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[摘要] 苏州高新第二污水厂采用了氧化沟工艺，需要连续脱泥，剩余污泥脱水前进入储泥池，停留时间较短，进入脱水机的污泥含水率>99.2%。由于絮凝剂配药装置容积小，导致絮凝剂溶解时间不够，脱泥时经常出现拉丝及未溶解的絮凝剂，每年11月至次年3月气温偏低时尤为严重，全年絮凝剂单耗（1kg/t脱水污泥）相比其他污水厂（0.6-0.7kg/t脱水污泥）明显偏高，有较大的改造空间。采用预稀释装置改造后，效果明显提高，技术改造非常地成功。
[关键词] 絮凝剂、单耗、比较、技术改造
中图分类号：C35文献标识码： A
一．絮凝剂与污泥脱水的关系：
污水处理常产生大量的污泥，我们必须先了解污泥的来源，污泥的性质，及污泥成分及固含量，各个行业废水PH不同，所产生污泥成分，污泥粒度，污泥电荷性质，污泥电荷密度都不一样。污泥从成分可分为有机与无机，有机污泥的处理常选用阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，比如城市污水处理厂，造纸厂，化工厂等，而对于无机污泥的处理常选用阴离子聚丙烯酰胺。阳离子聚丙烯酰胺因为带正电荷，不易用于强碱性污泥处理。而阴离子聚丙烯酰胺带负电荷，不易用于酸性污泥的脱水。如果污泥的固含量比较高，那么聚丙烯酰胺的使用量会相对较大。污泥脱水大部分选用阳离子聚丙烯酰胺，这根据污泥的性质而决定，那么阳离子聚丙烯酰胺如何选择呢？阳离子聚丙烯酰胺主要有两个指标：一、分子量大小往往决定药剂使用量的大小，分子量过小，不絮团或者絮团较小，如果分子量过大，聚丙烯酰胺包裹污泥微粒，絮团间相互排斥，絮凝效果差，压滤或者离心效果也比较差。二、离子度，阳离子聚丙烯酰胺离子度是阳离子聚丙烯酰胺分子链所带的电荷密度。阳离子离子度的选择往往会决定污泥脱水效果。不同行业产生污水，污泥不一样，因此所选用的阳离子聚丙烯酰胺离子度也不一样。离子度过低，污泥絮团不够紧密，如果离子度过高，则污泥絮团会有过量电荷而排斥。比如城市污水应为有机物高，常选用高离子度聚丙烯酰胺，50度，60度效果较佳。造纸厂则选用20度，30度阳离子聚丙烯酰胺就可以。此外脱泥设备往往也会对阳离子聚丙烯酰胺有所要求，一般讲，脱泥离心机比压滤机对离子度要求稍高。阳离子聚丙烯酰胺离子度的选择一般针对所要处理污泥，需要在实验室选型。在实验室配制不同离子度聚丙烯酰胺溶液，在同等条件下与所处理污泥混合，然后观察絮凝效果比如絮团的大小、絮团含水率：
1、絮团的大小：絮团太小会影响排水的速度，絮团太大会使絮团束缚较多水而降低泥饼干度，通过选择聚丙烯酰胺的分子量可以调整絮团的大小。
2、絮团的强度：絮团在剪切作用下应保持稳定而不破碎。选择合适聚丙烯酰胺分子量和离子度能使絮团更加稳定。
3.聚丙烯酰胺的溶解：聚丙烯酰胺溶解充分才能更好絮凝效果，能够减少聚丙烯酰胺使用量，溶解速度与聚丙烯酰胺分子量和所配溶液浓度相关，生产时要选择适合的浓度，一般0.05%-0.3%
4、聚丙烯酰胺与污泥的混合：聚丙烯酰胺需要与污泥充分混合反应，发生絮凝反应，需要合适的聚丙烯酰胺溶液粘度，在现有设备条件下污泥与之能充分混合，注意在混合时切勿过度搅拌，过度搅拌会使絮团絮凝之后再分散，絮团间被聚丙烯酰胺包裹相互排斥，絮团比较小，而且比较松散。
污水处理絮凝一般分为两个过程，一是高分子电解质与粒子表面的电荷中和；二是高分子电解质的长链与粒子架桥形成絮团。絮凝的主要目的是通过加入絮凝剂使污泥中细小的悬浮颗粒和胶体微粒聚结成较粗大的絮团。随着絮团的增大，沉降速度逐渐增加。从而可以更好的通过压滤机压泥，进而达到环保处理的要求，干泥外运进行焚烧处理。在污泥脱水中选用合适的絮凝剂非常重要，要以效率高、溶解速度快、用量少为原则。
絮凝剂的配制浓度不仅影响调理效果，而且影响药剂消耗量和污泥脱水机泥饼产出率，其中有机高分子絮凝剂影响更为显著。一般来说，有机高分子絮凝剂配制浓度越低，药剂消耗量越少，调理效果越好。但配制浓度过高或过低都会降低泥饼产率。
在实际的应用中，新区二污厂通过大量的试验，选用了比较合适的絮凝剂，但在温度较低的冬天，大大降低了絮凝剂的溶解速度，效率降低，产生了用药量大，产泥量小的恶性现象，降本增效，迫在眉急。
苏州高新第二污水厂2012年全年产生脱水污泥11808吨，消耗絮凝剂12069公斤，絮凝剂单耗为1.02kg/t（脱水污泥），相比其他污水厂（0.6-0.7kg/t脱水污泥）明显偏高，主要是因为该厂采用了氧化沟工艺，需要连续脱泥，剩余污泥脱水前进入储泥池，停留时间较短（3小时左右），进入脱水机的污泥含水率>99.2%，由于絮凝剂配药装置容积小，导致絮凝剂溶解时间不够，脱泥时滤带经常出现拉丝及未溶解的絮凝剂，每年11月至次年3月气温偏低时尤为严重，拟对絮凝剂配药系统进行改造，使絮凝剂能充分溶解，与污泥完全混合反应，在提升脱水机产泥量的同时降低絮凝剂的使用量。
二．方案比较：
为了使药剂能充分溶解，提高效率，可以通过增加水温或增加溶解时间来实现。因此制定了两种改造方案：一、进水电加热；二、药剂预溶法。
方案一：进水电加热
选用空气即热式电热水器：产水量810L/H，出水温度：55度，额定功率：13KW，单价2.87万，数量：4台，改造费用：3.5万元，合计：14.98万。
方案二：药剂预溶法
采用一套全自动复式加药装置，对粉末状絮凝剂溶解至10‰
参数：上槽：1150L，材料PP，搅拌一套，配置10‰絮凝剂
下槽：3100L，材料PP，储存10‰絮凝剂
价格：9.285万元。
2台螺杆泵：2000L/H，变频调速，单价：1.158万元
改造费1.2万元，合计12.8万元。
方案一每年运行费用为：每年运行6个月（2台热水器），电费7.5万元，维修费1万元，合计8.5万元。5-10月停用，期间药耗不会有明显改变。
方案二每年运行费用为：电费：1万元，维修费0.7万元，合计费用1.7万元。
经过综合分析比较，采用方案二进行改造。
三．改造后，成本分析：
2013年4月中旬完成设备安装调试，开始投入运行，10月份后更换絮凝剂，因此采用2012年和2013年5-9月份的数据进行分析。
改造后2013年5-9月的絮凝劑单耗相比2012年同期降低了41%，同时脱水机运行时泥饼厚度增加，产泥量由原来的1吨/小时提高到1.68吨/小时，可以节省脱水机及配套设备设施运行时间，从而能进一步降低能耗。
四．结论
经过5个月的运行分析，按照全年度节省药剂35%，药剂单价3.7万元/吨，产泥1.1万吨计算，可以节约药剂费用14.2万元，脱水机运行时间减少，节约电能约4.4万元，总计18.6万元.
本技改项目费用节省效果明显，运行一年即可收回投资成本。
参考文献
1.莫裕光．带式压滤机改造〔J〕，设备管理与维修，2003，8：27~31．
2.王滏，卧螺离心机与带式压滤机的比较〔J〕，工业用水与废水，2002，33(1)：36~38.
3.吴吟昱，污泥脱水最优化运行试验〔J〕，苏州科技学院学报(工程技术版)，2~003，16(3)：32~35.
4.张陶芸，侯宝勤．污泥特性与处理〔J〕，西南造纸，2003，2：27~30.
5.杨波，赵榆林．离子型改性天然高分子絮凝剂对活性污泥脱水处理〔J〕，工业水处理，1999，19(5)：26~27.
6.王洪远，秦绪平.阳离子聚丙烯酰胺与污泥脱水.污泥处理处置技术及装置.北京：化学工业出版社，2003.
7.张勤，张幸涛，陈滨等.城市污水处理厂污泥调质用絮凝剂的选择.重庆建筑大学学报.2006.28(1):81-83.
[关键词] 絮凝剂、单耗、比较、技术改造
中图分类号：C35文献标识码： A
一．絮凝剂与污泥脱水的关系：
污水处理常产生大量的污泥，我们必须先了解污泥的来源，污泥的性质，及污泥成分及固含量，各个行业废水PH不同，所产生污泥成分，污泥粒度，污泥电荷性质，污泥电荷密度都不一样。污泥从成分可分为有机与无机，有机污泥的处理常选用阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，比如城市污水处理厂，造纸厂，化工厂等，而对于无机污泥的处理常选用阴离子聚丙烯酰胺。阳离子聚丙烯酰胺因为带正电荷，不易用于强碱性污泥处理。而阴离子聚丙烯酰胺带负电荷，不易用于酸性污泥的脱水。如果污泥的固含量比较高，那么聚丙烯酰胺的使用量会相对较大。污泥脱水大部分选用阳离子聚丙烯酰胺，这根据污泥的性质而决定，那么阳离子聚丙烯酰胺如何选择呢？阳离子聚丙烯酰胺主要有两个指标：一、分子量大小往往决定药剂使用量的大小，分子量过小，不絮团或者絮团较小，如果分子量过大，聚丙烯酰胺包裹污泥微粒，絮团间相互排斥，絮凝效果差，压滤或者离心效果也比较差。二、离子度，阳离子聚丙烯酰胺离子度是阳离子聚丙烯酰胺分子链所带的电荷密度。阳离子离子度的选择往往会决定污泥脱水效果。不同行业产生污水，污泥不一样，因此所选用的阳离子聚丙烯酰胺离子度也不一样。离子度过低，污泥絮团不够紧密，如果离子度过高，则污泥絮团会有过量电荷而排斥。比如城市污水应为有机物高，常选用高离子度聚丙烯酰胺，50度，60度效果较佳。造纸厂则选用20度，30度阳离子聚丙烯酰胺就可以。此外脱泥设备往往也会对阳离子聚丙烯酰胺有所要求，一般讲，脱泥离心机比压滤机对离子度要求稍高。阳离子聚丙烯酰胺离子度的选择一般针对所要处理污泥，需要在实验室选型。在实验室配制不同离子度聚丙烯酰胺溶液，在同等条件下与所处理污泥混合，然后观察絮凝效果比如絮团的大小、絮团含水率：
1、絮团的大小：絮团太小会影响排水的速度，絮团太大会使絮团束缚较多水而降低泥饼干度，通过选择聚丙烯酰胺的分子量可以调整絮团的大小。
2、絮团的强度：絮团在剪切作用下应保持稳定而不破碎。选择合适聚丙烯酰胺分子量和离子度能使絮团更加稳定。
3.聚丙烯酰胺的溶解：聚丙烯酰胺溶解充分才能更好絮凝效果，能够减少聚丙烯酰胺使用量，溶解速度与聚丙烯酰胺分子量和所配溶液浓度相关，生产时要选择适合的浓度，一般0.05%-0.3%
4、聚丙烯酰胺与污泥的混合：聚丙烯酰胺需要与污泥充分混合反应，发生絮凝反应，需要合适的聚丙烯酰胺溶液粘度，在现有设备条件下污泥与之能充分混合，注意在混合时切勿过度搅拌，过度搅拌会使絮团絮凝之后再分散，絮团间被聚丙烯酰胺包裹相互排斥，絮团比较小，而且比较松散。
污水处理絮凝一般分为两个过程，一是高分子电解质与粒子表面的电荷中和；二是高分子电解质的长链与粒子架桥形成絮团。絮凝的主要目的是通过加入絮凝剂使污泥中细小的悬浮颗粒和胶体微粒聚结成较粗大的絮团。随着絮团的增大，沉降速度逐渐增加。从而可以更好的通过压滤机压泥，进而达到环保处理的要求，干泥外运进行焚烧处理。在污泥脱水中选用合适的絮凝剂非常重要，要以效率高、溶解速度快、用量少为原则。
絮凝剂的配制浓度不仅影响调理效果，而且影响药剂消耗量和污泥脱水机泥饼产出率，其中有机高分子絮凝剂影响更为显著。一般来说，有机高分子絮凝剂配制浓度越低，药剂消耗量越少，调理效果越好。但配制浓度过高或过低都会降低泥饼产率。
在实际的应用中，新区二污厂通过大量的试验，选用了比较合适的絮凝剂，但在温度较低的冬天，大大降低了絮凝剂的溶解速度，效率降低，产生了用药量大，产泥量小的恶性现象，降本增效，迫在眉急。
苏州高新第二污水厂2012年全年产生脱水污泥11808吨，消耗絮凝剂12069公斤，絮凝剂单耗为1.02kg/t（脱水污泥），相比其他污水厂（0.6-0.7kg/t脱水污泥）明显偏高，主要是因为该厂采用了氧化沟工艺，需要连续脱泥，剩余污泥脱水前进入储泥池，停留时间较短（3小时左右），进入脱水机的污泥含水率>99.2%，由于絮凝剂配药装置容积小，导致絮凝剂溶解时间不够，脱泥时滤带经常出现拉丝及未溶解的絮凝剂，每年11月至次年3月气温偏低时尤为严重，拟对絮凝剂配药系统进行改造，使絮凝剂能充分溶解，与污泥完全混合反应，在提升脱水机产泥量的同时降低絮凝剂的使用量。
二．方案比较：
为了使药剂能充分溶解，提高效率，可以通过增加水温或增加溶解时间来实现。因此制定了两种改造方案：一、进水电加热；二、药剂预溶法。
方案一：进水电加热
选用空气即热式电热水器：产水量810L/H，出水温度：55度，额定功率：13KW，单价2.87万，数量：4台，改造费用：3.5万元，合计：14.98万。
方案二：药剂预溶法
采用一套全自动复式加药装置，对粉末状絮凝剂溶解至10‰
参数：上槽：1150L，材料PP，搅拌一套，配置10‰絮凝剂
下槽：3100L，材料PP，储存10‰絮凝剂
价格：9.285万元。
2台螺杆泵：2000L/H，变频调速，单价：1.158万元
改造费1.2万元，合计12.8万元。
方案一每年运行费用为：每年运行6个月（2台热水器），电费7.5万元，维修费1万元，合计8.5万元。5-10月停用，期间药耗不会有明显改变。
方案二每年运行费用为：电费：1万元，维修费0.7万元，合计费用1.7万元。
经过综合分析比较，采用方案二进行改造。
三．改造后，成本分析：
2013年4月中旬完成设备安装调试，开始投入运行，10月份后更换絮凝剂，因此采用2012年和2013年5-9月份的数据进行分析。
改造后2013年5-9月的絮凝劑单耗相比2012年同期降低了41%，同时脱水机运行时泥饼厚度增加，产泥量由原来的1吨/小时提高到1.68吨/小时，可以节省脱水机及配套设备设施运行时间，从而能进一步降低能耗。
四．结论
经过5个月的运行分析，按照全年度节省药剂35%，药剂单价3.7万元/吨，产泥1.1万吨计算，可以节约药剂费用14.2万元，脱水机运行时间减少，节约电能约4.4万元，总计18.6万元.
本技改项目费用节省效果明显，运行一年即可收回投资成本。
参考文献
1.莫裕光．带式压滤机改造〔J〕，设备管理与维修，2003，8：27~31．
2.王滏，卧螺离心机与带式压滤机的比较〔J〕，工业用水与废水，2002，33(1)：36~38.
3.吴吟昱，污泥脱水最优化运行试验〔J〕，苏州科技学院学报(工程技术版)，2~003，16(3)：32~35.
4.张陶芸，侯宝勤．污泥特性与处理〔J〕，西南造纸，2003，2：27~30.
5.杨波，赵榆林．离子型改性天然高分子絮凝剂对活性污泥脱水处理〔J〕，工业水处理，1999，19(5)：26~27.
6.王洪远，秦绪平.阳离子聚丙烯酰胺与污泥脱水.污泥处理处置技术及装置.北京：化学工业出版社，2003.
7.张勤，张幸涛，陈滨等.城市污水处理厂污泥调质用絮凝剂的选择.重庆建筑大学学报.2006.28(1):81-83.