污泥含水率的測定

將60mL蒸發皿放在烘箱內，在105?110°C烘 2 h，陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑在污泥脫水工藝中的應用研究,取出后放在干燥器內冷卻0.5 h，記錄質量m1， 取污泥放入蒸發皿中，記錄質量m2.用水浴鍋蒸干， 然后放入105?110°C的烘箱內烘2 h，取出后放在 干燥器內冷卻0.5 h，記錄質量m3。污泥含水率WP 的計算公式如下：

w P = (m2 - m3)/(mi - m1) x 100%.

1.4污泥有機物含量的測定

將測完含水率的樣品放在電爐上碳化，再放入 600°C的高溫爐中灼燒0.5 h，然后冷卻或將溫度降 至110°C左右，取出放入105~ 110°C的烘箱烘2 h，

近年來，污水處理中的污泥脫水主要采用絮凝 沉淀法，處理中所采用的絮凝劑(Flocculation)又稱 沉降劑，是一類可使液體中不易沉降的固體懸浮微 粒凝聚、沉淀的物質[1，2]。絮凝劑主要有無機絮凝 劑和合成高分子絮凝劑兩大類[3]。有機高分子絮凝 劑因其用量少、絮凝作用迅速等顯著特點而得到廣 泛應用[4]。陽離子聚丙烯酰胺（CPAM)大分子鏈 上所帶的正電荷密度高，水溶性好，絮凝能力強，在 污水處理中用量少，而且無毒、對環境無污染，因而 它在水處理中污泥脫水方面的應用越來越引起科研 工作者的廣泛關注[5]。本實驗從太原河西中北部污 水凈化廠的污泥脫水機房提取污水樣，分析在不同 的原水濁度、pH值和溫度條件下，陽離子聚丙烯酰 胺投加量和攪拌時間對絮凝效果的影響。

1實驗裝置及分析方法

1.1濁度標準液的配制

吸取5. 00 mL的10 g/L硫酸肼溶液與5. 00 mL的10g/L的六次甲基四胺溶液于100 mL容量 瓶中，混勻，在室溫（25 ±3) °C下反應24 h，用水稀 釋至標準線，混勻，該溶液為濁度400度的儲備液。

1.2濁度標準曲線的確定

分別吸取濁度標準溶液0, 0. 50, 1. 25, 2. 50，5.00, 10. 00, 12.50 mL，置于 7 個50 mL 比色管中，加水至標線。搖后即得到濁度分別為0, 4, 10, 20，再放入干燥器中干燥0. 5 h，然后記錄質量m4[7]。 污泥中有機物含量(質量分數)的計算公式如下：

w = (m3 - m4)/(m3 - m) x 100%.

1.5主要試劑和實驗儀器

CPAM為化學純，相對分子質量高達800萬， 低電荷密度。8521型恒溫磁力攪拌器;pH S22C數 顯型酸度計;AL104電子天平;722型分光光度計。

1. 6原水水質

實驗用水為太原市河西北中部污水處理廠中進入 脫泥機房的污水，污泥平均含水率為93. 8%~ 97.1%。 每次以1000 mL生活污水作為水樣。第1組水樣上午 & 30提取，第2組水樣中午11: 30提取，第3組水樣下 午14: 30提取。表1為原水水質指標。

2結果與討論

2.1 CPAM投加量對絮凝效果的影響

在一天不同的時間段取水樣，分別為水樣1、水 樣2和水樣3,陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑在污泥脫水工藝中的應用研究,每次取7份1 000 mL水樣分別放置 在燒杯中，CPAM投加量分別為0. 1，0. 3, 0. 6,1. 0,

3.0, 6. 0, 10. 0 mg，然后進行攪拌，攪拌轉速為200 r/min，攪拌時間為4 min，攪拌后靜置沉淀，取上清 液測定吸光度值。表2為CPAM投加量對礬花和 上清液pH的影響，圖2所示為上清液濁度隨 CPAM投加量的變化圖。 花，同時也能避免CPAM的浪費。

012345678910

CP AM投加量/mg

圖2上清液濁度隨CPAM投加量的變化圖

從圖2可以得到，水樣1的曲線隨著CPAM投 加量的増加，曲線急劇下降，水樣的濁度變化幅度較 大，當投加量為0. 3 mg/ L時，濁度達到最小值;繼 續投加CPAM，水樣的濁度值變化不大。水樣2的 濁度隨著CPAM投加量的増加急劇降低，在0. 3 mg/L時濁度達到最小值;但繼續投加CPAM，水樣 的濁度值反而増大;當投加量達到1. 0 mg/ L以后， 繼續投加CPAM，濁度值不再變化。水樣3的濁度 值也隨著CPAM投加量的増大而迅速減小，在投加 量為0. 6 mg/L時濁度值最小；繼續投加CPAM， 水樣的濁度值變化不大。說明CPAM作為絮凝劑， 能夠快速高效地絮凝沉淀污水中的懸浮顆粒物，但 當投加量達到一定的值時，形成的礬花過于結實粗 大，易造成大量的污泥沉積，影響了絮凝沉淀的繼續 進行。結合污水處理廠運行的經濟性來說，CPAM 的最佳投加量應為大于0. 3 mg/L，但不應超過0. 6 mg / L。

2.2攪拌時間對CPAM絮凝效果的影響

下午14: 30取6份1 000 mL的污水水樣于6

個燒杯中，分別加入0. 45 mg CPAM絮凝劑，然后 分別攪拌1，2, 3, 4, 5, 6 min，測試攪拌時間對絮凝 效果的影響，總反應時間為6 min。取其上清液，測 其濁度和pH值。表3為攪拌時間對礬花和上清液 pH的影響。

攪拌時間/min礬花描述上清液pH

1很細7.1

2很細，輕7.1

3細小，輕7.1

4大，結實7.1

5細，輕7.1

6細小，輕7.1

從表2可得到，CPAM的投加量對水樣的pH 值沒有影響，陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑在污泥脫水工藝中的應用研究,但礬花隨著投加量的増加變化較大，

CPAM的投加量越大，形成的礬花也越大越結實，

當水樣中CPAM的質量濃度為0. 3 mg/ L左右就 能得到較好的礬花;但當水樣中CPAM的質量濃度從表3可知，隨著攪拌時間的延長，礬花從開始

大于1. 0 mg/ L，礬花變化較小。所以CPAM的質的細小逐漸變大，當攪拌4 min的時候，形成了大而

量濃度應在0. 3~ 0. 6 mg之間，既能得到較好的礬

表3攪拌時間對礬花和上清液pH的影響

505050505C

998877665*.

% / 5每

 

0 5 0 8 7 7

5o 5 <

66 5產

5 0 5 9 9 8

結實的礬花，這是因為攪拌増加了絮凝劑CPAM與 水樣中顆粒物的碰撞機會，隨著攪拌時間的延長，顆 粒物與絮凝劑逐漸形成較大的絮體。但繼續攪拌， 礬花逐漸變小，在攪拌時間為6 min的時候，礬花變 得細小。這說明攪拌時間過長會把形成的大絮體攪 碎，繼續攪拌，大而結實的礬花絮體變成細小的顆 粒，不利于絮凝沉淀反應的繼續進行。在攪拌的過 程中，攪拌時間對pH值的變化沒有影響。

圖3為攪拌時間對上清液濁度的影響。從圖3 可以看出，隨著CPAM絮凝劑的加入，水樣的濁度 值明顯下降，在攪拌了 4 min后濁度值達到最小，這 說明絮凝劑己經和水樣中的大部分顆粒物碰撞形成 了共沉淀。但繼續攪拌濁度值變大，說明過度的攪 拌使己形成的絮體被攪碎成微小顆粒物，不利于絮 凝反應。所以攪拌4 min即總反應時間的2/3左 右，能獲得最佳絮凝效果。

 

太原市河西北中部污水處理廠采用的是臥式離 心機，用CPAM調理污泥。根據實驗得出的最佳工 況，選擇CPAM投加量0. 3~ 0. 6 mg/ L、攪拌時間 為總反應時間的2/3左右為反應條件。4月份沒有 加CPAM絮凝劑時進泥含水率97. 3%，進泥有機 物平均含量62. 1%，泥餅平均含水率為78. 7%，泥 餅有機物平均含量為60%(有機物含量以質量分數 計）。5月份添加CPAM絮凝劑后對污泥含水率和 有機物含量進行測定，見圖4。

048121620242832

天數/d

圖4 5月份進泥和泥餅含水率及有機物含量變化圖

根據圖4可知，添加CPAM絮凝劑后，進泥平 均含水率為95. 6% ,泥餅平均含水率為75. 6%，比 4月份不添加CPAM絮凝劑時含水率降低，提高了 泥餅的含固率，可以減少污泥堆置的占地面積。陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑在污泥脫水工藝中的應用研究,5 月份進泥中有機物平均質量分數為61. 6%，泥餅有 機物平均質量分數為60%，與4月份相比有機物含 量基本沒有變化，表明CPAM絮凝劑的投加對泥餅 有機物的含量沒有影響。采用CPAM作為污泥脫 水工藝的絮凝劑，對污泥的脫水效果較好，降低了運 行成本。

3結論

1)CPAM在生活污水的污泥脫水處理時最佳 投加量是0. 3~ 0. 6mg/L。

2)CPAM在對污泥進行脫水時最佳攪拌時間 為4 min，即總反應時間的2/ 3。

3)將實驗得到的最佳反應條件運用到實際污 泥脫水工藝中，得到的泥餅含水率降低，提高了泥餅 的含固率，可以減少污泥堆置的占地面積。