絮凝剂在市政污泥脱水中的应用探讨

1、    絮凝剂在市政污泥脱水中的应用探讨    摘 要：本文简要介绍了城镇污水处理厂剩余污泥的含水特性及水分存在形式，对市售常见絮凝剂的现有研究情况和发展趋势作了综述。比较了无机絮凝剂、有机絮凝剂用于污泥絮凝脱水的优缺点，重点对有机絮凝剂中的天然有机高分子絮凝剂在剩余污泥处置中的应用发展趋势做了分析和展望。关键词：絮凝剂；市政污泥；应用探讨0 引言活性污泥法是我国城镇污水处理厂采用最为广泛的污水处理工艺，其本质为污水生物處理方法，具有投资成本及运行费用低、出水稳定的特点，但该方法产生的大量剩余污泥已成为我国城镇污水处理厂需要面临的较大问题。剩余污泥，主要

2、为有机活性污泥，其主要成分为有机物，含有大量的微生物，具有易腐化，含水率高、颗粒小、比重小，不易下沉、压实，稳定性差等特点，并呈絮凝状态1。因此，剩余污泥在排放到环境之前必须对其进行处理，以达到减量化、防止其腐化发臭的目的，并使其中的有毒有害物质得到妥善处理和综合利用，减少对环境的危害2。絮凝脱水做为城镇污水处理厂剩余污泥处置的主要方式，各类型絮凝剂在脱水工作中发挥着重要的作用，本文就常用污泥脱水絮凝剂进行了探讨。1.污泥含水特性我国城镇污水处理厂所产生未脱水剰余污泥的含水率高达99%99.5%，相对密度接近于1，呈泥水混合状态，因而不易脱水，化学稳定性差，体积庞大，给运输、贮存、最终处置带来

3、巨大不便，剩余污泥主要为有机物，如果不妥善处置会对环境造成二次污染，并会对环境造成直接或潜在的危害。因此，对污泥脱水减容减量技术的研究迫在眉睫。污泥中水分的存在形式，理论层面主要以间隙水、毛细管结合水、表面吸附水、内部结合水为主3。在市政污泥脱水中使用絮凝剂，属于对污泥的化学调理，利用絮凝剂的混凝作用，通过压缩双电层、吸附架桥和网捕，破坏污泥原有的稳定状态，已达到污泥脱水的目的。2.无机絮凝剂2.1无机低分子絮凝剂无机低分子絮凝剂包括铁盐系列、铝盐系列以及部分铁盐、铝盐水解聚合物，主要有硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。此类絮凝剂最早应用于聚集悬浮污泥颗粒，由于其分子量低、用于污泥沉降脱水过程

4、中投加量巨大，并且形成的絮体松散，污泥脱水效率较低，同时无形当中还增加了剩余污泥量，因此，无机低分子絮凝剂已经很少应用于污泥絮凝脱水处理。2.2无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是在传统的铝盐、铁盐絮凝剂的基础上通过络合反应生成的包含多羟基络离子的新型无机絮凝剂，主要包括聚合铝、聚合铁、聚合硅酸等4。无机高分子絮凝剂的主要优点是价格低廉，但是与传统无机低分子絮凝剂类似，其依然效率低、用量大、产品的平均分子质量小，还会造成二次污染，而有些则对特定的水环境根本无效，因此，随着社会对环保的关注，其使用越来越受到限制。3.有机絮凝剂有机高分子絮凝剂按原料来源，可分为合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮

5、凝剂。有机高分子絮凝剂分子量大，链的伸展度大，能起到很好的吸附架桥作用，所形成的絮凝体一般比较强韧，不易破碎，而且形成的污泥容易脱水，降低了污泥处理的成本。高分子絮凝剂在絮凝中高效、经济的特点，引起了水处理界的广泛关注4。3.1合成有机高分子絮凝剂合成有机高分子絮凝剂按官能团离解后所带电荷的性质不同分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性高分子絮凝剂四种5。其中阳离子絮凝剂在原水处理、废水治理、污泥脱水等领域的固液分离中应用较多。合成有机高分子絮凝剂，主要是聚丙烯酰胺（pam）及其衍生物，在美国、日本其市场占有率达80%以上，我国在污水处理中也应用较广4。该类絮凝剂虽然具有絮凝能力强、絮体易分离

6、，并且投加量少、浮渣产量少，同时能够去除油类及其它悬浮物的特点，但这类高分子聚合物水解、降解后的残余单体具有“三致”效应（致畸、致癌、致突变），随剩余污泥排出后，势必将造成严重的环境隐患，因而使其应用范围也受到一定限制。3.2天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂包括壳聚糖、淀粉、纤维素、含胶植物、木质素和蛋白质等类别及它们的衍生物，目前仍处于研发阶段，其中最有发展潜力的是壳聚糖改性絮凝剂和纤维素改性絮凝剂。天然有机高分子絮凝剂由于其电荷密度小，分子量较低，且易发生生物反应而失去絮凝活性，使用量远小于有机合成高分子絮凝剂，但因其原料来源广、可选择性大、絮凝速度快、并具有不致病性及安全性、可生

7、物降解性等特性，天然有机高分子絮凝剂正引起世人的高度关注。如果将天然高分子絮凝剂进行化学修饰，导入不同的官能基团对其进行化学修饰，以得到“天然聚丙烯酰胺（pam）类似物”，它是一类可被降解的新型、廉价实用、无毒高效的天然有机高分子絮凝剂，可应用于市政污泥脱水，以期提高污泥脱水效率、降低污泥处理成本、降低环境污染。与市售聚丙酰胺类等其它化学合成的有机高分子絮凝剂相比较，在兼具絮凝性能的同时，另具有无毒、价廉等显著优点，因此，其在水处理及市政污泥脱水中必将拥有广阔的应用前景。4.讨论近年来，随着我国城市化进程的不断加快、污水处理厂及污水收纳管网建设的逐步完善，城镇污水处理量日益增多且呈逐年上升趋势

8、，污水处理后产泥量也在快速增长。目前，国内大型污水处理厂的污泥处置方式主要是将污泥进行脱水并填埋，由于专门用于污泥填埋的填埋场建设相对滞后，目前经脱水处理的市政污泥大部分依然进入城市垃圾填埋场填埋，这不仅侵占了垃圾填埋场大量的库容，而且泥质及含水率要符合相关入场标准。与此同时，市政污泥脱水主流絮凝剂依然是聚丙烯酰胺（pam）及其衍生物、非环保型符合絮凝剂等，这类絮凝剂的长期使用会对市政污泥资源化利用形成阻碍，因此，如何研发经改性的、污泥脱水效率较高、成本低的天然有机高分子絮凝剂，将会是城镇污水处理厂污泥处理发展的下一个热点方向。参考文献1吕锦玲，陈建中.几种絮凝剂在污泥脱水中应用的比较研究j.广州环境科学，2005：，12：14-16.2李导玉，曾靖.壳聚糖复合絮凝剂在活性污泥处理中的应用j.环境，2008（s1）：33-353lowe p.developments in the thermal drying of sewage sludge.waste and environ，1995，9：306-3104王萍，张 珍，田映良，史琦云.高分子絮凝剂在废水处理中的应用研究现状j.甘肃科技，2015，9：38-435杭春涛.阳离