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污泥脱水絮凝剂研究与发展趋势谭长彤（应化1101班）摘要　分析了污泥的含水特性及存在形式，对调理污泥的脱水絮凝剂的研究状况和发展趋势作了述评。介绍了污泥脱水絮凝剂的分类：无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂、复合絮凝剂。简要说明了各类絮凝剂的絮凝机理及特点，最后述评了近年来研究的新型调理药剂或辅助方法。关键词　污泥处理　污泥脱水　絮凝剂　聚氯化铝　聚丙烯酰胺　壳聚糖引言近年来，随世界工业的发展及人口的增加，污泥产量增长明显。近年来，污泥的处置成为当今的一大难题。据统计，我国每年排放干污泥约为550万～600万ｔ，且不断增加。我国现阶段污泥的处置方法普遍是堆积、填埋。这些污泥的堆放不仅占用了大量的土地，而且还将对环境产生巨大的危害。污泥一般是污水处理过程中产生的固体废物。根据污水来源，分为工业污泥和生活污泥两类。传统的污泥处理方法主要有以下４种：卫生填埋、土地利用、焚烧和投海，但是这些方法在二次污染、大气污染控制、投资及运营成本等方面存在的问题限制了其实际应用。目前我国对城市污泥主要采用临时填埋的处置方式，既占用了大量土地，又对生态环境造成了破坏。另外，污泥的成分非常复杂，含有很多病原微生物、寄生虫卵及重金属等，且未处理的污泥含水量很高，一般为95％～99.5％，因此必须进行脱水处理。干化后的污泥可用作化肥，土壤改良剂进行资源化利用。所以，当前环保对污泥的处理可概括为以下四点：无害化、稳定化、减量化、资源化。1、污泥含水特性1.1　污泥含水率分析污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。一般污水处理厂初始的污泥含水率很高，大于99％，相对密度接近1。污泥固体成分分为有机物和无机物成分，一般污泥固体颗粒越细小，其含的有机物越多，污泥的含水率也越高。颗粒较大则无机物含量较高。污泥含水率的微小变化，也能造成污泥体积的显著改变。污泥体积、固体含量和含水率三者的关系可由式推导V2＝V1（100－P1）（100－P2）式中，V1、P1分别表示处理前的污泥总体积和含水率（％），V2、P2分别表示经过处理后的污泥总体积和含水率（％）。由上述公式可得，污泥含水率微小的降低，总体积也能显著减小。例如，污泥含水率从99.5％浓缩到95％时，污泥体积仅为原来的1/10。而污泥含水率从99.5％即使浓缩到98.5％，体积也可缩小为原来的1/3。所以降低污泥的含水率对污泥的减量化有着十分重要的参考意义。1.2　污泥中水分的存在形式Mülle等在20世纪80年代对污泥的特性研究后认为，水分在污泥中分为４种形态，即间隙水、表面吸附水、毛细结合水和内部结合水。间隙水：不与固体直接结合的由污泥颗粒包围着的游离水分，与污泥颗粒的作用力很弱因而很容易分离。污泥调理剂对这部分水的分离效果很明显，间隙水一般占污泥水分的70％。毛细管结合水：污泥颗粒间会形成一些小的毛细管，这种毛细管分为裂纹形和楔形两种。其中充满的水分分别称为裂纹毛细管结合水和楔形毛细管结合水，约占污泥水分的20％左右。表面吸附水：污泥在标准状态下为胶体状态，污泥胶体粒度小，因而比表面积大，由于表面张力的作用吸附水分较多。由于DLVO力的存在，胶体颗粒带有同号电荷，互相排斥，阻碍颗粒的凝聚絮团。这部分水使用普通的浓缩或者脱水方法很难去除，因此需加入起混凝作用的电解质以使颗粒互相粘附沉降，达到污泥固体与水分分离的目的。表面吸附水约占污泥水分的7％左右。内部结合水：存在于污泥颗粒内部或者微生物细胞体内的水分统称为内部结合水，内部水的含量与污泥颗粒有机质含量、微生物细胞体所占比例有关。这部分水很难用机械方法去除，必须破坏细胞膜释放细胞液，将内部结合水转化为外部液体才能去除。内部结合水约占污泥水分的3％左右。2、污泥脱水絮凝剂的应用及研究进展污泥絮凝剂的使用属于污泥的化学调理，絮凝剂对污泥具有混凝作用。混凝一般起压缩双电层、吸附架桥和网捕三个方面作用。根据絮凝剂的成分的不同可将絮凝剂分为无机絮凝剂、合成有机絮凝剂、天然高分子絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂5大类。2.1　无机絮凝剂无机絮凝剂属于传统的絮凝剂，应用历史悠久，广泛的用于污泥脱水。无机脱水剂主要是铁盐、铝盐、铝铁盐和石灰等。除石灰等助凝作用的调理剂，无机调理剂主要为絮凝剂。按相对分子质量分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂。传统的无机低分子絮凝剂主要分为铝盐系和铁盐系。如硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。无机低分子絮凝剂价廉易得，但投加量大，一般要达到污泥干固体重量的5％～20％，因而导致滤饼体积增大。另外铁离子具有颜色且铁盐腐蚀性较强；水中的氯离子能够降低明矾的絮凝作用，从而增加了明矾的投加量。现在无机低分子絮凝剂的使用已越来越少。20世纪60年代开始，无机高分子絮凝剂被陆续使用并流行。由于其性价比高的优