城市污水處理廠每年產(chǎn)生的剩余污泥總量不斷增加，如何妥善處理處置好這些體積龐大、成分復(fù)雜、性質(zhì)易變、含有大量病原菌和少量重金屬的剩余污泥一直都是困擾著我國(guó)環(huán)保事業(yè)的難題，而處理這一難題的關(guān)鍵技術(shù)是進(jìn)行污泥脫水.
污泥調(diào)理是實(shí)現(xiàn)污泥脫水的第一步，而如何評(píng)價(jià)污泥調(diào)理的好壞是實(shí)現(xiàn)污泥高效脫水的關(guān)鍵.目前已有學(xué)者提出一些能夠反映出污泥脫水難易程度的指標(biāo)，如污泥比阻、污泥粘度、毛細(xì)吸水時(shí)間、污泥沉降性、可壓縮性、滲透性等，但有些指標(biāo)在反映污泥脫水性能時(shí)較為模糊.影響污泥脫水效率的因素包括(bāo kuò)兩個(gè)方面：脫水速度和泥餅含水率，而常規(guī)的污泥性能描述（description）指標(biāo)沒(méi)有將其區(qū)分，如SR
F、粘度大小是與脫水的過(guò)程(guò chéng)有關(guān)，還是與脫水的結(jié)果有關(guān)并不明確，之前也還沒(méi)有針對(duì)這部分的具體研究（research).
因此，本研究通過(guò)(tōng guò)從不同的污水處理(chǔ lǐ)廠選取不同來(lái)源和性質(zhì)的污泥，將其含水率統(tǒng)一調(diào)整為97%，進(jìn)行調(diào)理前和調(diào)理后兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)比，測(cè)出SR
F、污泥粘度和脫水速率、泥餅含水率的具體數(shù)值，并且將所得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，研究它們之間的線性關(guān)系和規(guī)律，為今后的污泥脫水研究提供參考.
2 材料與方法
2.1 實(shí)驗(yàn)材料
2.1.1 污泥樣品
為了提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的普遍規(guī)律（rhythmical)性，所用污水分別取自不同污水處理的不同工藝單元，包括無(wú)錫市新城污水處理廠、蘆村污水處理廠、太湖新城污水處理廠和碩放污水處理廠的不同工藝單元.取回的污泥放在4 ℃冰柜中保存，使用前將污泥搖勻，所有指標(biāo)均測(cè)試3次，再將測(cè)得的數(shù)值取平均值，測(cè)量結(jié)果如表 1所示.
2.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品和材料
本實(shí)驗(yàn)采用的藥品和主要儀器包括(bāo kuò)FeCl3 ? 6H2
O、CPA
M、pH計(jì)、智能型混凝攪拌器、馬弗爐、粘度計(jì)、污泥比阻測(cè)定儀、eppendff離心機(jī).
2.2 試驗(yàn)方法
2.2.1 污泥初始指標(biāo)測(cè)定
污泥含水率、污泥總固體和污泥揮發(fā)性固體的測(cè)定采用重量法;pH值測(cè)定參照國(guó)標(biāo)法 2.2.2 污泥調(diào)理方法
取200 mL污泥倒入250 mL燒杯中，加入1 mL的FeCl3中速攪拌2 min，然后加入3 mL CPAM快速攪拌30 s，充分混合后再慢速攪拌3 min.
2.2.3 污泥粘度測(cè)定
為了保證每個(gè)樣品的粘度值具有可比性，本實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行粘度測(cè)定時(shí)制定了以下實(shí)驗(yàn)方案：采取25 ℃恒溫測(cè)試將溫度變化控制（control)在了±0.3%以內(nèi)，取樣時(shí)統(tǒng)一取70 mL污泥樣品放入測(cè)樣筒中并選擇(xuanze)相同的轉(zhuǎn)子（rotor）和相同的轉(zhuǎn)速.由于每個(gè)樣品的粘度值都不一樣，而測(cè)量污泥的粘度值需使測(cè)量的扭矩值在一定的范圍(fàn wéi)內(nèi)時(shí)所測(cè)得的粘度值才可信，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)操作控制，最終選定用61號(hào)轉(zhuǎn)子140 r ? min-1轉(zhuǎn)速測(cè)定污泥的粘度，且實(shí)驗(yàn)中測(cè)量每個(gè)污泥樣品轉(zhuǎn)速均從130 r ? min-1均勻遞增到150 r ? min-1，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的污泥粘度的扭矩值均在可信的范圍內(nèi). 2.2.4 污泥比阻測(cè)定 參照標(biāo)準(zhǔn)布氏漏斗裝置測(cè)定法.
3 結(jié)果與討論
3.1 污泥比阻與脫水速率的關(guān)系
污泥比阻與污泥脫水速率的線性擬合趨勢(shì)（trend)如圖 1所示.在較大的污泥SRF值變化范圍內(nèi)，污泥的SRF值與其脫水速率都表現(xiàn)出明顯的呈負(fù)線性關(guān)系，且擬合性比較好，調(diào)理前后污泥的擬合度值分別達(dá)到0.914和0.839.結(jié)果表明，通過(guò)監(jiān)測(cè)比阻值來(lái)判斷污泥壓濾脫水過(guò)程(guò chéng)中的脫水速率是可行的，且SRF越大脫水速率越慢.同時(shí)，由圖 1可知，化學(xué)調(diào)理可以大大降低污泥粘度，進(jìn)而有效地提高了污泥脫水效率.
3.2 污泥比阻與泥餅含水率的關(guān)系
前期研究（research)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)投加高分子絮凝劑的污泥調(diào)理方法，只能改善污泥的脫水速率，如果給予足夠的脫水時(shí)間，加與不加絮凝劑得到的污泥泥餅含固率是接近的.因此，進(jìn)一步考察污泥比阻與泥餅含水率的關(guān)系是必要的.如圖 2所示，化學(xué)調(diào)理前，污泥比阻值較大，污泥比阻與泥餅最終含水率線性關(guān)系不顯著;調(diào)理后，所有污泥樣品的比阻值都大大降低，且不同來(lái)源的污泥隨著比阻的增加，最終所得泥餅的含水率也呈上升的趨勢(shì)，但污泥比阻與泥餅含水率的相關(guān)性也不顯著.影響污泥泥餅最終含水率的因素較多，比阻僅是其主要因素之一，因此，以污泥比阻來(lái)判斷污泥泥餅最終含水率具有一定的局限性，其值只能作為輔助性或定性判別指標(biāo).
3.3 污泥粘度與脫水速率的關(guān)系
污泥屬于觸變性非牛頓流體，污泥表觀粘度的大小主要取決于污泥顆粒自身的運(yùn)動(dòng)性能及污泥顆粒之間的相互作用，它是表征流體流動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)，因此，考察污泥粘度與污泥脫水速率及泥餅含水率的相關(guān)性是必要的.在化學(xué)調(diào)理前，污泥粘度與其脫水速率的變化趨勢(shì)(variation tendency)如圖 3a所示，可見(jiàn)，污泥粘度與脫水速率線性擬合度較低，降低污泥粘度，可以提高污泥的脫水速率，但其擬合度不高;此結(jié)論與前期相關(guān)報(bào)道一致，如黃志斌等和董玉婧等的研究表明，表觀粘度越大，脫水效果越差，表觀粘度越小，則脫水效果越好.調(diào)理后，污泥粘度與脫水速率變化趨勢(shì)如圖 3b所示，可見(jiàn)，化學(xué)調(diào)理能夠顯著地降低污泥的粘度;但在此粘度值范圍內(nèi)，脫水速率呈散點(diǎn)分布，它們之間的線性關(guān)系較差.因此，試驗(yàn)結(jié)果表明，在高粘度污泥體系中，污泥粘度是影響污泥脫水速率的關(guān)鍵因素，通過(guò)粘度值可以判斷污泥脫水速率的大小;然而，在低粘度污泥體系中，粘度不是影響污泥脫水速率的關(guān)鍵因素，它們之間的線性關(guān)系不顯著.
3.4 污泥粘度與泥餅含水率的關(guān)系
有研究表明，影響泥餅含水率的因素有非常多，壓力是主要影響因素.污泥比阻可表征脫水速率的快慢，而不可用于表征泥餅含水率的大小.在相同的壓力條件下，化學(xué)調(diào)理前后，污 泥粘度與污泥泥餅最終含水率的關(guān)系如圖 4所示.
在粘度為0~120 cp的范圍內(nèi)，污泥粘度與泥餅含水率表現(xiàn)出明顯的呈負(fù)線性關(guān)系，且擬合度較高，調(diào)理前后污泥的擬合度值分別達(dá)到0.936和0.843.試驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)(tōng guò)監(jiān)測(cè)污泥粘度值可以準(zhǔn)確地判斷污泥脫水最終泥餅可以達(dá)到的最低含水率，且粘度越大，污泥脫水結(jié)束后，污泥泥餅可能達(dá)到的最低含水率越高;同時(shí)，由圖 4可知，化學(xué)調(diào)理對(duì)污泥泥餅含水率的影響不大.
4 結(jié)論
1)污泥的脫水速率和污泥泥餅可能達(dá)到的最低含水率是反映污泥脫水能力的兩個(gè)主要性能，但描述污泥脫水性能的常規(guī)指標(biāo)對(duì)它們的表征存在差異性.
2)污泥比阻與污泥脫水速率具有較好的負(fù)線性關(guān)系，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)污泥比阻值來(lái)判斷污泥壓濾脫水過(guò)程中的脫水速率，且SRF越小，污泥脫水速率越快.但污泥比阻與污泥泥餅含水率的線性擬合度較低，以比阻來(lái)判斷泥餅最終含水率具有一定的局限性，其值只能作為輔助性或定性判別指標(biāo).具體參見(jiàn)<Ahref="" target=_blank>污水寶商城</A>資料或<A href="" target=_blank>
3)在同等的壓力條件下，污泥粘度與污泥泥餅含水率具有較好的負(fù)線性關(guān)系，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)污泥粘度的大小來(lái)判斷污泥脫水過(guò)程(guò chéng)結(jié)束后污泥泥餅最終能夠達(dá)到的最低含水率.但以污泥粘度值來(lái)判斷污泥脫水速率存在一定的局限性，因?yàn)楫?dāng)污泥粘度較小時(shí)，粘度與污泥脫水速率才存在一定的線性關(guān)系，在高粘度污泥體系中，污泥粘度與污泥脫水速率的相關(guān)性不顯著.
