分别称为裂纹毛细管结合水和楔形毛细管结合水，约占污泥水分的20％左右。
表面吸附水：污泥在标准状态下为胶体状态，污泥胶体粒度小，因而比表面积大，由于表面张力的作用吸附水分较多。由于DLVO力的存在，胶体颗粒带有同号电荷，互相排斥，阻碍颗粒的凝聚絮团。这部分水使用普通的浓缩或者脱水方法很难去除，因此需加入起混凝作用的电解质以使颗粒互相粘附沉降，达到污泥固体与水分分离的目的。表面吸附水约占污泥水分的7％左右。
内部结合水：存在于污泥颗粒内部或者微生物细胞体内的水分统称为内部结合水，内部水的含量与污泥颗粒有机质含量、微生物细胞体所占比例有关。这部分水很难用机械方法去除，必须破坏细胞膜释放细胞液，将内部结合水转化为外部液体才能去除。内部结合水约占污泥水分的3％左右。
2、污泥脱水絮凝剂的应用及研究进展
污泥絮凝剂的使用属于污泥的化学调理，絮凝剂对污泥具有混凝作用。混凝一般起压缩双电层、吸附架桥和网捕三个方面作用。根据絮凝剂的成分的不同可将絮凝剂分为无机絮凝剂、合成有机絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂5大类。
2.1无机絮凝剂
无机絮凝剂属于传统的絮凝剂，应用历史悠久，广泛的用于污泥脱水。无机脱水剂主要是铁盐、铝盐、铝铁盐和石灰等。除石灰等助凝作用的调理剂，无机调理剂主要为絮凝剂。按相对分子质量分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂。
传统的无机低分子絮凝剂主要分为铝盐系和铁盐系。如硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。无机低分子絮凝剂价廉易得，但投加量大，一般要达到污泥干固体重量的5％～20％，因而导致滤饼体积增大。另外铁离子具有颜色且铁盐腐蚀性较强；水中的氯离子能够降低明矾的絮凝作用，从而增加了明矾的投加量。现在无机低分子絮凝剂的使用已越来越少。
20世纪60年代开始，无机高分子絮凝剂被陆续使用并流行。由于其性价比高的优势，目前已在世界很多地区尤其是日本、俄罗斯和西欧、中国等地区取代了传统无机低分子絮凝剂。而美国由于有机高分子絮凝剂发展迅速及普遍应用，无机高分子絮凝剂发展相对滞后。无机高分子絮凝剂在传统的铁盐、铝盐基础上发展起来，主要以聚氯化铝、聚硫酸铁为主。因为高分子絮凝剂分子量大，高分子链聚合度高，可形成“胶粒－高分子物质－胶粒”的集合体，起到无机低分子絮凝剂所不具有的吸附架桥作用。因为絮凝能力强、絮凝效果好、价格相对低廉等优点，无机高分子絮凝剂已逐步成为无机调理药剂的主流。
2.2合成有机高分子絮凝剂
合成有机高分子絮凝剂在近30年来的增长很快，尤其以美国为主。有机高分子絮凝剂相对分子量大，架桥吸附能力更强，网捕性能较好，且具有用量小效率高，受ｐＨ、共存盐类及温度影响较小的优点。合成有机高分子絮凝剂分为阳离子型、阴离子型、非离子型、两性型絮凝剂。一般城市生活污泥多带负电，宜使用阳离子型絮凝剂；工业污泥多带正电，宜使用阴离子型絮凝剂。目前使用最广泛的合成有机高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺及聚丙烯酰胺的衍生物。
印度伯拉理工学院等在氮气氛围中，以硝酸铈铵为引发剂，微波促进合成的方式，采用羧甲基淀粉与聚丙烯酰胺接枝共聚得到CMS－g－PAM 高效絮凝剂。在微波加热下，可观测到合成率达50％。
在合成两性型有机高分子絮凝剂方面，朱胜庆等以疏水单体全氟辛基乙基丙烯酸酯（FM）、2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPS）、丙烯酰胺（AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）通过自由基胶束共聚合成了P（FM－AMPS－AM－DMC）四元共聚物，
称为氟碳型两性聚丙烯酰胺絮凝剂。该药剂与聚氯化铝相比，用于洗煤水絮凝时具有高效性，且能在较宽的温度范围（10～80℃）内及较宽的洗煤水ｐＨ范围内使用。污泥脱水试验中可将污泥滤饼含水率由36.5％降至15.6％。
专利方面，王有华等发明了一种适合应用于石油、化工等行业的污泥处理的复合型污泥脱水聚合物。主要以阴离子或非离子聚丙烯酰胺、甲醛、有机胺、亚硫酸氢钠、新鲜水为原料，辅以少量助剂，在一定的温度下反应制得磺甲基聚丙烯酰胺和胺甲基聚丙烯酰胺为主要成分的胶体水溶液。其处理的滤后液COD基本低于2000mg/l，油含量在1000mg/l以下。古耀坤等通过添加十二烷基二甲基苄基氯化铵表面活性剂的方法在板框压滤机脱水中使用，并递增式设定污泥注入压力的方法可明显降低污泥的比阻值，且提高滤饼的含固率。
2.3天然有机高分子絮凝剂
早在公元前16世纪，古埃及就已尝试用甜扁桃汁作为絮凝剂。近代，天然高分子絮凝剂被相继研究开发。如今，淀粉衍生物、纤维素衍生物、植物胶、多聚糖类絮凝剂经过适当的化学改性后已被广泛使用。某些天然高分子具有水溶性好、分子量大、且有适宜的活性基团的优点，非常适合做絮凝剂，更重要的是天然高分子原料来源广泛，价格低廉且无毒或低毒，以其“绿色絮凝剂”的称号受到广泛关注。
污泥脱水领域研究较为深入的是壳聚糖类絮凝剂。目前国外已开始采用壳聚糖类絮凝剂做污泥脱水剂增稠剂，工业效果应用较好。壳聚糖分子链内的六元环平面有一定角度，侧链上有羟甲基、羟基和胺基等活性基团，决定了壳聚糖除了吸附、架桥，还有普通絮凝剂所没有的螯合、交联功能。
山东大学的顿咪娜等和武汉大学的邹鹏等都做了壳聚糖调理剂与聚丙烯酰胺（PAM）对污泥脱水性能影响的比较。顿米娜等在两种絮凝剂各自不同的温度、PH 值、搅拌时间以及投加量对污泥调理效果最佳时进行比较，发现壳聚糖和PAM对活性污泥的脱水效果相当，对消化污泥壳聚糖略逊于PAM 的调理效果。邹鹏等发现，要达到相同的絮凝效果壳聚糖用量大于阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）。而先加氯化铝再加壳聚糖的复配方法，比这两种絮凝剂单独投加的最佳效果要好。
杜丽英等以壳聚糖为原料，通过接枝共聚反应合成了壳聚糖－AM－DMDAAC，壳聚糖－AM ，壳聚糖－AA三种天然改性高分子絮凝剂对活性污泥调理，结果表明，壳聚糖－AM －DMDAAC阳离子型接枝共聚物效果最好。调理后的100mL污泥真空抽滤1min的滤液体积可达到70mL，抽滤5min后可将污泥含水率从95.4％降低到86.4％，脱水效果优于壳聚糖、聚丙烯酰胺等其他几种常用的污泥脱水剂。
而在其他天然高分子絮凝剂方面，Hartong等人研究了环糊精改善污泥脱水性能的机理，发现环糊精不仅能有效降低滤饼比阻，其特殊结构能破坏水中悬浮的阳离子胶体，减小悬浮液浊度并凝聚聚合物链。
2.4微生物絮凝剂
微生物絮凝剂是一种利用生物技术，通过从微生物体或其分泌物中发酵、抽取、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的高效、无毒的新型水处理絮凝剂。其具有絮凝活性高、安全、可生物降解、无二次污染的优势，越来越受到重视。微生物絮凝剂的絮凝机理不甚清楚，主要有双电层压缩学说、吸附架桥学说和化学反应学说。目前较为普遍接受的是“吸附架桥”学说。该学说认为絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力，同时吸附多个胶体颗粒，在颗粒间产生“架桥现象”，以形成一种网状三维结构而沉淀下来。
张娜等以酱油曲霉为原料，产生的微生物絮凝剂（MBF）为污泥絮凝脱水剂，进行城市污水处理厂浓缩污泥的调理。研究表明，调理后的污泥在3000r/min离心9min，污泥脱水率可达82.7％，滤饼含水率降低至77.3％，污泥脱水后体积减至原来的1/5左右。
王琳等用研制的微生物絮凝剂MBF－C对二沉池浓缩污泥进行调理，结果表明，当期投
加量为20mg/l；助凝剂CaCl2投加量为75mg/l，PH 为7.5，搅拌速度为300r/min时，经离心脱水后污泥含水率为84.5％，体积减小80％左右，调理效果优于PAM/PAC及FeCl3。
赵继红等以活性污泥为原料，从中筛选出一株微生物絮凝剂产生菌，优化培养后命名为M－127。将其用于污泥脱水，并与聚丙烯酰胺、聚合氯化铝及硫酸铝进行脱水效果比较。实验表明，当絮凝剂在浓度40mg/l，PH＝6.5的最佳条件下，污泥比阻可降至 4.71×1010 m/kg，脱水率可达96.3％，效果优于PAC、PAM 以及Al2(SO4)3。
2.5复合絮凝剂
有若干无机、有机絮凝剂制备或复配而成的絮凝剂称为复合絮凝剂。目前常用的复合絮凝剂有无机／无机、无机／有机等复合絮凝剂。复合型絮凝剂是最近几年才开始研制的新型絮凝剂，它能综合单一絮凝剂的各自不同的优点，克服某些性能上的不足。如复合絮凝剂适应范围广，PH 使用范围大，对各种浓度水质或有色废水等均有良好净化效果，污泥脱水性能好等诸多优点，在水处理领域得到越来越广泛的研究与应用。
目前，以无机／有机复合絮凝剂的研究应用较多。曾德芳等以粘土矿物累托石和虾蟹壳为主要原料，将累托石进行改性，虾蟹壳与氢氧化钠制成天然高分子材料，配置成复合絮凝剂工作液。在最佳条件下，与聚丙烯酰胺相比，污泥脱水率提高了5.47％，污泥沉降时间缩短了33.33％，吨污泥单耗絮凝剂成本下降了4％，且处理过程中的二次污染大幅度减小。
郭亚萍等将三氯化铁与聚乙烯醇以4:1配合使用，与单独使用三氯化铁、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺三种絮凝剂进行污泥调理效果的比较，发现复合时脱水效果均优于单独使用以上三种絮凝剂。该复合絮凝剂用量为干泥量的1.0％时，污泥含水率由94％下降到71％，其体积可缩小为原体积的2％，且滤液透光率达98％。
吴幼权等对天然高分子／有机复合絮凝剂进行了研究。在氮气保护下，以硝酸铈铵为引发剂，采用壳聚糖与有机单体丙烯酰胺接枝共聚制得壳聚糖衍生物（CAM），再与阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）复配，制备了复合絮凝剂CAM－CPAM。考察了该复合絮凝剂对污泥脱水性能的影响。发现经该复合絮凝剂调理的污泥脱水性能明显由于壳聚糖（CST）和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）。当投加量为30mg/l时，污泥脱水率可达90％以上，沉降速率可达0.55cm/s，滤液浊度小于8NTU，透光率高于85％。
3、新型絮凝剂的发展及研究现状
近年来，随着合成技术的发展和工业应用的需要，越来越多的新型结构聚合物絮凝剂得到开发与应用。污泥脱水絮凝剂在技术上经历了从单一品种到多品种，从单组份到多组份，从一般功能到特殊功能或多功能的发展过程。
随着对环境要求的日益提高，化学调理成为污泥脱水不可避免的处理程序，一些新型的调理药剂或辅助方法也被研发出来。日本的Sakohara等研究了将热敏性聚合物与有机絮凝剂共聚，通过热敏性聚合物在常温下亲水，在温度较高时（32℃以上）疏水的特性以调节污泥脱水性能。有效剂量是传统絮凝剂的两到三倍。
其他方面，Hans Saveyn等研究了污泥在电场下投加絮凝剂的脱水性能。污泥的超声波预处理、臭氧预处理也被研究，且有些已经投入工业化使用。
生物基高效污泥脱水剂 一、技术概述 本技术以自主研发的酶学方法合成多糖生物絮凝剂，经膜纯化后，与阳离子单体进行水溶液聚合，形成类梳型接枝共聚物，根据需要复配表面活性剂后形成生物基高效污泥脱水剂。适合于产品的规模化生产，产品可适用于工业或生活污水处理中产生的污泥，采用板框压滤机进行深度脱水。工艺流程为：多糖酶液的制备→多糖生物絮凝剂粗产品→膜纯化→多糖生物絮凝剂纯品→阳离子型多糖接枝共聚物→复配形成生物基污泥脱水剂。产品能使污泥迅速脱水，具有较强的可滤性，明显提升污泥的处理效率，产品本身无毒无二次污染，而且能在一定程度上钝化污泥中的重金属、杀死病原微生物及有害菌等，减少滤液的盐度和有机物的残留量，污泥减量化效果明显，有利于泥饼的回收和资源化再利用。 二、技术优势 1、采用酶法合成具有独特结构和不同分子量范围（1000—2000万）的多糖生物絮凝剂，并实现工业化生产和不同范围分子量絮凝剂的分离； 2、将该多糖生物絮凝剂经过改性后应用于污泥脱水，与其他多糖基絮凝剂（淀粉基、纤维素基、壳聚糖基等）相比，能更迅速的与污泥发生反应，除了能电中和、吸附架桥和网捕卷扫污泥胶体颗粒，还能有效的实现胞外聚合物的凝聚和原生物细胞的破壁，释放内部水，泥水分离效果更佳明显。 3、本污泥脱水剂尤其适用于板框压滤机，与其他常用的污泥脱水剂相比，进泥量提高了近50%，产物无毒环保而且在压滤过程中不产生异味，无二次污染，不含重金属，而且还能增加泥饼的肥力。 三、适用范围 药剂的制备可适用于工业化生产，药剂的应用可适用于工业或生活污水处理中产生的污泥，采用板框压滤机进行深度脱水，可适用于小型及大型设备等，药剂的添加可直接采用管道加药的方式。 四、技术指标 酶活力：＞400 DSU/ml 粘度：2000-10000 cps 接枝共聚物接枝效率：≥200% 五、经济指标 泥饼含水率：50-65% 滤液滤饼毒性：无 滤液含盐量：增加0-5% 滤液碱度：基本不变 滤液COD：不增加
污泥脱水性能实验 通过这个实验能够测定污泥脱水性能，以次作为选定脱水工艺流程和脱水机械型号的根据，也作为确定药剂种类，用量及运行条件的依据。 【实验目的】 （1）加深理解污泥比阻的概念。 （2）评价污泥脱水性能。 （3）选择污泥脱水性能的药剂种类、浓度、投药量。 【实验原理】 污泥经重力浓缩或消化后，含水率约在97%，体积大不便于运输。因此一般多采用机械脱水，以减小污泥体积。常用的脱水方法有真空过滤，压滤、离心等方法。污泥机械脱水是以过滤介质两面的压力差作为动力，达到泥水分离，污泥浓缩的目的。根据压力差来源的不同，分为真空过滤法，（抽真空造成介质两面压力差）压缩法（介质一面对污泥加压，造成两面压力差）。 影响污泥脱水的因数较多，主要有， （1）污泥浓度，取决于污泥性质及过滤前浓缩程度。 （2）污泥性质，含水率， （3）污泥预处理方法。 （4）压力差大小 （5）过滤介质种类、性质。 设备 【实验步骤】 （1）准备待测污泥（消化后的污泥） （2）按表4-36所给出的因素、水平表，利用L9(3的4次幂)正交表安排污泥比阻实验。 1）测定污泥含水率，求其污泥浓度； 2）布氏漏斗内放置滤纸，用水喷湿。开动真空泵，使量筒中成为负压，滤纸紧贴漏斗，关闭真空泵；
3）把100mL调节好的泥样倒入漏斗内，再次开动真空泵，使污泥在一定的条件下过滤脱水； 4)记录不同过滤时间t的滤液体积V值； 5）记录当过滤到泥面出现皲裂，或滤液达到85mL时。所需要的时间t.此指标也可用来衡量污泥过滤性能的好坏； 6）测定滤饼浓度； 7）记录见表4-37 【注意事项】 （1）滤纸烘干称重，放到布氏漏斗内，而后再用真空泵抽吸一下，滤纸一定要贴近不能漏气。 （2）污泥倒入布氏漏斗内有部分滤液流入量筒，所以在正常开始实验时，应记录量筒内滤液体积Vo值。 【思考题】 （1）判断生污泥，消化污泥脱水性能好坏，分析其原因。 （2）在上述实验结果的条件下，重新编排一张正交表，以便通过实验能得到更好的污泥脱水条件。
污泥深度脱水 技术方案设计 编制单位： 编制时间：二○一一年月
目录 一、工程概况及规模要求 (3) 二、承接方公司简介 (4) 三、污泥处理处置现状及政策 (4) 四、污泥特性与脱水难度 (5) 五、污泥脱水技术在国内外的现状与发展趋势 (6) 六、污泥脱水技术路线确定 (8) 七、污泥脱水工艺流程及流程简述 (9) 八、技术路线机理及效果 (9) 九、技术优点与创新 (11) 十、设备投资估算 (12) 十一、土建工程投资估算 (13) 十二、技术经济分析 (13) 十三、工程工期与进度 (13) 十四、安全及环保措施 (14) 十五、售后服务 (15)
一、工程概况及规模要求 （一）建设单位及工程概况（略） （二）设计基本条件与要求 1、污泥品种：污水处理厂终端污泥 2、前端污泥含水率：80～85% 3、处理后污泥含水率：50% 3、日处理量：含水80%污泥10吨 4、环保目标：确保终端污泥不增加有毒有害成分 5、建设用地：约70㎡ 6、建设地点：污水处理厂污泥脱水车间 （三）设计原则 根据建设方的实际情况，本工程设计原则如下： ?严格执行环境保护的各项规定，采用科学合理的处理工艺，确保污泥脱水达标。 ?合理设计，尽可能地降低工程造价和运行费用。 ?采用品质优良的设备，使系统的操作管理方便，运行稳定可靠。 ?对污泥脱水处理区域合理布局，精心设计，环境美观协调。 为此，我方根据建设方提供的相关资料，编制本方案供贵方审核选用。
二、承接方公司简介 三、污泥处理处置现状及政策 随着社会经济的发展，我国目前的城市污水处理厂约2200座，随着中国城市化进程的加快，城市污水处理厂仍不断增加，污泥产量也呈持续快速增长之势。据不完全统计，全国每年产生含水80%的湿污泥为3000多万吨，并逐年以10 %左右递增。 长期以来，我国在污水处理厂从设计到运行，普遍存在“重水轻泥”的倾向。污水处理厂出水水质是达标了，但污泥处理处置基本处于缓慢发展状态。要解决污泥处理处置问题，首先必须强化污泥“处理”与“处置”的基本概念问题。污泥处理是将饱含水份的原生污泥，通过浓缩、脱水及后续的生物活化处理使其达到稳定化状态。污泥处置是在污泥减量化、稳定化处理后进行的最终处理。 我国城镇污水厂普遍采用机械方式对污泥进行脱水，脱水污泥含水率一般在75～85％，呈胶质粘结状。污泥具有“四高”特点：一是含水率高；二是有机物含量高，很容易腐烂恶臭；三是重金属含量较高；四是病菌含量高，含有大量的细菌、寄生虫、病毒。污泥不经过无害化处理，任意弃置，简单填埋，容易污染空气、土壤和水源，严重威胁人体健康和环境安全，污泥具有“环境杀手”之称，因此世界上许多国家将污泥视为“危险品”，污泥造成二次污染后再去治理，将付出更高代价。
泥的调理与脱水性能实验 一、实验目的 污水处理过程中，会产生大量的污泥，其数量占处理水量的 0.3%～0.5%（以含水率为 97%）。污泥脱水是污泥减量化中最为经济的一种方法，是污泥处理工艺中的一个重要环节，其目的是去除污泥中的空隙水和毛细水、降低了污泥的含水率，为污泥的最终处置创造条件。 本实验通过对活性污泥脱水，主要达到以下目的： （1）了解影响污泥脱水的主要因素； （2）掌握污泥脱水的基本方法和相关操作。 二、实验原理 污水处理过程中得到的污泥具有高亲水性，污泥中水与污泥固体颗粒的结合力是很强的，如果没有预先的处理，即通过化学的、物理的或者加热的方法进行预处理，则绝大多数的污泥的脱水是非常困难的，这种污泥预先处理的过程称为污泥调理。通过对污泥的调理，以改变污泥粒子表面的物化性质和组分，破坏污泥的胶体结构，减小与水的亲和力，从而改善脱水性能。影响污泥脱水性能的因素很多，包括污泥水分的存在方式和污泥的絮体结构（粒度、密度和分形尺寸等）、电势能、pH 值以及污泥来源等。本实验对化学调理过程中涉及到的一些调理剂，通过实验比较，确定其对污泥脱水性能的影响。 三、实验仪器及试剂 1.实验仪器 （1）离心机 （2）离心管 （3）搅拌器 （4）烘箱 （5）电子分析天平 （6）坩埚或表面皿 （7）移液管 （8）洗耳球 （9）250 ml 烧杯 2. 实验试剂及材料 （1）硫酸铁或三氯化铁 40% （2）氯化铝 （3）聚丙烯酰胺 （4）市政污泥 四、实验步骤 1. 操作过程 将 100ml 浓缩污泥加到 250ml 烧杯中，分别加入一定量的调理剂，然后将烧杯置于搅拌器上，先快速搅拌（150r/min）30-60s，后慢速搅拌（50r/min）3-5min；搅拌结束后进行离心分离。经预处理的污泥进行离心后，倾倒上清液，取泥饼测定其含固率。其中，低转速 1800r/min、短时间 2min 离心后泥饼用来评价离心脱水速率；用高转速3800r/min，长时间 30min 离心后泥饼含固率评价可脱水程度，结果记录在下表中。 2. 数据记录
100吨市政污泥处理处置项目 污 泥 深 度 脱 水 技 术 方 案 浙江华章科技有限公司 日期:二〇一六年七月
目录 一、总则 (3) 二、项目概况及深度脱水要求 (3) 三、项目基本原理、设备选型计算 (3) 四、工艺流程及相关技术说明 (4) 五、工艺配置设备特点 (6) 六、设备参数 (7) 七、设备及备件清单 (7) 八、运行成本 (9) 九、供货范围 (9) 十、技术文件 (10) 十一、质量保证 (10) 十二、其他 (11)
一、总则 1.1本方案适用于100吨/天市政污泥深度脱水项目。 1.2华章提供高质量的深度脱水设备并指导设备安装。保证所供设备是成熟 可靠、技术先进的产品。 1.3华章根据用户要求及物料实验结果提供物料深度脱水工艺流程框图供参 考，经双方论证后确认。 1.4本方案为技术论证文本，确认后作为最终技术文本。 二、项目概况及深度脱水要求 物料总量：约100吨/天； 物料种类：市政污泥 物料含水率：约80%； 物料脱水要求：脱水后含水率≤60%； 三、项目基本原理、设备选型计算 3.1 项目基本原理 本项目针对含水率80%左右的市政污泥，通过输送设备，进入混合器，和石灰、PAC进行混合调理，之后进入钢带式压榨过滤机压榨脱水，经深度脱水，含水率降至60%左右。整个系统全自动连续运行，工艺流程简单，操作方便。 强力带式压榨过滤机的工作原理是：物料通过布料装置均匀布料在网
带上，随着网带的绕辊转动，物料被夹在上下两条网带中间，通过网带的张力和剪切力对物料进行预脱水，物料进入到深度脱水区后，脱水介质外层附加的钢带会提供高达100N/mm 甚至更高的高强张力并施加在滤网上，提高物料过滤的推动力，对滤网夹层内的物料进行高压脱水，压滤液通过滤网和钢带的缝隙排除，固体颗粒被截留在过滤介质上，从而大幅度降低物料的含水率，达到深度脱水的目的。 3.2设备选型计算 产量计算：出料宽度×出料厚度×带速×60分钟/小时×运行时间×比重×出料泥饼干度 一台DYQ1500强力带式压榨过滤机，每天的处理量为：1.3×0.007×2.5×60×22×1.0×（1-60%）=12.0吨绝干； 选型：每天绝干污泥量约为20吨，一套1.5米带宽设备的每天（22小时）能处理12.0吨绝干污泥，12.0×2吨 = 24.0吨﹥20吨+3吨（注：3吨为药剂），选用两套1.5米带宽两压区钢带式压榨过滤机即可满足要求。 注：车速可以变频调节，车速越慢，物料在压区停留时间越长，出泥干度会提高，但产量会有所下降，提高车速情况则相反。 四、工艺流程及相关技术说明 4.1工艺流程框图：（供参考和论证）
水溶性高分子絮凝剂及其在污泥脱水方面的应用 US 200502300319 发明背景及摘要 本发明涉及一种新型水溶性共聚物，可有效用作助留剂、纸张增强剂、稠化剂，特别是用作高分子絮凝剂，本发明将叙述该类物质的制备工艺及其在以上几方面的应用。 这种水溶性聚合物包括由一种阴离子单体如（甲基）丙烯酸盐聚合而成的均聚物，或者是由阳离子单体如二甲氨基乙基（甲基）丙烯酸酯的季铵盐聚合而成的产物，再或者由非离子单体如（甲基）丙烯酰胺聚合而成的产物，另外也可能是各种类型单体的共聚物。 有多种高分子絮凝剂被广泛用于污水处理过程中产生的污泥的絮凝脱水处理。例如，日本专利JP58-51988用聚合硫酸铁作为无机絮凝剂并单独加入一种高分子有机絮凝剂来对污泥进行絮凝脱水处理。日本专利JP56-16599用一种无机絮凝剂和一种两性高分子絮凝剂对污泥进行处理。另外，人们为了改进聚合物的性能，也作了许多尝试，日本专利JP11-156400开发了一种新的污泥脱水剂，主要成分为一种两性高聚物，是由一种阳离子单体、阴离子单体，及一种水溶性非离子单体和一种溶解度不超过1g的疏水性丙烯酸衍生物共聚反应制备而成的。 上述专利文献中开发的聚合物可有效用作污泥脱水剂，但问题却发生在单体的聚合过程中，主要是有凝胶的现象。如果想在聚合过程中避免凝胶现象的发生，结果却只能制得低分子量的聚合物。再者，由于各单体的共聚反应活性差别较大，按照单体的初始配比进行共聚反应后，所得产物并不是理想的结果。所以，很难达到预期的改进效果，即使得到了想要的共聚物，在处理污泥时也无法达到充分的效果。 而且，由于生活环境的变化，市政及工业废水产生的污泥量越来越多，随之絮凝剂的消耗量越来越大，人们对絮凝剂效能的要求越来越高，要求能用少量的药剂达到较好的处理效果。 鉴于上述情况，本发明研究了一种高聚物可用作絮凝剂，并且在污泥脱水处理中生成的矾花有良好的性能，包括絮凝强度、过滤速度及含水率。通过以上研究，发明们开发了一种嵌段共聚物，是由一种水溶性单体与一种含有聚环氧烷基团的混合物共聚反应而成的。 而且，发明者们继续研究了一种能够提供优秀絮凝效果的水溶性共聚物。该聚合物具有极佳的絮凝特性并且对各种类型的污泥均有良好的脱水性能，即使是处理剩余污泥也可获得满意效果。 再者，发明者们还发现了一种新型高分子量水溶性聚合物，其基本组成为一种端基带有烯类不饱和基的聚环氧烷低聚物，该产品在生产过程中不会出现诸如凝胶此类的问题。当用于污泥脱水处理，该水溶性聚合物可以使生成的矾花在絮凝强度、含水率及过滤速率个方面表现极佳。而且该聚合物还可有效用作助留剂、纸张增强剂、增稠剂。 同样，本发明也制备了带有不同阳离子度的上述新型水溶性共聚物，并且发现混合使用可以获得更佳的污泥脱水效果。换句话说，发明者们发现在对含有原泥与剩余污泥的混合污泥进行脱水处理时可获得更加充分的效果。 发明的最佳实施方案 下面将详细介绍一种由水溶性共聚物组成的高分子絮凝剂及其在污泥脱水
高压隔膜压滤机在污泥深度脱水技术资源化、无害化利用处置 \ 污泥深度脱水可行性方案 、 山东景津环保设备有限公司 二〇一二年10月十九日
一、项目概述 本项目为市政污水处理厂及工业污水处理厂在污水净化过程中产生的污泥，此污泥前期通过带式过滤机及离心式过滤机预处理，污泥含水率为80%-85%，每天产生含水率80%以上的污泥为30t/d 。由于大量的市政及工业污泥的产生对城市的发展限制和居住环境的不断恶化。我国目前对市政及工业污泥的含水率由之前的80%现已修改为60%以下，总的方针是污泥源头减量化，资源利用和无害化处理。在资源利用和无害化处理过程中由于污泥的含水率过高无法实现最终的要求。污泥深度脱水是我国目前必须要解决的问题。我公司目前开发的污泥深度脱水高压隔膜自动压滤机及系统，污泥含水率由80%可以降到50%左右。目前是国内及国际领先水平，填补国内空白和具有自主知识产权。现在已经在国内很 多污水处理厂使用，得到了行业内的一致好评。为污泥的后续无害化处理奠定的坚实的基础。 [ > — 图1、以上是污泥深度脱水自动隔膜压滤机为核心的污泥深度脱水处理原理图 二、设备概述 污泥深度脱水自动高压隔膜压滤机作为污泥深度脱水分离设备，应用于城镇污水及工业污水处理已有悠久历史，它具有污泥深度脱水效果好、适应性广，特别对于污泥在过滤完成后滤饼内的间隙水，通过高压隔膜压榨能够有效的把间隙水给分离出来，最终污泥的
含水率能够降到50%左右。 污泥深度脱水自动高压隔膜压滤机是一种间歇性污泥深度分离设备，采用机、电一体化设计制造，结构合理，操作简单方便维修率低等优点，能够现无人操作自动运行。过滤元件由隔膜板、隔膜配板、滤布、污泥进料泵组成。在污泥进料泵的压力作用下，将污泥浆送入滤室，通过过滤介质（滤布），将污泥和液体分离。在经过高压隔膜压榨，把游离余污泥颗粒间的间隙水给压榨出来。高压隔膜自动污泥深度脱水压滤机与离心机及带式过滤机比较，污泥的含固率要高出30%-35%。为污泥后续无害化处理奠定了基础。 处理对象：污水处理厂浓缩污泥。或者是含水率80%以上的污泥。 污泥性质：含水率80%以上 处理规模：每天约30t/d 处理目标：为达到污泥减量化，无害化，资源化为目的及满足用户最终处置的条件要求，本方案设计通过污泥加药调理、高压进料、高压隔膜压榨、污泥的含水率降到50%左右，便于污泥的后续资源化处理。 ) 三、工艺流程
实验五 污泥过滤脱水——污泥比阻的测定实验 一、实验目的： 1.了解过滤基本方程式．污泥比阻的意义并掌握其测定方法， 2.掌握改善污泥脱水性能的化学调制方法。 二、实验原理： 污泥的机械脱水是以过滤介质（一种多孔性物质）两面的压力差作为推动力，污泥中的水份被强制通过过凝介质（称滤液），固体颗粒被截留在介质上（称滤饼），从而达到脱水的目的。过滤开始时，滤液仅克服过滤介质的阻力，当滤饼逐渐形成后，还必须克服滤饼本身的阻力，所以真正的过滤层应包括滤饼层与过滤介质。污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义是：单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。污泥比阻越大，过滤性能越差，通过测定污泥比阻可比较不同的污泥（或同一种污泥加入不同量的混凝剂后）的过滤性能。 在压力一定的条件下过滤，t/V 与V 成直线关系。22t C V V pF μα= 其斜率为： 污泥比阻： 因此，为求得污泥比阻，需要在实验条件下求出b 及C 。斜率b 的算法：可在定压下（真空度保持不变），通过比阻测定，测得在一系列t 时间内所得的液量（mL ）；用图解法求得其斜率b 。 C 的求法： 1 (g mL )100100f i i f C C C C C = ---滤饼干重滤液 三、实验设备和试剂： 1.设备：PS-WN-066污泥比阻测定装置，上海嘉定大名教具厂；DHG-9070A 电热恒温干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；FA2004N 电子天平，上海精密科学仪器有限公司；旋转粘度计。 2.器皿：100mL 量筒；移液管；200mL 烧杯；秒表；定量滤纸（7cm ）；表面皿。 3.药剂：二沉池污水；聚丙烯酰胺。 四、实验步骤： 1.将滤纸放置在布氏漏斗上，用少量蒸馏水润湿滤纸，开动真空泵，使滤纸紧贴漏斗底。 2.开动真空泵，调节阀压力，使至达到额定真空度，比实验时真空压力小1/3。（实验时真空压力采用266mmHg ，即35.46kPa ——或532mmHg ，即70.93kPa ）。关掉真空泵。 2222t V C b V pF pF b b K C C μααμ====
污泥机械脱水方案
目录 第一章概论 (4) 1.1项目名称 (4) 1.2处理规模 (4) 1.3污泥处置方式 (4) 1.4项目建设内容 (4) 1.5项目建设背景 (4) 1.6编制范围 (5) 第二章项目建设的必要性 (5) 2.1污泥的危害 (5) 2.2污泥处理现状 (6) 2.3项目建设的现实意义 (6) 第三章污泥深度脱水工艺及比选 (7) 3.1污泥处理处置技术概述 (7) 3.2污泥深度脱水处理技术 (9) 3.2.1污泥碱化稳定技术 (10) 3.2.2污泥固态处理高温好氧发酵技术 (11) 3.2.3污泥强力挤压脱水技术 (11) 3.2.4高压弹性压滤机污泥脱水技术 (12) 3.3污泥深度脱水技术工艺比选 (13) 第四章工艺设计 (14) 4.1目标 (14) 4.2设计原则 (14) 4.3工艺流程 (15) 4.3.1工艺流程图 (15) 4.3.2工艺描述 (15) 4.4污泥深度脱水 (16)
4.4.1污泥调理系统 (18) 4.4.2污泥压榨系统 (20) 4.4.3空气压缩系统 (22) 4.5泥饼处置 (22) 4.6脱除水 (22) 第五章总图工程 (23) 5.1设计依据及基础资料 (23) 5.2总图设计的原则 (23) 5.3总平面布置 (23) 5.4道路与运输 (23) 5.4.1道路 (23) 5.5绿化布置 (23) 第六章公用工程 (24) 6.1给排水系统 (24) 6.1.1设计范围及设计原则 (24) 6.1.2给水 (24) 6.1.3排水 (24) 6.2电气设计 (24) 第七章组织管理与劳动定员 (25) 7.1组织运营管理模式的确定 (25) 7.2劳动定员 (25) 7.2.1工作制度 (25) 7.2.2劳动定员 (25) 7.3人员来源 (25) 7.4人员培训 (26) 第八章经济分析 (27) 8.1主要技术经济指标 (27) 8.2财务评价基础数据 (27)
污泥脱水剂项目 规划方案 规划设计/投资分析/实施方案
摘要 随着水体污染的日益严重和人们环保意识的逐渐提高，我国建成了大 量的污水处理厂来对工业废水和城市生活污水进行集中处理，极大的提高 了工业废水和生活污水的处理率，降低了其对自然水体的污染。与此同时，作为污水处理厂处理污水的副产物，污泥的产量也急剧增大。 该污泥脱水剂项目计划总投资12793.18万元，其中：固定资产投 资10747.91万元，占项目总投资的84.01%；流动资金2045.27万元，占项目总投资的15.99%。 本期项目达产年营业收入18956.00万元，总成本费用14826.62 万元，税金及附加214.93万元，利润总额4129.38万元，利税总额4913.88万元，税后净利润3097.03万元，达产年纳税总额1816.85万元；达产年投资利润率32.28%，投资利税率38.41%，投资回报率 24.21%，全部投资回收期5.63年，提供就业职位264个。
污泥脱水剂项目规划方案目录 第一章项目概论 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标
第二章项目背景、必要性 一、项目承办单位背景分析 二、产业政策及发展规划 三、鼓励中小企业发展 四、宏观经济形势分析 五、区域经济发展概况 六、项目必要性分析 第三章项目规划分析 一、产品规划 二、建设规模 第四章选址可行性分析 一、项目选址原则 二、项目选址 三、建设条件分析 四、用地控制指标 五、用地总体要求 六、节约用地措施 七、总图布置方案 八、运输组成 九、选址综合评价
阅读提示：污泥深度脱水技术在国外起源较早，随着污泥处理处置领域技术进步和业内人士认识的提高，近几年在国内逐步得到重视并有一定范围的应用。主要表现在各类科研机构在污泥调质处理技术上不断推陈出新…… 污水处理厂的剩余污泥一直是一个难以解决但又必须解决的棘手问题，国内外均如此。污泥具有含水率高、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵与病原微生物等特点，如不加以妥善处理，任意排放，将会造成二次污染；而同时污泥又是一种有效的生物资源，含有促进农作物生长的氮、磷、钾等营养物质，且污泥中含量高达40％以上的有机质是良好的土壤改良剂。污泥本身含有大量的有机质及农作物所需的营养物质，填埋了是一种浪费。焚烧法的成本很高，一般仅用于量少、有机质含量高、含有毒有害物质的污泥。而利用污泥生产有机生物肥料不仅能够消除弃置或填埋造成的二次污染和爆炸隐患，节省大量的土地，又利用了污泥本身含有大量的有机质及农作物所需的营养物质，变废为宝，创造了价值。但是若不对污泥进行任何处理，直接作为普通有机肥，则不能完全满足作物生长的要求，还可能造成其它方面的污染。 （一）我国污水厂现行污泥处理方式仍以浓缩后再进行带式压滤脱水或离心脱水为主，相当一部分污水厂甚至没有浓缩或脱水设施。调查表明，污水处理厂出厂污泥的含水率一般都在80%以上，平均值接近90%，也就是说，污泥中的水分是干污泥的近9倍。污水处理厂不仅在污泥脱水工艺技术方面落后，更严重的是脱水后污泥随意倾倒，造成土地资源的浪费和严重的环境污染。 污泥深度脱水处理的现状： 1、污泥处置方式主要推荐土地利用的方式，包括将污泥用于农业、园林绿化，或者是说土壤改良，这当然是一种很理想的处置方式，处置成本也相对较低。但主要问题是土地消化能力有限，特别是经济发展的城市和地区，污泥产生量和土地利用量存在数量级的差异。另一个问题是，污泥用于土地利用必须对污泥进行严格的鉴别和管制，否则污泥对土壤、地下水和空气的污染将会造成严重的后果。 2、污泥预处理后直接填埋作为我国近阶段污泥处置的一种过渡方式，目前在我国仍然十分普遍，特别是在欠发达地区。当然根据我国的实际国情，随着土地资源的日益紧张和对污泥处置认识的提高，污泥填埋将逐步被取缔。 3、污泥焚烧后利用已经成为当前污泥处置的主流路线。但由于处置工艺的不同，污泥焚烧的经济价值和环保效应各不相同。典型的焚烧路线为高含水率的污泥直接与煤掺烧，或者通过热源(蒸汽、电力或者烟气)干化后进行焚烧，这种为焚烧而焚烧或者是用一次能源或高品位热源换取污泥热能的方式，不仅在经济上不合理，而且必然会造成能源消耗较大、二次污染的问题。
絮凝剂的种类及作用 1 无机絮凝剂无机絮凝剂也称凝聚剂,主要应用于饮用水、工业水的净化处理以及地下水、废水淤泥的脱水处理等。无机絮凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类, 按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系, 按相对分子量又可分为低分子体系和高分子体系两大类。 1.1 无机低分子絮凝剂 传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层吸附[4]。铝盐中主要硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差[5～9]。无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低 1.2 无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型水处理药剂。其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%～60%[10]。近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。生物聚合铁(BPFS) 2
污泥脱水药剂的选择 在处理各类污水时，污水中会含有固体物质。例如。城市污水厂的污水中，含有的固体物质主要是胶质微粒物质，其与水的亲和力很强。如果不采取适当的处理措施，脱水将非常的困难。 一、药剂种类 一般水处理药剂分为有机和无机两大类。 有机药剂较适用离心脱水和带式压滤脱水，无机药剂一般适用于真空过滤和板框过滤。 1.无机药剂 无机净水剂药剂包括聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝、碱式氯化铝。其中铁盐是最有效、最便宜的无机药剂。 在投加无机药剂后，可以大大加速污泥浓缩作用，改善过滤脱水的效果。但用量较大，一般均为污泥干固体重量的5%-20%，所以滤饼体积增大。 若用三氯化铁作为药剂时，污泥滤饼焚烧时会腐蚀设备。 2.有机药剂 1）按聚合度分为高聚合度和低聚合度两种。 2）按离子型分为非离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺以及两性离子型聚丙烯酰胺。 有机净水剂药剂与无机的相比，用量较少，使用量一般为0.1%-0.3%，没有腐蚀性。 二、使用注意事项 在使用中，要注意污泥的性质，药剂的品种、投加量以及环境条件等。在药剂投加时，正确的投加顺序也是很重要的。 例如，在选用铁盐及石灰药剂时，正确的顺序是，1.先投加铁盐，2.再投加
石灰，这样会使过滤速度快，并且药剂的投加量也比较少。 如若是有机和无机的一起投加，一般正确的顺序是，1.先投加无机药剂，2.在投加有机过药剂，这样的调理效果较好 三、投加量 药剂的投加量，一般根据污泥的性质、品种、固体浓度、消化程度不同而异。一般确定投加量，是根据实验室里的小试投加量，在根据一定的比例进行投加。 例如，城市污水处理厂的污泥处理，一般聚合氯化铝和聚合硫酸铁约为1%-3%，阳离子聚丙烯酰胺为0.1%-0.3%，三氯化铁加量为5%-10%，消石灰投加量为20%-40%。 四、典型药剂介绍 1、硫酸亚铁 硫酸亚铁(II)；绿矾,硫酸亚铁(天然结晶)；绿矾,七水硫酸亚铁；绿矾；铁矾；七水合硫酸亚铁；硫酸铁(Ⅱ)七水；青矾；皂矾；硫酸铁钾；铁甲矾CAS号：7720-78-7 外观与性状：浅蓝绿色单斜晶体。 熔点(℃)：64（失去3个结晶水） 相对密度（水=1）：1.897(15℃) 分子式：FeSO4 分子量：278.03 溶解性：溶于水、甘油等，不溶于乙醇。 (1)化学性质 易溶于水(1g/1.5ml，25℃或1g/0.5ml沸水)。不溶于乙醇。具有还原性。受高热分解放出有毒的气体。在实验室中，可以用硫酸铜溶液与铁反应获得。在干燥空气中会风化。在潮湿空气中易氧化成难溶于水的棕黄色碱式硫酸铁。10%水
第２３卷第４期２００６年１２月 吉林建筑工程学院学报 ＪｏｕｍａｌｏｆＪｉｌｉｎＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｆａｌａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｖ０１．２３Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２００６ 新型絮凝剂在污水处理和污泥脱水中的应用 尹军１焦畅１霍玉丰１（１：吉林建筑工程学院市政与环境工程学院，长春１３００２１；王雪峰１李林１赵可２ ２：哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨１５００９０） 摘要：根据污水和污泥处理中絮凝沉淀的作用机理与特点，针对实际工程应用中存在的问题，阐述了近年来新型絮凝剂在污水处理和污泥脱水中的应用状况，并与传统絮凝剂进行了比较；说明采用天然高分子物质（如淀粉、甲壳素、纤维素）通过改性，可制成高效、无毒、可生物降解、廉价的天然高分子絮凝剂，并与微生物絮凝剂共同逐步取代传统的无机和有机絮凝剂． 关键词：新型絮凝剂；污水处理；污泥脱水；展望 中圈分类号：Ｘ７０３文献标识码：Ａ文章编号：１００９—１２８８（２００６）０４—００１３．０４ Ｏ前言 絮凝沉淀能有效去除水中的重金属离子、悬浮物、有机物和氨氮等，使水质得到进一步净化，已广泛应用于水处理工艺流程中．目前，城市污水和废水的排放规模不断加大，种类不断增加，水中污染物的成分日趋复杂，对环境的危害日益加重．因此，水处理的难度进一步加大，特别是传统的絮凝剂已不能满足现有絮凝技术的需要．另外。城市污水生物处理过程中将产生大量的剩余污泥，剩余污泥经浓缩后，含水率为９５％～９７％左右．为了经济有效地进行生物污泥的干燥、焚烧、堆肥、填埋等进一步处置，必须充分的脱水而减量化．污泥是难脱水物质，需要通过投加絮凝剂来改善污泥的脱水性．无机絮凝剂投加量大，效果不佳，还会把金属带入污泥的最终产物之中，对环境造成危害；有机合成高分子絮凝剂生物难降解，残留单体有毒，会对环境造成二次污染．因此，新型絮凝剂的研究和开发已成为当今世界各国的重要研究课题之一． １天然高分子絮凝剂 天然高分子絮凝剂及其改性制品种类很多，应用于污泥脱水的主要有改性淀粉类、甲壳素／壳聚糖类、纤维素类、木质素类等． 天然高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比，用量少、絮凝速度快、产生的污泥易处理、受ｐＨ值等外界条件影响小…．与有机合成高分子絮凝剂相比，其优点有口】：原料来源广且可再生；制备成本低、价格便宜，易于生物降解，不会造成二次污染；天然高分子种类多，可选择性大，易根据需要采用不同的制备方法进行改性．因此，天然高分子絮凝剂的应用前景广阔，受到国内外众多学者的重视和关注． １．１淀粉及其衍生物 淀粉存在于许多植物中，是一种六元环状的天然高分子．淀粉及其衍生物都具有无毒、可生物降解、价廉等优点．淀粉中含有许多羟基，表现出较活泼的化学性质，通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性，其活性基团大大增加，聚合物呈枝化结构，分散了絮凝基团，对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉作用［３１． 淀粉接枝共聚物是由于在淀粉上接枝了具有絮凝功能的聚合物侧链，侧链基团与许多物质亲和、吸附，形成氢键或这种侧链与被絮凝物质形成物理交联状态，使被絮凝物质沉淀．聚合物应用的关键在于其分子形态、相对分子质量、离子度．当使用小分子絮凝剂时，絮凝物质被吸附在其周围，因絮凝物颗粒之间产生斥力 收稿日期：２００６—０６—２３． 作者简介：尹军（１９５４～），男，吉林省吉林市人，教授，博士生导师
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污泥机械脱水方案
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第一章概论 1.1项目名称 污泥干化处理工程。 1.2处理规模 污水处理厂污水处理量为10万吨每天，产生含水率约80%污泥不超过100t/d，设计一期污泥处理规模50t/d，折合绝干污泥10吨/天。 本项目建设在污水处理厂内。 1.3污泥处置方式 本项目污水处理厂进行污泥脱水处置后，处理后的污泥含水率≤60%。干化后污泥送到生活垃圾焚烧厂协同焚烧处置。 1.4项目建设内容 （1）新建污泥“机械脱水”处理设施。 （2）购置安装污泥“机械脱水”生产线设备。 （3）系统所需的办公及辅助公用设施等。 1.5项目建设背景 随着城市经济、社会和人民生活快速发展的需要，政府加大了对环境综合治理的同时，也注重加强市容环境卫生水平的提高。污水处理厂污泥的处理处置是当地发展的需要，符合城市废物处理可持续发展，提高了地区污泥无害化、减量化和资源化水平。 1.6编制范围 工程编制的范围主要为污泥处理系统的主体工程、配套公用工程及生活服务设施等。 工程主要设计内容包括： 1、污泥处理工艺的比选及确定； 2、污泥处理主体工程的设计；
3、污泥处理厂辅助工程设计； 5、工程投资估算。 第二章项目建设的必要性 2.1污泥的危害 污泥是污水处理过程中产生的一种粘稠状物质。以好氧、厌氧微生物为主体，同时也混入原污水中带有泥砂、纤维、动植物残体及其吸附有机物、金属、病菌、虫卵、胶质等多种复杂物质。污泥组成差别较大，随污水来源、污水处理工艺及季节不同而变化，成分非常复杂。污泥含水率高、易腐败、有恶臭，含有重金属、“三致”有机污染物等有毒化学物质和病原微生物，随意堆放会存在较高二次污染风险。如果污泥中所含重金属超标，像铅、镉、汞等，还可能通过鱼、虾等食物链，重新回到“餐桌”上，极大危害人民身体健康。 污泥成分与污水水质及处理工艺有关，生活污水污泥含有氮、磷等营养物质和有机物，使其具备了制造肥料和作为燃料基本条件。但是，城市混合污水（含生活污水和工业废水）污泥一般含有重金属离子或有毒有害化学物质，如可吸附性有机卤素（AOX）、阴离子合成洗涤剂（LAS）、多环芳烃（PAH）、多氯联苯（PCB）等。 2.2污泥处理现状 据中华人民共和国环境保护部统计，2014年全国投运的污水处理设施4436座，总设计处理量亿立方米/日，平均处理水量亿立方米，污泥产生量超过4000万吨/年。但是一直以来重水轻泥现象造成污泥处理设施建设缓慢，大量的污泥未得到减量化、稳定化、无害化处置，据城乡建设部统计，我国包括填埋在内的污泥处置率约25%。污泥因含水率高、有机物含量高、含重金属和致病微生物等有害物质，且具有强烈的恶臭味道，如不进行妥善处理严重影响生态环境并危及人类的健康。 目前，污泥处置技术主要有焚烧、填埋和土地利用，脱水处理是完成最终处置的重要前提。而污泥脱水是目前需要解决的关键难题。 2.3项目建设的现实意义 （1）污泥项目建设是为了满足当地社会经济发展的需要
污泥学习资料 第一部分：污泥的种类及特性 一、`污泥的定义及来源 1、污泥是污水处理过程所产生的固体沉淀物质。 2、由于各类污泥的性质变化较大，分类是非常必要的，其处理和处置也是不同的。根据其来源，可以划分为： （1）市政污泥：主要指来自污水厂的污泥，这是数量最大的一类污泥。此外，自来水厂的污泥也来自市政设施，可以归入这一类。（2）管网污泥:来自排水收集系统的污泥。 （3）河湖淤泥：来自江河,湖泊的污泥。 （4）工业污泥：来自各种工业生所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。 3、在非特指环境下，污泥一般指市政排水污泥。 二、污泥的产生 1、废水的处理是由一系列物理化学和生物处理过程组成的： （1）沉淀（使用或不使用化学絮凝剂）、过滤、滤清 （2）通过微生物进行好氧和厌氧处理，产生有机复合物 （3）生化脱氮和脱磷 （4）消化处理并产生沼气 2、在废水净化过程中，废水中的污染物经生化降解集中去除。生物处理可将大部分有机污染物降解为水和气体（好氧处理产生CO2`O2,厌氧处理产生CH4为住的气体），金属污染物（包括重金属）则不能
处理而集中到污泥中。 3、污水中的污染物和营养成分在大量繁殖的细菌作用下，在化学药剂的作用下形成聚集，逐渐增大的团粒结构最终在水中沉淀下来，形成污泥。污泥是经各级污水处理后产生的固形物，是污水处理厂不可避免的副产品。 三、污泥的分类 1、初沉污泥：是一级处理过程中产生的污泥，也就是在初沉池中沉淀下来的污泥。含水率一般为96%——98%。 2、剩余污泥：指生化处理等二级处理过程中排放的污泥，含水率一般为99.2%以上。 3、消化污泥:是指初沉污泥、剩余污泥经消化处理后达到稳定、无害化的污泥，其中的有机物大部分被消化分解，因而不易腐败，同时污泥中的寄生虫卵和病原微生物被杀灭。 4、化学污泥：指絮凝沉淀和化学深度处理过程中的污泥，如石灰法去除磷、酸碱废水中和以及电解法等产生的沉定物。 四、污水污泥的特性 1、物理特性 污泥组成为水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散，形状不规则，比表面积与孔隙率极高（孔隙率大于99%），含水率高，脱水性差。外观上具有类似绒毛的分支于网状结构。 2、化学特性 生物污泥以微生物为主体，同时包括混入生活污水泥沙、纤维、
污泥脱水药剂的选择在处理各类污水时，污水中会含有固体物质。例如。城市污水厂的污水中，含有的固体物质主要是胶质微粒物质，其与水的亲和力很强。如果不采取适当的处理措施，脱水将非常的困难。 一、药剂种类 一般水处理药剂分为有机和无机两大类。 有机药剂较适用离心脱水和带式压滤脱水，无机药剂一般适用于真空过滤和板框过滤。 1.无机药剂 无机净水剂药剂包括聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝、碱式氯化铝。其中铁盐是最有效、最便宜的无机药剂。 在投加无机药剂后，可以大大加速污泥浓缩作用，改善过滤脱水的效果。但用量较大，一般均为污泥干固体重量的5%-20%，所以滤饼体积增大。 若用三氯化铁作为药剂时，污泥滤饼焚烧时会腐蚀设备。 2.有机药剂 1）按聚合度分为高聚合度和低聚合度两种。 2）按离子型分为非离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺以及两性离子型聚丙烯酰胺。 有机净水剂药剂与无机的相比，用量较少，使用量一般为0.1%-0.3%，没有腐蚀性。 二、使用注意事项 在使用中，要注意污泥的性质，药剂的品种、投加量以及环境条件等。在药剂投加时，正确的投加顺序也是很重要的。 例如，在选用铁盐及石灰药剂时，正确的顺序是，1.先投加铁盐，2.再投加石灰，这样会使过滤速度快，并且药剂的投加量也比较少。
如若是有机和无机的一起投加，一般正确的顺序是，1.先投加无机药剂，2.在投加有机过药剂，这样的调理效果较好 三、投加量 药剂的投加量，一般根据污泥的性质、品种、固体浓度、消化程度不同而异。一般确定投加量，是根据实验室里的小试投加量，在根据一定的比例进行投加。 例如，城市污水处理厂的污泥处理，一般聚合氯化铝和聚合硫酸铁约为1%-3%，阳离子聚丙烯酰胺为0.1%-0.3%，三氯化铁加量为5%-10%，消石灰投加量为20%-40%。 四、典型药剂介绍 1、硫酸亚铁 硫酸亚铁(II)；绿矾,硫酸亚铁(天然结晶)；绿矾,七水硫酸亚铁；绿矾；铁矾；七水合硫酸亚铁；硫酸铁(Ⅱ)七水；青矾；皂矾；硫酸铁钾；铁甲矾 CAS号：7720-78-7 外观与性状：浅蓝绿色单斜晶体。 熔点(℃)：64（失去3个结晶水） 相对密度（水=1）：1.897(15℃) 分子式：FeSO4 分子量：278.03 溶解性：溶于水、甘油等，不溶于乙醇。 (1)化学性质 易溶于水(1g/1.5ml，25℃或1g/0.5ml沸水)。不溶于乙醇。具有还原性。受高热分解放出有毒的气体。在实验室中，可以用硫酸铜溶液与铁反应获得。在干燥空气中会风化。在潮湿空气中易氧化成难溶于水的棕黄色碱式硫酸铁。10%水溶液对石蕊呈酸性(Ph值约3.7)。加热至70～73℃失去3分子水，至80～123℃失去6分子水，至156℃以上转变成碱式硫酸铁。
污泥脱水方式、设备以及如何选择絮凝剂 目前很多从事污水治理的厂商对于不同污水处理采取不用的处理方式。污水处理专业人士对于污水处理中关于污泥脱水的处理方法有着丰富的经验。陕西安得科技实业有限公司对于污泥脱水进行下面的介绍。首先是关于污泥脱水有什么作用。目前污泥脱水有哪些方式，又哪些污泥脱水设备。更重要的一点就是在处理污泥脱水中怎么选用絮凝剂-聚丙烯酰胺。 对于污泥脱水的作用就是除去污泥中的大量水分，缩小其体积，减轻其重量；一般经过脱水、干化处理后，污泥含水量能从90%左右下降到60~80%，体积减小到仅为原来的1/10~1/5。自然干化多采用于干化床；机械脱水多采用板框压滤机、带式压滤机、离心脱水机等。 污泥脱水方式： 自然干化：自然干化主要采用的是污泥干化床，其中主要的干化机理是自然蒸发与渗透。一般经过自然干化处理后的出泥的含水率可接近65%。但由于自然干化床的占的面积较大，一般仅适用于中小规模的污水处理厂。机械脱水，据统计，西欧国家经脱水处理的污泥占其污泥总量的69.3%，其中机械脱水占51.4%、自然干化16.9%、其它1%；主要的脱水机械有：转筒离心机、板框压滤机、压式压滤机、真空过滤机，分别占21.7%，15.8%，11.4%和2.5%。 污泥脱水设备： 真空过滤机：真空过滤机是早期使用的连续机械脱水机械；板框压滤机：板框压滤机是最早应用于污泥脱水的机械；间歇操作、基建投资大，过滤能力低；但其滤饼的含固率高、滤液清、药剂用量少；带压式压滤机：合成有机聚合物(高分子絮凝剂)发展的结果；连续工作、制造容易、操作管理简单、附属设备较少；但由于絮凝剂较贵，使得其运行费用较高。污泥离心机技术和转筒式离心机：利用离心机使污泥中的固、液分离；离心力场可达到重力场的1000倍以上；处理量大基建和占地少，操作简单，自动化程度高；可不投入或少投入化学调理剂，高分子量阳离子聚丙烯酰胺；动力费用较高。主要有转筒式离心机。 污泥脱水使用絮凝剂-聚丙烯酰胺 污水处理絮凝一般分为两个过程，一是高分子电解质与粒子表面的电荷中和；二是高分子电解质的长链与粒子架桥形成絮团。絮凝的主要目的是通过加入絮凝剂