【摘 要】自来水厂，采用超声与絮凝剂联合作用进行污泥脱水研究。实验结果表明：磁力搅拌转速500r、作用时间30min时脱水效果较好；超声波功率为500W左右、超声作用时间3min时，脱水效果较明显，泥饼含水率最低；添加PAM、PAC等高分子絮凝剂对提高污泥脱水性能具有较好的作用。研究表明，无超声波存在时，PAM、PAC的最投加量分别为1.44 mg/L和14.4mg/L；采用超声波功率为500W、超声作用时间3min、磁力搅拌转速500r时，PAM和PAC的最佳投加量约为1.2 mg/L和12mg/L。
【关键词】超声波；PAM（PAC）；净水污泥；脱水程度；磁力搅拌
1. 前言
净水污泥产量比污水污泥少很多，净水污泥主要来自于沉淀池（或澄清池）排泥水和滤池反冲洗排水[1] 。沉淀池排泥主要包括石灰软化污泥和化学絮凝沉淀污泥。地表水源水厂一般会产生大量的化学絮凝污泥，它由原水中的溶解状胶质、悬浮物、有机物、加入的净水药剂及微生物组成。石灰软化污泥主要在地下水软化过程中产生，其主要成份有淤泥、有机物、过剩石灰、Mg（OH）2和CaCO3。滤池反冲洗排水主要含有悬浮胶体、有机物及化学药剂残余物、粘土等[2]。总的来说，净水污泥属无机亲水性污泥。不同性质的污泥，选用调理剂的种类和投加量也有很大差异。当污泥以无机物为主时，则可以考虑采用阴离子型有机高分子调质剂[3]。
超声波作为一种新型能源，在环境中已被广泛应用，超声波对有机废水的降解和在污泥脱水中的应用是近年来发展起来的新型技术，很有发展潜力和应用前景。当超声波在溶液中传播时，会产生空化、辐射压、声流等物理化学效应。这些效应有机械粉碎和促进化学反应的作用。超声和絮凝剂联合作用，可改变污泥Zeta电位，降低比阻和减小CST（毛细作用时间），迅速改变污泥结构，改善污泥脱水性质等[4]。 本文针对自来水厂的污泥，采用超声波与阴离子型聚丙烯酰胺联合作用的方法，考察了污泥脱水效能的影响因素。
2. 实验材料与方法
2.1 实验材料。污泥取自安阳市自来水厂浓缩池，静置8小时所得。污泥为颗粒悬浮凝胶体，颗粒细腻有粘性，呈黑褐色，并且含有各种有机微生物菌群，絮体大多带负电荷，性质变化较快，实验一般在三天之内完成，本实验污泥是十一月份取的。混凝剂用的是阴离子型聚丙烯酰胺（分子量1300万～1600万）.测其污泥离心液pH=7.33，TC=76.88mg/L，TOC=12.75mg/L，TN=12.19mg/L，COD=60mg/L，VS=9.6%，含固率为8%左右。
2.2 实验仪器。XH-2008D电脑智能温控低温超声波合成萃取仪，KQ5200E型超声波清洗槽（容积为2.5L），TL-50W台式离心机和真空抽虑装置及真空泵，烘箱（温度1050C），FA2004型电子天平。
2.3 实验方法。将一定体积的污泥置于清洗槽式换能器中进行超声处理后，取250mL污泥样品，分别添加不同浓度的PAM，搅拌均匀。取出100mL于离心机中，4000r/min离心2min后，测定滤饼含水率，本实验以泥饼含水率和沉降性能来表征污泥脱水效果。离心时间长可以增加脱水程度，但对脱水速率没有明显影响，超声处理净水污泥实验装置见图1。
3. 实验结果与讨论
4. 结论
4.1 超声波功率和超声时间及转速对脱水都有一定的影响，在降低污泥脱水速率方面都有一个最佳值；超声功率和超声时间分别为500W和2.5min左右，转速为500r（搅拌时间约30min）时，污泥脱水效果较好。
4.2 絮凝剂可以使污泥凝聚、沉降，改善脱水性质，加快过滤速度。实验研究表面，当PAM或PAC投加量分别为1.44mg/L或14.4mg/L时，净水污泥的脱水性能最佳。
4.3 超声促进污泥脱水，宜采用较低功率和较短的处理时间；实验结果证明，采用功率为500W超声时间2.5min转速500r处理时，PAM或PAC的最佳添加量为1.2mg/L或12mg/L 。有超声波存在时，不仅絮凝剂投加量降低，而且污泥脱水性能得到较大提高。
参考文献
[1] 陈静，许建华. 给水厂污泥处理[J].净水技术，1998，65（3）：14～16.
[2] 程曦，李田.水厂污泥[J].城市公用事业，1999，13（ 6） ：18～20.
[3] Chih Chao Wu，Jerry J.Wu，Ruey Yi Huang.Floc strength and dewatering efficiency of alum sludge[J].Advances in Environmental Research，2003，3（7）：617～621.
[4] 沈劲锋，殷绚，谷和平，吕效平. 化学工业与工程技术.超声与阳离子型聚丙烯酰胺联合作用对剩余活性污泥脱水的影响.2005，26（6）：16～18.
[5] 张光明，常爱敏，张盼月。超声波水处理技术，中国建筑工业出版社，2006，147页.
[6] 谷晋川，蒋文举，雍毅.城市污水厂污泥处理与资源化，化学工业出版社，2008，96～97页.
[7] 杨兴涛，赵建伟，刘杨，孙颖，李荣光，徐正.阴离子型PAM在水厂污泥脱水中的应用，供水技术，2007年10月，1（4）：26～31.
