氯化鐵和石灰復(fù)合調(diào)理并不適用于高級(jí)厭氧消化污泥深度脫水
穩(wěn)定化是污泥處理的核心，基于高溫?zé)崴獾奈勰喔呒?jí)厭氧消化技術(shù)是目前國際上最先進(jìn)的污泥穩(wěn)定化技術(shù)之一。高級(jí)厭氧消化污泥含水率一般高達(dá)88%～92%，在處置前還需要進(jìn)一步進(jìn)行深度脫水處理。然而，高級(jí)厭氧消化處理后污泥的有機(jī)物含量、粒徑分布、脫水性能等特性均會(huì)發(fā)生變化，因此，研究普通板框壓濾設(shè)施是否適用于高級(jí)厭氧消化污泥的深度脫水，以及新增了高級(jí)厭氧消化環(huán)節(jié)后，已有脫水設(shè)備能否直接用于穩(wěn)定化污泥的深度脫水，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
張辰（1964-），教授級(jí)高工，全國工程勘察設(shè)計(jì)大師，長(zhǎng)期從事城鎮(zhèn)給水排水工程設(shè)計(jì)和研究工作，主持亞洲最大的上海白龍港污水處理廠、上海石洞口污水處理廠、三峽庫區(qū)最重要的環(huán)保工程重慶市雞冠石污水處理廠等40余項(xiàng)重大工程和科研項(xiàng)目。
高級(jí)厭氧消化污泥
高級(jí)厭氧消化污泥含水率一般高達(dá)88%~92%，而園林綠化、土地改良和混合填埋等處置方式對(duì)污泥含水率的要求分別為＜40%、＜65%和＜60%，消化污泥在處置前還需要進(jìn)一步進(jìn)行深度脫水處理。然而，高級(jí)厭氧消化處理后污泥的有機(jī)物含量、粒徑分布、脫水性能等特性均會(huì)發(fā)生變化。
表1不同類型污泥性質(zhì)的比較
高級(jí)厭氧消化對(duì)污泥脫水性能的影響
毛細(xì)吸水時(shí)間（CST）和比阻（SRF）常用于表征污泥脫水性能。CST值越大，污泥的脫水性能越差。比阻值越大，污泥脫水性能越差：一般認(rèn)為比阻在109～1010s2/g的污泥較難過濾，比阻在（0.5～0.9）×109s2/g的污泥過濾難度中等，比阻小于0.4×109s2/g的污泥容易過濾。
表2高級(jí)厭氧消化前后污泥脫水性能變化
經(jīng)過高級(jí)厭氧消化處理后污泥脫水性能變差。高級(jí)厭氧消化處理對(duì)污泥脫水性能的影響原因可能為：高級(jí)厭氧消化在工藝中增加了熱水解預(yù)處理環(huán)節(jié)，熱水解能從整體上大幅降低污泥的顆粒粒徑；同時(shí)，對(duì)有機(jī)物的去除率也比普通厭氧消化大幅提高，對(duì)EPS的降解也相應(yīng)更加徹底。隨著EPS含量的減少，由EPS架橋形成的污泥絮體分解為較小的顆粒。
污泥顆粒粒徑減小，一方面會(huì)增加污泥比表面積和持水能力，影響污泥脫水性能；另一方面容易堵塞濾布孔隙，影響污泥脫水作業(yè)。
石灰單獨(dú)調(diào)理
向污泥中添加石灰有利于形成多孔網(wǎng)格骨架，使濾餅具有良好的滲透性以及較低的流體阻力。隨著石灰投加比例的增加，污泥CST和比阻有所降低，但污仍然較大，污泥脫水性能較差。當(dāng)石灰投加比例為15%時(shí)，板框壓濾過程中出現(xiàn)了噴泥現(xiàn)象，泥餅未能成型；繼續(xù)將石灰投加比例提高至30％，壓濾效果仍然較差，進(jìn)料時(shí)間長(zhǎng)，泥餅不成型。這表明對(duì)于高級(jí)厭氧消化污泥，采用石灰單獨(dú)調(diào)理難以實(shí)現(xiàn)板框壓濾深度脫水。
表3石灰單獨(dú)調(diào)理對(duì)污泥脫水性能的影響
鐵鹽與石灰復(fù)合調(diào)理
三氯化鐵投加比例為6%~12%，石灰投加比例為10%~30%，調(diào)理后污泥過濾性能均較差，板框壓濾后泥餅難以成型，即三氯化鐵與石灰復(fù)合調(diào)理對(duì)于高級(jí)厭氧消化污泥脫水性能的改善作用欠佳。
石灰與PAM復(fù)合調(diào)理在
PAM投加比例為2‰條件下，隨著石灰投加比例的增加，污泥CST逐漸減小，當(dāng)石灰投加比例達(dá)到22%以上時(shí)，污泥CST降至30s以內(nèi)，比阻降至容易過濾的范圍內(nèi)。當(dāng)石灰和PAM投加比例分別為22%和2‰時(shí)，脫水泥餅含水率可降低至52.4%。這表明利用石灰和PAM復(fù)合調(diào)理可實(shí)現(xiàn)高級(jí)厭氧消化污泥的板框壓濾深度脫水。
表4石灰和PAM復(fù)合調(diào)理對(duì)污泥脫水性能的影響
鐵鹽與PAM復(fù)合調(diào)理
PAM投加比例為2‰，三氯化鐵投加比例為6%~12%。當(dāng)三氯化鐵投加比例高于7%時(shí)，調(diào)理后污泥脫水性能良好。三氯化鐵與PAM投加比例分別為7%和2‰，板框壓濾脫水泥餅含水率可降低至57.4%，實(shí)現(xiàn)了深度脫水。
然而，利用三氯化鐵作為調(diào)理劑時(shí)，深度脫水泥餅中會(huì)殘留有大量三氯化鐵，氯離子的存在會(huì)腐蝕后續(xù)的焚燒設(shè)備、提高焚燒煙氣二噁英濃度，不利于污泥處置方式的選擇。而采用聚合硫酸鐵作為調(diào)理劑時(shí)，泥餅中殘留的總鐵量比三氯化鐵調(diào)理時(shí)減少44%，對(duì)污泥后續(xù)處置的影響小。
表5聚合硫酸鐵和三氯化鐵調(diào)理后脫水泥餅中總鐵殘留量
高級(jí)厭氧消化污泥深度脫水適用調(diào)理技術(shù)
對(duì)于高級(jí)厭氧消化污泥，采用石灰單獨(dú)調(diào)理、石灰與鐵鹽復(fù)合調(diào)理均無法實(shí)現(xiàn)板框壓濾深度脫水；而采用石灰與PAM復(fù)合調(diào)理、鐵鹽與PAM復(fù)合調(diào)理則可實(shí)現(xiàn)深度脫水，脫水泥餅含水率可降低至60%以下。
三氯化鐵與石灰復(fù)合調(diào)理是污泥深度脫水工程中應(yīng)用最為普遍的化學(xué)調(diào)理方式，但此種調(diào)理方式并不適用于高級(jí)厭氧消化污泥的深度脫水。因此，已有深度脫水設(shè)施在處理高級(jí)厭氧消化污泥時(shí)，需要將調(diào)理方式調(diào)整為“鐵鹽/石灰+PAM”。
本文根據(jù)“高級(jí)厭氧消化污泥深度脫水調(diào)理技術(shù)優(yōu)化”整理，作者為上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司的張辰、譚學(xué)軍、王磊和王逸賢。
