污泥含水率的测定

将60mL蒸发皿放在烘箱内，在105〜110°C烘 2 h，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂在污泥脱水工艺中的应用研究,取出后放在干燥器内冷却0.5 h，记录质量m1， 取污泥放入蒸发皿中，记录质量m2.用水浴锅蒸干， 然后放入105〜110°C的烘箱内烘2 h，取出后放在 干燥器内冷却0.5 h，记录质量m3。污泥含水率WP 的计算公式如下：

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

1.4污泥有机物含量的测定

将测完含水率的样品放在电炉上碳化，再放入 600°C的高温炉中灼烧0.5 h，然后冷却或将温度降 至110°C左右，取出放入105~ 110°C的烘箱烘2 h，

近年来，污水处理中的污泥脱水主要采用絮凝 沉淀法，处理中所采用的絮凝剂(Flocculation)又称 沉降剂，是一类可使液体中不易沉降的固体悬浮微 粒凝聚、沉淀的物质[1，2]。絮凝剂主要有无机絮凝 剂和合成高分子絮凝剂两大类[3]。有机高分子絮凝 剂因其用量少、絮凝作用迅速等显著特点而得到广 泛应用[4]。阳离子聚丙烯酰胺（CPAM)大分子链 上所带的正电荷密度高，水溶性好，絮凝能力强，在 污水处理中用量少，而且无毒、对环境无污染，因而 它在水处理中污泥脱水方面的应用越来越引起科研 工作者的广泛关注[5]。本实验从太原河西中北部污 水净化厂的污泥脱水机房提取污水样，分析在不同 的原水浊度、pH值和温度条件下，阳离子聚丙烯酰 胺投加量和搅拌时间对絮凝效果的影响。

1实验装置及分析方法

1.1浊度标准液的配制

吸取5. 00 mL的10 g/L硫酸肼溶液与5. 00 mL的10g/L的六次甲基四胺溶液于100 mL容量 瓶中，混匀，在室温（25 ±3) °C下反应24 h，用水稀 释至标准线，混匀，该溶液为浊度400度的储备液。

1.2浊度标准曲线的确定

分别吸取浊度标准溶液0, 0. 50, 1. 25, 2. 50，5.00, 10. 00, 12.50 mL，置于 7 个50 mL 比色管中，加水至标线。摇后即得到浊度分别为0, 4, 10, 20，再放入干燥器中干燥0. 5 h，然后记录质量m4[7]。 污泥中有机物含量(质量分数)的计算公式如下：

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

1.5主要试剂和实验仪器

CPAM为化学纯，相对分子质量高达800万， 低电荷密度。8521型恒温磁力搅拌器;pH S22C数 显型酸度计;AL104电子天平;722型分光光度计。

1. 6原水水质

实验用水为太原市河西北中部污水处理厂中进入 脱泥机房的污水，污泥平均含水率为93. 8%~ 97.1%。 每次以1000 mL生活污水作为水样。第1组水样上午 & 30提取，第2组水样中午11: 30提取，第3组水样下 午14: 30提取。表1为原水水质指标。

2结果与讨论

2.1 CPAM投加量对絮凝效果的影响

在一天不同的时间段取水样，分别为水样1、水 样2和水样3,阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂在污泥脱水工艺中的应用研究,每次取7份1 000 mL水样分别放置 在烧杯中，CPAM投加量分别为0. 1，0. 3, 0. 6,1. 0,

3.0, 6. 0, 10. 0 mg，然后进行搅拌，搅拌转速为200 r/min，搅拌时间为4 min，搅拌后静置沉淀，取上清 液测定吸光度值。表2为CPAM投加量对矾花和 上清液pH的影响，图2所示为上清液浊度随 CPAM投加量的变化图。 花，同时也能避免CPAM的浪费。

012345678910

CP AM投加量/mg

图2上清液浊度随CPAM投加量的变化图

从图2可以得到，水样1的曲线随着CPAM投 加量的増加，曲线急剧下降，水样的浊度变化幅度较 大，当投加量为0. 3 mg/ L时，浊度达到最小值;继 续投加CPAM，水样的浊度值变化不大。水样2的 浊度随着CPAM投加量的増加急剧降低，在0. 3 mg/L时浊度达到最小值;但继续投加CPAM，水样 的浊度值反而増大;当投加量达到1. 0 mg/ L以后， 继续投加CPAM，浊度值不再变化。水样3的浊度 值也随着CPAM投加量的増大而迅速减小，在投加 量为0. 6 mg/L时浊度值最小；继续投加CPAM， 水样的浊度值变化不大。说明CPAM作为絮凝剂， 能够快速高效地絮凝沉淀污水中的悬浮颗粒物，但 当投加量达到一定的值时，形成的矾花过于结实粗 大，易造成大量的污泥沉积，影响了絮凝沉淀的继续 进行。结合污水处理厂运行的经济性来说，CPAM 的最佳投加量应为大于0. 3 mg/L，但不应超过0. 6 mg / L。

2.2搅拌时间对CPAM絮凝效果的影响

下午14: 30取6份1 000 mL的污水水样于6

个烧杯中，分别加入0. 45 mg CPAM絮凝剂，然后 分别搅拌1，2, 3, 4, 5, 6 min，测试搅拌时间对絮凝 效果的影响，总反应时间为6 min。取其上清液，测 其浊度和pH值。表3为搅拌时间对矾花和上清液 pH的影响。

搅拌时间/min矾花描述上清液pH

1很细7.1

2很细，轻7.1

3细小，轻7.1

4大，结实7.1

5细，轻7.1

6细小，轻7.1

从表2可得到，CPAM的投加量对水样的pH 值没有影响，阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂在污泥脱水工艺中的应用研究,但矾花随着投加量的増加变化较大，

CPAM的投加量越大，形成的矾花也越大越结实，

当水样中CPAM的质量浓度为0. 3 mg/ L左右就 能得到较好的矾花;但当水样中CPAM的质量浓度从表3可知，随着搅拌时间的延长，矾花从开始

大于1. 0 mg/ L，矾花变化较小。所以CPAM的质的细小逐渐变大，当搅拌4 min的时候，形成了大而

量浓度应在0. 3~ 0. 6 mg之间，既能得到较好的矾

表3搅拌时间对矾花和上清液pH的影响

505050505C

998877665*.

% / 5每

 

0 5 0 8 7 7

5o 5 <

66 5产

5 0 5 9 9 8

结实的矾花，这是因为搅拌増加了絮凝剂CPAM与 水样中颗粒物的碰撞机会，随着搅拌时间的延长，颗 粒物与絮凝剂逐渐形成较大的絮体。但继续搅拌， 矾花逐渐变小，在搅拌时间为6 min的时候，矾花变 得细小。这说明搅拌时间过长会把形成的大絮体搅 碎，继续搅拌，大而结实的矾花絮体变成细小的颗 粒，不利于絮凝沉淀反应的继续进行。在搅拌的过 程中，搅拌时间对pH值的变化没有影响。

图3为搅拌时间对上清液浊度的影响。从图3 可以看出，随着CPAM絮凝剂的加入，水样的浊度 值明显下降，在搅拌了 4 min后浊度值达到最小，这 说明絮凝剂己经和水样中的大部分颗粒物碰撞形成 了共沉淀。但继续搅拌浊度值变大，说明过度的搅 拌使己形成的絮体被搅碎成微小颗粒物，不利于絮 凝反应。所以搅拌4 min即总反应时间的2/3左 右，能获得最佳絮凝效果。

 

太原市河西北中部污水处理厂采用的是卧式离 心机，用CPAM调理污泥。根据实验得出的最佳工 况，选择CPAM投加量0. 3~ 0. 6 mg/ L、搅拌时间 为总反应时间的2/3左右为反应条件。4月份没有 加CPAM絮凝剂时进泥含水率97. 3%，进泥有机 物平均含量62. 1%，泥饼平均含水率为78. 7%，泥 饼有机物平均含量为60%(有机物含量以质量分数 计）。5月份添加CPAM絮凝剂后对污泥含水率和 有机物含量进行测定，见图4。

048121620242832

天数/d

图4 5月份进泥和泥饼含水率及有机物含量变化图

根据图4可知，添加CPAM絮凝剂后，进泥平 均含水率为95. 6% ,泥饼平均含水率为75. 6%，比 4月份不添加CPAM絮凝剂时含水率降低，提高了 泥饼的含固率，可以减少污泥堆置的占地面积。阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂在污泥脱水工艺中的应用研究,5 月份进泥中有机物平均质量分数为61. 6%，泥饼有 机物平均质量分数为60%，与4月份相比有机物含 量基本没有变化，表明CPAM絮凝剂的投加对泥饼 有机物的含量没有影响。采用CPAM作为污泥脱 水工艺的絮凝剂，对污泥的脱水效果较好，降低了运 行成本。

3结论

1)CPAM在生活污水的污泥脱水处理时最佳 投加量是0. 3~ 0. 6mg/L。

2)CPAM在对污泥进行脱水时最佳搅拌时间 为4 min，即总反应时间的2/ 3。

3)将实验得到的最佳反应条件运用到实际污 泥脱水工艺中，得到的泥饼含水率降低，提高了泥饼 的含固率，可以减少污泥堆置的占地面积。