复配膨润土对污泥脱水处理效果的研究

◎杨春娣 郭尚 刘爽 冯博 姜卉然 张滨

近年来，随着我国的水处理技术飞速发展，污水厂和其他污水集中处理构筑物的数量也在急剧上升，生物法处理水的污泥的产生量也大幅增加。根据相关研究结果，仅2016 年因污水生物处理所产生的含水量80%的污泥就有4000 多万吨，多数污水处理厂因为污泥处理的成本问题而选择委托处理。本文以污水厂中常用的PAM 絮凝剂对污泥进行初步的化学调理，再以CTMAB 复配膨润土对某污水厂的剩余污泥进行脱水处理，为污泥“三化”处理提供技术参考。

一、实验内容

1.原污泥指标测定。

本研究所用污泥取自西安某污水厂的二沉池，经测定，污泥得指标如下表所示：

表1 污泥性质指标

2. 传统絮凝剂PAM 与PAM 联合CTMAB-膨润土改性材料对污泥沉降性能的影响实验。

设置12 组100ml 的实验污泥分别投加PAM 的浓度0 mg/l、10mg/l、20 mg/l、30 mg/l、40 mg/l、60 mg/l 与PAM 联合CTMAB-膨润土的浓度为0、0.5%、1%、2%、3%、4%观察其随时间沉降性能的变化。

在室温条件下，分别以传统絮凝剂PAM 和PAM 联合CTMAB- 膨 润 土 处 理 水 样 时 间：0min、5min、10min、20min、25min、30min 时取样分别记录污泥沉降性能的变化，结果如图1所示：

图1 两种方案调理污泥沉降比较

图1 对比结果可知在传统絮凝剂PAM 投加量为40mg/L 时污泥沉降的效果最优，当PAM 投加量为40mg/L 时污泥沉降性能最好时在30 分钟时。沉降污泥体积由100ml，下降至63ml，污泥沉降比达到63%。PAM 联合CTMAB-膨润土投加中。当改性膨润土投加浓度较低时，沉降性能较好，当改性膨润土浓度为1%时，沉降性能最好，沉降污泥体积由100ml，下降至57 污泥沉降比达到57%。

1。3.传统絮凝剂PAM 与PAM 联合CTMAB-膨润土改性材料对污泥比阻影响实验。

使用不同浓度PAM 处理水样：10mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、60 mg/L 时，取样记录污泥比阻的变化，再将PAM 联合质量分数分别为0.5%、1%、2%、3%、4%的CTMAB-膨润土处理，取样记录污泥比阻的变化，结果如表2 所示：

表2 两种方案调理污泥SRF 比较

由表2 的结果可知，当PAM 投加量相同时，浓度较小时SRF 随着PAM 浓度的增加呈现先下降后增加的趋势，当浓度为PAM 的浓度为40mg/L 时，污泥SRF 达到最低，污泥SRF 从15.4×1011cm。g-1 降低至6.85×1011cm。g-1，降低了55.1%。本研究所配置比例中当CTMAB- 膨润土和PAM 浓度分别为1%、20mg/L 时，污泥SRF 最低，为6.43×1011cm。g-1，污泥的SRF 降低了58%。但是PAM 的投加浓度为40mg/L 时是PAM 投加浓度为20mg/L 时的2 倍，实际生活中PAM 的价格要远高于CTMAB-膨润土，经济效益是生产应用中需要考虑。

1。4.传统絮凝剂PAM 与PAM 联合CTMAB-膨润土改性材料对污泥含水率性能影响的对比实验。

使用不同浓度传统絮凝剂PAM 处理水样：10mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、60 mg/L 时取样记录污泥含水率的变化；再以PAM 联合质量分数为0.5%、1%、2%、3%、4%的CTMAB-膨润土处理污泥，记录污泥含水率的变化，结果如图2 所示：

图2 两种方案调理污泥含水率比较

由图2 的结果：复配材料处理后，污泥中剩余含水率为57%，相比于传统PAM 絮凝剂处理含水率68%的效果好，图2结果还表明，随着复配材料的投入，在保持良好的脱水效果的同时，PAM 的投加量也可以适当减少。

2 结论

（1）完成了某污水处理厂污泥采样点确定，并进行了采样并测得污泥得沉降性能、污泥比阻和含水率得初始值；

（2）通过查阅文献和调研污水厂的实际运行情况，确定了具体的实验方案。在投加PAM 絮凝剂处理污泥得实验中，获得了PAM 最佳投加量，再以最佳投入量考察泥饼含水率和重力沉降指标被改变得情况，并在最优投加量下寻找最佳的调理条件；

（3）以表面活性剂CTMAB 复配来源广泛价格低廉膨润土材料对污泥进行综合脱水处理，再将实验结果和PAM 单独处理得结果进行比较，结果表明；PAM 联合复配材料处理能明显改变污泥的沉降、比阻和含水率。PAM 单独处理和复配材料处理，SV30由63%降至57%；在PAM 投加浓度减小一半的情况下，污泥SRF 还能由6.85×1011cm。g-1，继续降低至6.43×1011cm。g-1；相比于PAM 单独处理，复配材料处理的污泥含水率由68%降至57%。

西安建筑科技大学华清学院“大学生创新创业训练项目”（Y201913679005）