1 前言

在城市污水处理过程中，无时无刻不在产生着大量的污泥。正是这些污泥的不断产生，才使污染物与污水分离，从而完成污水的净化，因而污泥的有效处理可以更好的发挥污水处理厂的功能。污水处理厂的污泥处理工艺主要有：污泥浓缩、污泥消化、污泥脱水及污泥面性处置。 一般污泥经浓缩、消化后仍为液态，体积较大，难以处置消纳，污泥脱水是减少污泥体积的重要方法。^[1]浓缩主要是分离污泥中的空隙水，而脱水主要是将污泥中的吸附水和毛细水分离出来，这部分水份约占污泥中总含水量的百分之15左右。污泥经脱水后，其体积减至浓缩前的1/10，脱水前的1/5，大大降低了后续污泥处置的难度。目前国内新建的处理厂，绝大部分采用带式压滤脱水机，其具有出泥含水率低且稳定、能耗少、管理不复杂等特点。^[2]

2 污泥

污泥是指污水经处理之后产生的固态、半固态甚至液态的复杂非均质体，具有较强亲水性。生化处理后的污泥若不经过化学的、物理的或是生物的改性而直接进行脱水处理，大多数情况是很困难的。现阶段运用最广泛的是用化学调理剂来改变污泥颗粒表面的物质组分，破坏污泥的胶体结构，减少与水的亲和力，进而有效地改善污泥的脱水性能，降低污泥体积。^[3]

影响污泥脱水性能的因素主要有污泥颗粒的大小及其分布、表面电荷、水合程度以及污泥颗粒间的相互作用。其中，污泥颗粒的大小是影响污泥脱水性能最重要的因素。污泥颗粒越小，其比表面积越大，水合程度更高，过滤时阻力更大，若要改变其脱水性能，需要添加更多的药剂。污泥做改性处理，即向污泥中投加一种或多种化学药剂，克服静电排斥和水合作用，改变污泥结构和增大污泥颗粒，使得污泥脱稳并沉降，泥水分离也就变得越发容易。改性后的污泥颗粒大多采用板框压榨，因此，化学改性剂在隔膜压榨的应用也逐渐成为各方关注的焦点。在对污泥改性处理实验中，不同的复合药剂和不同的添加质量会给污泥的调理带来不一样的结果。本研究对比部分常用的无机及高分子改性剂在不同的复配条件下的调理效果，并确定了改性效果最佳时药剂投加的质量比，在污泥脱水处置中可以直接运用，对于工程应用有一定的指导意义。

（1） 污泥颗粒的大小及其分布

水处理中的污泥为亲水性负电生物粒子，由于其粒径较小且相对密度接近1，因此在水中的分散性较强，污泥的胶状结构使其可压缩性较大，脱水性能较差。剩余污泥的有机颗粒分散包括平均粒径小于0.1μm的胶体颗粒，1.0～100μm之间的超胶体颗粒及由胶体颗粒聚集的大颗粒，所以其比阻值最大，脱水更困难。^[4]一般认为污泥的比阻值在（0.1～0.4）#215;10 9 s 2 /g之间时，进行机械脱水较为经济与适宜，但污泥的比阻值均大于此值，因此，污泥脱水前要进行调理处理。调理的目的不仅要减小过滤时的阻力，也要减小污泥的可压缩性，进入压滤机的污泥要求絮凝体大、密实、强度高。污泥调理主要有生物调理法(好氧、厌氧消化)、化学调理法和物理调理法。常用的污泥调理方法有加药、冷冻和加热调理。加热处理时污泥中的细胞体受热膨胀而破裂，释放出蛋白质和胶质、矿物质和细胞膜碎片，胶体结构被破坏，大量释放出内部结合水，从而提高污泥脱水性能；冷冻处理中，污泥絮体结构更加致密，结合水含量减少，因而污泥脱水性能显著改善。加热和冷冻调理虽然优点多，但因其投资大、能耗高，世界各国应用的较少。加药调理原理是使带有电荷的调理剂在污泥胶体颗粒表面起化学反应，中和污泥颗粒电荷，使水从污泥颗粒中分离出来。加药调理因为操作简单、效果好而成为比较常用的方法。^[5]常用调理剂分有机和无机调理剂两类。有机混凝剂能极大地提高污泥过滤速度，但不能降低污泥的可压缩性；无机混凝剂对过滤速度的提高作用不大，但可作为骨架使污泥絮体在脱水时保持多孔性，阻止絮体的崩溃，降低泥饼的可压缩性。混凝剂可使带负电的污泥颗粒脱稳，并将其表面的附着水转化成游离水，有机与无机复合混凝剂可以很好地改善污泥的脱水性能。污泥颗粒尺寸分布状况影响脱水性能，污泥长时间储存会增加调节剂用量，利用超声波-复合絮凝剂可以强化污泥脱水效果，减少有机絮凝剂的用量。超声波处理活性污泥可增加空化泡的数目，从而提高污泥的活性，改变污泥的团聚性能。^[6]

（2） 表面电荷

化学调理法（化学混凝法）^[7]以其操作简单、效果稳定而被广泛应用于污泥脱水前的预处理。污泥混凝中,常用的化学混凝剂有无机型混凝剂和有机型高分子混凝剂两类。从目前国内使用的情况来看,阳离子型聚丙烯酰胺混凝剂和无机混凝剂（如FeCl3#183;6H2O、FeSO4#183;7H2O、Al2（SO4）3#183;18H2O、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等）^[8],混凝效果好,泥水分离完全。而阴离子型聚丙烯酰胺混凝剂却无混凝作用,但是它与石灰一起使用后,就发挥了混凝作用。这一现象,提示了污泥的混凝效果与污泥表面电荷的变化有一定关系。

（3）水合程度