污泥處理是整個(gè)廢水處理中較重要的環(huán)節(jié)之一，為了提高污泥的固含量，污泥經(jīng)常要經(jīng)過(guò)脫水處理。迄今，污泥脫水較可行的辦法是使用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，該法不僅生成的污泥量少，且易機(jī)械脫水，對(duì)節(jié)約用水、提高污水處理效果和廢水回用具有重要的作用。目前常見(jiàn)的機(jī)械脫水方式有三種：帶式脫水機(jī)、離心式脫水機(jī)和板框壓濾機(jī)。不同脫水設(shè)備藥劑的使用情況也大不相同。

1、帶式脫水機(jī)

帶式脫水機(jī)具有投資省、耗鋼材少、耗電低、運(yùn)行穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外許多污水處理廠(chǎng)。對(duì)于現(xiàn)代污水處理廠(chǎng)，選用聚丙烯酰胺對(duì)污泥濃縮脫水進(jìn)行適當(dāng)?shù)男跄{(diào)節(jié)已經(jīng)成為必要的手段。聚丙烯酰胺加入量過(guò)多不但會(huì)導(dǎo)致資源的浪費(fèi)，而且達(dá)到一定量時(shí)還會(huì)堵塞濾帶，影響脫水機(jī)的正常運(yùn)行，反之加入量不足同樣會(huì)影響脫泥效果。因此，對(duì)聚丙烯酰胺較佳投藥量的研究成了污水處理廠(chǎng)運(yùn)行中的一個(gè)重要課題。污泥絮凝時(shí)，投藥量主要與污泥種類(lèi)、處理量及污泥濃度等性質(zhì)有關(guān)。

帶式脫水環(huán)節(jié)中，聚丙烯酰胺溶液是通過(guò)計(jì)量泵調(diào)節(jié)到一定的流量，然后污泥與聚丙烯酰胺溶液分別由各自的輸送管道送入混合桶進(jìn)行混合與絮凝。絮凝后的污泥進(jìn)入分離部分，通過(guò)濾帶實(shí)現(xiàn)固液分離的目的。研究表明，隨著聚丙烯酰胺加入量的增加，泥餅的含水率均呈下降趨勢(shì)，兩者之間不呈線(xiàn)性關(guān)系。開(kāi)始泥餅的含水率下降速度很快，當(dāng)聚丙烯酰胺的干重投加量增加到7‰以上后，下降速度減慢，趨于穩(wěn)定。這主要是由于濃縮去除的只是污泥中的間隙水和部分毛細(xì)水，當(dāng)這部分水被分離后，污泥含水率就不能繼續(xù)降低了，就算繼續(xù)增加聚丙烯酰胺的投入量，處理效果也不會(huì)有大的改善。

目前，一種可用于污水廠(chǎng)聚丙烯酰胺投加量自動(dòng)控制的聚合物控制系統(tǒng)已在市政污水處理廠(chǎng)開(kāi)始應(yīng)用，該系統(tǒng)采用流動(dòng)電流技術(shù)，通過(guò)測(cè)定濾液中的流動(dòng)電荷變化狀況，來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)藥劑投配率，可在合理并及時(shí)調(diào)整藥劑投配率的同時(shí)，節(jié)省藥劑、避免浪費(fèi)、節(jié)約運(yùn)行成本。

2、離心式脫水機(jī)

離心式脫水機(jī)比帶式脫水機(jī)的運(yùn)行更穩(wěn)定、管理更方便，缺點(diǎn)是耗電量大，維護(hù)維修費(fèi)用高。離心式脫水機(jī)依靠強(qiáng)大的離心力，利用不同物質(zhì)在受到相同離心力后所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)不同，達(dá)到泥水分離效果。

對(duì)于同種機(jī)器而言，影響脫水效果的主要因素是工藝條件，即投料污泥性質(zhì)調(diào)質(zhì)處理，投配率及污泥在機(jī)內(nèi)停留時(shí)間等。研究表明，污泥不經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)，用離心機(jī)脫水完全可以運(yùn)行，且出泥產(chǎn)率隨污泥投加量加大而相應(yīng)增加，但固體回收率會(huì)有所下降。在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，離心機(jī)不會(huì)單獨(dú)使用，投加適量的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺可有效提高脫水效率，一般干固投加量控制在5‰左右。藥劑濃度應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況配制在0.1‰至0.5‰使用，在取得較好的處理效果的同時(shí)，確保投配率較省。若污泥的處理量一定，聚丙烯酰胺投加量要根據(jù)污泥濃度的變化進(jìn)行調(diào)整，污泥濃度增加，聚丙烯酰胺投加量增加。如果污泥濃度過(guò)高，超過(guò)了機(jī)器較大可處理的干固體負(fù)荷，則會(huì)導(dǎo)致藥劑處理效果下降，投配率增加。因此，應(yīng)盡可能將污泥濃度控制在一定范圍，以達(dá)到較穩(wěn)定處理效果。

離心式脫水機(jī)與帶式脫水機(jī)用藥有所不同。①離心機(jī)用聚丙烯酰胺的分子量比帶式機(jī)所用藥劑分子量高，帶式機(jī)用聚丙烯酰胺分子量一般控制在500萬(wàn)左右，而離心式脫水機(jī)用藥在800萬(wàn)至1200萬(wàn)。由于污泥調(diào)質(zhì)后需要經(jīng)離心機(jī)進(jìn)行脫水處理，因此，應(yīng)選擇分子量大、抗剪切力強(qiáng)的有機(jī)高分子聚丙烯酰胺作為調(diào)質(zhì)藥劑。②離心機(jī)用聚丙烯酰胺有干粉和乳液兩種形態(tài)，而帶式機(jī)主要采用干粉聚丙烯酰胺。乳液態(tài)聚丙烯酰胺比干粉態(tài)聚丙烯酰胺更易溶解，溶解時(shí)間短，且溶解更為均勻。

3、板框壓濾機(jī)

板框壓濾機(jī)由于處理后污泥含水率低、體積小，在歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家已被廣泛采用。在污泥處理過(guò)程中，確保污泥濃縮脫水設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，選擇合適的聚丙烯酰胺和投藥量，既是工藝保障的關(guān)鍵所在，也是污水廠(chǎng)低耗運(yùn)行的需要。

板框壓濾機(jī)的絮凝劑用藥以無(wú)機(jī)絮凝劑為主，一般為FeCl3與石灰組合。然而，由于有機(jī)絮凝劑能有效提高污泥的絮凝效果，且用量比石灰小許多，產(chǎn)泥量大大減小，所以FeCl3與陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的組合使用也受到廣泛關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，脫水泥餅含水率與無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑的投藥量都有著重要聯(lián)系，按照干重質(zhì)量比來(lái)計(jì)算，一般FeCl3的投加量為4%到15%，且在該范圍內(nèi)隨著投加量的增加，泥餅含固率增加；另一方面，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的投加量要大于6.9kg/TDS，且隨著投加量的增加，泥餅含固率也隨之明顯升高，具體的投配需要綜合考量泥質(zhì)、設(shè)備、運(yùn)行成本等多方面來(lái)決定。

此外，“鐵鹽+陽(yáng)離子聚丙烯酰胺”與“鐵鹽+石灰”兩種投藥方式相比，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺可以大幅度提升設(shè)備處理能力。在相同的設(shè)備條件和運(yùn)行周期下，處理泥量比用石灰加藥時(shí)提高13%以上。每一批次的處理能力變大，鐵鹽消耗量降低，且由于不用投加大量污泥，產(chǎn)泥量大大降低，這樣有利于延長(zhǎng)設(shè)備維護(hù)周期，減少工作人員的勞動(dòng)時(shí)間。

帶式脫水機(jī)、離心式脫水機(jī)、板框壓濾機(jī)的脫水工藝大不相同，所以對(duì)聚丙烯酰胺的要求和使用也有很大差異，聚丙烯酰胺的選型、溶液的配置濃度、投加量等因素對(duì)聚丙烯酰胺的絮凝和泥水分離效率有重要影響。