作品大國治泥一種基于脒基陽離子高分子絮凝劑在濃縮污泥脫水中的研發(fā)與應(yīng)用

1、大國治泥一種基于脒基陽離子高絮凝劑對濃縮污泥深度脫水的研發(fā)與應(yīng)用摘要：本發(fā)明屬于水處理污泥技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種污泥深度脫水的方法。本發(fā)明首先將濃縮池中的污泥（含水率約為 96%98%）抽出，然后在污泥中加入適量含有脒基的陽離子高化學(xué)藥劑后攪拌混合，在 10min 內(nèi)即可形成具有較大絮體的污泥顆粒，然后再將污泥排入板框壓濾機(jī)中壓濾，就能得到含水率低于 60%的泥餅。脒基陽離子高絮凝劑對濃縮污泥深度脫水的方法與常規(guī)的污泥深度脫水的方法相比，具有工藝簡單，運(yùn)行費(fèi)用低（約為常規(guī)工藝的一半左右），不需要添加石灰等干基物質(zhì)等特點(diǎn)，可以將濃縮池中高含水率 98%左右的污泥壓至含水率 60%以下，對污泥的后續(xù)

2、處置如填埋、或者化利用無影響；藥劑生物毒性低，對壓濾出水有影響，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。：脒基陽離子高絮凝劑；含水率；壓濾，污泥脫水。1 背景技術(shù)隨著我國的不斷發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城市人口密度越來越高，產(chǎn)生的污水量與日俱增，隨之產(chǎn)生的污泥量也日漸增多。截止 2015 年 6 月底，我國污水處理廠已有 3802 座，污水處理能力達(dá)到 1.61 億立方米/日。按產(chǎn)泥率 1 萬立方米污水產(chǎn) 7噸污泥（80 %含水率）計(jì)算，11 萬噸/天，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止 2020污泥產(chǎn)量預(yù)計(jì)已年底我國污水處理廠污泥年排放總量將超過 6000 萬噸。由于我國污水處理廠建設(shè)存在嚴(yán)重的“重水輕泥”現(xiàn)象，導(dǎo)致大量污泥“

3、積壓”，未得到合理安全的處理處置。其問題在于我國城鎮(zhèn)污水處理廠內(nèi)污泥處理環(huán)節(jié)上實(shí)現(xiàn)了污泥的初步減容，但未在廠內(nèi)實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化，后續(xù)的安全處置及監(jiān)管，存在二次污染的隱患，從而造成關(guān)注的 “污泥問題”。污泥的深度脫水技術(shù)是指通過對含水率較高的污泥進(jìn)行化學(xué)調(diào)質(zhì)處理后，再高壓壓榨脫水至含水率 60%以下，不僅使污泥在體積上減少 50%以上，更重要的是為污泥的后續(xù)處置提供了便利。污泥深度脫水技術(shù)在國外較早，近幾年在國內(nèi)逐步得到重視并有一定范圍的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在各類科研機(jī)構(gòu)在污泥調(diào)質(zhì)處理技術(shù)上不斷推陳出新，以及高壓壓濾脫水技術(shù)及工藝快速發(fā)展。1.1 污泥的調(diào)質(zhì)處理污泥的調(diào)質(zhì)處理是污泥深度脫水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和

4、技術(shù)，污泥的調(diào)理技術(shù)決定污泥深度脫水項(xiàng)目的成敗。目前，國內(nèi)污泥調(diào)質(zhì)的方法比較多，普遍采用在污泥中添加脫水劑、絮凝劑或混凝劑的方法，改變污泥中水（主要是間隙水和毛細(xì)水）存在方式和結(jié)構(gòu)，有利于水與泥在一定條件下實(shí)現(xiàn)分離。Y.Q. Zhao（Y.Q. Zhao，2002）發(fā)現(xiàn)用CaSO2H 20 與聚合物調(diào)理明礬污泥，所形成的污泥絮體的結(jié)構(gòu)更加密實(shí)，CaSO2H 20可以作為一種絮凝骨架。C.H. Lee 等（C.H. Lee.，2000）用含鈣的陽離子聚合物與非離子型聚合物調(diào)理污，加強(qiáng)了絮凝作用，可以提高污泥脫水性能。（馬俊偉等，2013）研究了陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）和 Fenton 試劑單

5、獨(dú)及調(diào)理對污泥脫水效果的影響，結(jié)果顯示 Fenton 試劑與 CPAM調(diào)理時污泥脫水效果更為顯著，調(diào)理對污泥脫水效果的作用優(yōu)于單一絮凝劑調(diào)理。1.2 污泥深度脫水技術(shù)目前污泥深度脫水技術(shù)上主要使用到絮凝劑和助凝劑，絮凝劑分為:無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和微生物絮凝劑。無機(jī)絮凝劑是一種由無機(jī)組分組成的電解質(zhì)化合物，主要有鋁鹽（硫酸鋁、明礬及三氯化鋁等）和鐵鹽（三氯化鐵、綠礬及硫酸鐵等）。由于無機(jī)絮凝劑成本高，腐蝕性大，在某些場合效果不理想。因此在鐵鹽、鋁鹽的基礎(chǔ)上發(fā)展起來了無機(jī)高絮凝劑，比如，聚合氯化鋁，聚合氯化鐵等（張育新等，2002）。后來又在無機(jī)高絮凝劑中引入其他活性離子形成復(fù)合型無機(jī)高絮凝劑

6、，以提高藥劑的電中和能力，比如王德英（王德英等, 1996）等研制的聚硅酸硫酸鋁，聚硅酸鐵（PSF）等。聚合無機(jī)高絮凝劑絮凝速度更快、絮體更加緊實(shí)，成倍提高絮凝效果，有效脫水性能，且價(jià)格較低。但和有機(jī)高絮凝劑相比，還是存在投加量大，效果較差，易帶入雜質(zhì)等缺點(diǎn)。有機(jī)絮凝劑是指天然的或人工的高聚合電解質(zhì)，可使液體中分散的細(xì)粒固體形成絮凝物。有機(jī)高絮凝劑從 1960 年開始投入使用，并逐漸取代無機(jī)絮凝劑作為污泥脫水的調(diào)理劑。Yan W L 等（Yan W L et al.，2013）研究了陽離子聚丙烯酰胺（PAM）、非離子 PAM 和陰離子 PAM 調(diào)理劑對污泥作用后的污泥結(jié)構(gòu)和特征的變化及其對污泥

7、脫水性的影響，指出陽離子 PAM 是一種更理想的調(diào)理劑。Zhai L F 等（Zhai LF.，2012）了 PAM、氯化鐵和鈣質(zhì)礦物粉組成的復(fù)合絮凝劑的脫水效果，綜合評價(jià)了不同復(fù)合絮凝劑劑量下的污泥脫水效果及成本。有機(jī)高絮凝劑具有投加量少，絮凝能力強(qiáng)，絮體粗大且沉降性能好，不易產(chǎn)生浮渣，絮凝沉降的同時還能去除懸浮物和油，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但其也有缺點(diǎn)，比如它的殘余單體具有較大生物毒性，能、致畸和致突變，這些缺點(diǎn)限制了它的應(yīng)用范圍。微生物絮凝劑根據(jù)來源的不同，可分為微生物細(xì)胞絮凝劑、微生物提取物質(zhì)絮凝劑、微生物新陳代謝產(chǎn)物絮凝劑和利用克隆技術(shù)獲得的絮凝劑四類。微生物絮凝劑的成分絕大多數(shù)為 DNA

8、、蛋白質(zhì)等具有絮凝沉降性能的物質(zhì)。它是利用微生物技術(shù)，通過細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而得的安全、無毒、高效的新型污泥絮凝劑（吳健和戴桂馥，1994）。微生物絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)，絮凝效果好，效果穩(wěn)定，污染小，毒性小，不易受外界條件的影響等。但是微生物絮凝劑還是存在原材料貴，絮凝劑產(chǎn)量低，投加量較大，易受物質(zhì)干擾，絮凝機(jī)理尚不明確等缺點(diǎn)（傅旭慶等，1998）。目前常用的助凝劑主要是生石灰跟粉煤灰等固體物質(zhì)。生石灰的主要成分是 CaO，具有強(qiáng)堿性，可作為骨架使污泥絮體形成持久堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)，在脫水時保持多孔性，絮體，降低餅的可壓縮性，而且強(qiáng)堿性可穩(wěn)定污泥中重金屬和殺滅有害細(xì)菌（楊國友等，20

9、11）。粉煤灰是目前我國產(chǎn)生量及堆存量較大的一種固體廢棄物（任伯幟，2010；王靜，2006），原狀粉煤灰的比表面積較大，并有一些硅鋁的活性位點(diǎn)（程磊，2013），因此當(dāng)和污泥混合后對污泥絮體可起到吸附作用，并能以粉煤灰顆粒為中心形成堅(jiān)硬的骨架構(gòu)建體，減小污泥可壓縮性，污泥脫水性能。使用助凝劑跟絮凝劑聯(lián)用能夠使污泥的脫水性能得到大幅度，但這些材料的使用易造成投加量大、泥餅增容，對污泥的后續(xù)處理處置以及壓濾出水的二次處理有影響等缺點(diǎn)。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，多技術(shù)的使用受到關(guān)注，形成了許多以機(jī)械脫水為的多技術(shù)。Loginov M 等（Loginov M.，2013）研究了石灰絮凝劑和電過濾聯(lián)用對污泥

10、脫水的效果，并了石灰濃度和恒定電流密度對污泥滲透性、電過濾速率、泥餅的最終干度和能量消耗的影響。Zhang G M 等（Zhang G M.，2012）比較了單獨(dú)超聲波脫水和超聲化學(xué)調(diào)理的脫水效果，發(fā)現(xiàn)超聲FeCl3 和PAM 組成的化.，2004）利用學(xué)調(diào)理劑可以使得調(diào)理劑的用量減少 40%-50%。Lidris A 等（Lidris A微波加熱對含硅污泥干燥，在較短干燥時間里產(chǎn)生較燥效率的污泥質(zhì)量和熱量比。1.3 污泥脫水處理工藝污泥脫水工藝大致分為兩大類：（1）機(jī)械脫水，主要包括離心、帶式壓濾、板框壓濾等；()自然脫水，主要有污泥干化床和污泥塘。在選擇污泥處理方法時，處理工藝的技術(shù)性和工

11、藝的性必然是決策者考慮的重要因素，目前開展的相關(guān)研究也有很多。劉力榮（劉力榮，2015）采用濃縮污泥經(jīng)化學(xué)調(diào)理后，再用廂式壓濾機(jī)壓濾脫水的工藝，中試試驗(yàn)結(jié)果表明，采用有機(jī)絮凝劑無機(jī)絮凝劑石灰調(diào)理效果最好，但是藥劑投加量大，處理成本高。劉吉寶等（劉吉寶等，2015）以北京某大型污水處理廠厭氧-缺氧-好氧（A2 /O）工藝和厭氧-缺氧-好氧-膜生物反應(yīng)器組合工藝（A2 /O-MBR）污泥脫水為對象，分析兩種工藝的污泥脫水效果、絮凝劑投配率、污泥脫水電耗和污泥脫水成本， 指出 A2 /O-MBR 工藝的脫水污泥含水率年均值為（81. 921. 64）%，A2 /O 工藝為（82. 561. 35）%

12、；A2 /O-MBR 工藝的污泥脫水絮凝劑成本（以 DS 計(jì)）為 204. 76 元/噸，用電成本為 231. 61 元/噸；A2 /O 工藝的污泥脫水絮凝劑成本為 175. 00 元/噸，用電成本為 84. 86 元/噸；A2 /O-MBR 工藝污泥脫水的絮凝劑成本和脫水機(jī)電耗成本相對較高。綜上所述可知：（1）傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑的投加量大，絮凝效果不好，高無機(jī)絮凝劑的處理效果雖然較傳統(tǒng)型有一定提高，但是較有機(jī)絮凝劑而言，還是存在投加量大，易引入雜質(zhì)，對后續(xù)處理處置有影響等缺點(diǎn)。（2）有機(jī)絮凝劑的投加量雖然小，但是污泥脫水后含水率較高（一般為 80%左右），且具有一定的生物毒性等缺點(diǎn)。（3）粉煤灰

13、和生石灰等助凝劑的使用，能改變污泥顆粒與水的結(jié)合程度污泥的脫水性能，但其投加量過大，容易造成泥餅增容，不利于后續(xù)的處理處置等。（4）生物絮凝劑雖然對濃縮污泥有較好的脫水效果，但由于本身的一些缺點(diǎn)限制了其實(shí)際應(yīng)用范圍。（5）傳統(tǒng)的污泥處理工藝處理流程復(fù)雜，藥劑投加量大，處理成本較高。因此尋找一種藥劑添加量少，低成本，無生物毒性，無需添加助凝劑的更加安全快捷的污泥深度脫水技術(shù)對污泥的處理處置以及環(huán)境保護(hù)都具有極其重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。2 發(fā)明具體介紹2.1 目的和基本思路：目前水環(huán)境治理中重水輕泥，污泥處置率現(xiàn)狀，提供一種藥劑添加量少，壓濾泥餅含水率低的新型污泥深度脫水技術(shù)，進(jìn)而解決堆積污泥污染環(huán)

14、境、占用、破壞等問題，在提高污泥處置效率的同時降低試劑添加與工藝運(yùn)行成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)污泥處理領(lǐng)域環(huán)保與效益的雙贏。據(jù)估算，目前中國每天產(chǎn)生的含水率 80%的污泥，幾乎占到城市生產(chǎn)總量的20%。如此數(shù)量巨大的污泥的減量化和無害化處置是一題（光欣等，2011）。而目前普遍存在的重水輕泥的觀念導(dǎo)致污泥處理滯后，許多早期建設(shè)的污水處理廠大多將污水和污泥處理剝離，簡化污泥處理或?qū)⑽勰嗵幚硌b置閑置以節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用（戴曉虎等，2012），導(dǎo)致排出的污泥中重金屬，卵及病原微生物等，對環(huán)境造成二次污染。這種現(xiàn)象的一方面是重水輕泥觀念的根深蒂固，一方面是傳統(tǒng)污泥處理工藝復(fù)雜，污泥處置效率較低。本發(fā)明主要如何解決污泥的

15、減量化處置這一難題，從污泥深度脫水這一角度，運(yùn)用含有脒基的陽離子高化學(xué)藥劑，實(shí)現(xiàn)區(qū)別于傳統(tǒng)絮凝劑的高效減量化處置效果。在經(jīng)過階段、生產(chǎn)性中試階段后，該試劑表現(xiàn)出良好的實(shí)用效果，本發(fā)明未來的商品化和工業(yè)化前景可期。2.2 發(fā)明的具體內(nèi)容本發(fā)明提供的污泥深度脫水的方法，是使用化學(xué)藥劑調(diào)理污泥，具體步驟如下：（1） 將濃縮池污泥排入攪拌罐中；（2） 在污泥中加入適量含有脒基的陽離子高化合物，攪拌，使其混合，在 10min 內(nèi)即可形成較大絮體的污泥顆粒，再排入板框壓濾機(jī)中壓濾，就能得到含水率低于 60%的泥餅。圖 1 污泥深度脫水流程Fig 1. Sludge dewatering process上述

16、提到的化學(xué)藥劑是一種含有脒基（HN=CNH2）的陽離子高化合物（簡稱 7號藥劑），其量小于 100 萬。加入含有脒基的陽離子高化合物的方法如下：（1） 將脒基有機(jī)物與水混合，配置成重量濃度為 0.1% 1%的混合液體；（2） 直接添加到濃縮池污泥中充分混合。本發(fā)明研究過程中了添加了七號藥劑的濃縮池污泥的抽濾出水情況和比阻。圖2 表示添加不同濃度七號藥劑的抽濾出水情況：在抽濾時間為 60 s 時，污泥出水基本都超過 30 mL；在抽濾時間為 240s 時，污泥中的污水基本上已經(jīng)抽完。七號藥劑對于污泥的出水速度有很大的增加。圖 2 不同濃度藥劑對抽濾出水的影響Fig 2. Effects on t

17、he filtered water of different concentrations of chemicals圖 3 表示不同絮凝劑及其添加量對污泥比阻的影響。污泥比阻是反映污泥出水和壓濾的難易程度的物理量。目前大部分的污泥處理廠都是采用添加化學(xué)藥劑的方法降低污泥比阻，較為常用的無機(jī)藥劑有三氯化鐵，聚合硫酸鐵等，但是它們都有一定的弊端：首先，三氯化鐵處理后的污泥雖然可以進(jìn)行壓濾，但是壓濾后的污水中一般含有顏度難以去除；其次，壓濾后的污泥中含有較多的氯離子，若容易腐蝕鍋爐；如果以聚鐵作為調(diào)理劑，則污泥后容易產(chǎn)生二氧化硫氣體，增加了大氣治理的難度，但如果采用含有脒基（HN=CNH2）有機(jī)聚合

18、化合物，則端。產(chǎn)生如諸多弊圖 3 不同絮凝劑對污泥比阻的影響Fig 3. Effects of different flocculants on sludge resistivity為了檢驗(yàn)該試劑的毒性，采取發(fā)光細(xì)菌檢測法來檢測 7 號藥劑對污泥當(dāng)中微生物活性的影響。該方法一般是利用明亮的發(fā)光桿菌、費(fèi)氏孤菌作為指示生物，當(dāng)與絮凝劑中的有害物質(zhì)接觸后，發(fā)光強(qiáng)度會隨著毒性濃度的變化而變化，一般它們之間呈負(fù)相關(guān)的關(guān)系，即毒性越大發(fā)光強(qiáng)度越小。具體結(jié)果如圖 4，由圖 4 可以看出，含有脒基（HN=CNH2）有機(jī)聚合化合物具有一定的生物毒性，當(dāng)它的濃度為 500 mg/L 以上時，對于微生物的毒性較大，

19、絮凝劑的半致死濃度為 393.1 mg/L，當(dāng)它的濃度為 125 mg/L 以下時幾乎無毒性。實(shí)際應(yīng)用中 7號藥劑的添加量一般為污泥（干基）量的千分之一到百分之一，以此計(jì)算，若污泥濃度為 7g/L，則添加的絮凝劑的量為 7-70 mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于 125 mg/L，因此可以認(rèn)為含有脒基（HN=CNH2）有機(jī)聚合化合物對微生物基本上不呈現(xiàn)毒性。圖 4 藥劑濃度對生物毒性的影響Fig 4. Effects of chemicals concentration on biological toxicity3 發(fā)明的先進(jìn)性和創(chuàng)新點(diǎn)3.1技術(shù)優(yōu)勢與創(chuàng)新點(diǎn)圖 5 對比了常規(guī)工藝與本工藝在脫水工藝和成本上

20、的差別。圖 5 傳統(tǒng)工藝與新工藝對比Fig.5 The contrast of the traditional and new craft由圖 5 所示，本試劑相比于其它傳統(tǒng)工藝具有多方面的優(yōu)勢與創(chuàng)新點(diǎn)：（1） 工藝流程簡單。在工藝流程上，傳統(tǒng)工藝需經(jīng)多道工序，先將含水率 99%的污泥脫水至 80%，再深度脫水至 60%，而使用本方法只需一道工藝，直接可將污泥脫水至含水率 60%以下。（2） 本發(fā)明運(yùn)行成本低廉，約為常規(guī)工藝的一半左右。傳統(tǒng)的將污泥脫水至含水率 80%，需要的 PAM 試劑添加量約為干基的 1.5%，PAM 單價(jià)約為 2.02.5 萬元/噸， 污泥的處理成本約為 300375

21、元/噸干基污泥；再將含水率為 80%的污泥深度脫水至60%，深度脫水過程的運(yùn)行成本一般不低于 90 元-120 元/噸，折算為干基污泥為450600 元/噸。而本試劑單價(jià)約為 3.5 萬元/噸，用量為污泥干基的 1%，每噸干基污泥處理成本約為 350 元/噸，因而總運(yùn)行成本僅接近傳統(tǒng)工藝的一半。（3） 無需添加助凝劑，對環(huán)境友好。與傳統(tǒng)的石灰、鐵鹽和 PAM 污泥深度脫水技術(shù)相比，該技術(shù)只需要添加一種有機(jī)脒化合物即可實(shí)現(xiàn)污泥深度脫水，具有簡化工序、成本低廉（總運(yùn)行成本僅為傳統(tǒng)的一半左右）、無二次污染等優(yōu)勢，避免了傳統(tǒng)配方工序復(fù)雜且存在粉塵污染以及藥劑的腐蝕性等不良影響。藥劑本身的毒性低于傳統(tǒng)的

22、聚丙烯酰胺，對環(huán)境更加友好，對化利用就產(chǎn)生影響。（4）有利于污泥的后續(xù)處理和處置。在污泥的后續(xù)處置上，本方法無需像傳統(tǒng)方法一樣添加石灰干此對泥餅的后續(xù)填埋，或者化利用無影響。并且污泥含水率低，若為處置，可大大減少污泥過程中水分蒸發(fā)產(chǎn)生的熱值消耗，進(jìn)而減少煤的使用；若為填埋處置，也可大大減少污泥所占空間（相同干泥質(zhì)量的含水污泥，60%的含水率的污泥體積僅為含水率 80%的一半）。圖 6 添加 7 號藥劑壓濾出的濾餅Fig. 6 The sludge filter cake with the 7 agentia圖 7 污泥壓濾出水Fig. 7 Sluge filtration water本發(fā)明解決

23、了污泥的減量化處置、堆積污泥污染環(huán)境、破壞和浪費(fèi)土地等難題，運(yùn)用單一藥劑將污泥深度脫水，無論是從縮減工序、提高處理效率與效益，還是優(yōu)化污泥后續(xù)處置等各方面，都相對傳統(tǒng)污泥處置方法有很大提高，在污泥深度脫水領(lǐng)域具有非常光明的工業(yè)化應(yīng)用前景。4 發(fā)明具體應(yīng)用情況本發(fā)明正在申請發(fā)明專利，專利名稱為一種活性污泥深度脫水方法，專利號為201610682003.7。4.1 實(shí)施案例下面通過實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。實(shí)施例 1取浙江杭州某污水處理廠濃縮池污泥，含水率約為 96%，污泥中加入溶解后的聚乙烯脒的量為污泥干基的百分之一，在攪拌罐中攪拌 10min 后污泥形成絮體。接著將污泥排入板框壓濾機(jī)中，壓榨 9

24、0min 后，開板，壓濾出來的污泥泥餅自動下落，取不同泥餅位置中污泥測含水率，重復(fù)測得含水率為 55%58%左右。實(shí)施例 2把聚乙烯脒與水混合溶解為濃度為 0.7%質(zhì)量比的混合溶液，取杭州某水處理廠濃縮池污泥，含水率為 95.5%，在污泥中加入聚乙烯脒的量為污泥干基的千分之八，在攪拌罐中攪拌 12min 后污泥形成絮體。接著將污泥排入板框壓濾機(jī)中，壓榨 120min 后，進(jìn)料小雨 12kg，壓榨小于 15kg，開板，壓濾出來的污泥泥餅自動下落，取不同泥餅位置中污泥測含水率，重復(fù)測得含水率為 58%左右。4.2 技術(shù)生產(chǎn)性中試錢江污水處理廠是杭州蕭山區(qū)兩大污水處理廠之一，主要處理來自城區(qū)、南片鎮(zhèn)

25、街及濱江區(qū)的污水，且以生活污水為主。隨著城區(qū)截污納管率的進(jìn)一步提升，以及南片截污納管工程逐步通水后，進(jìn)入錢江污水處理廠的污水不斷增加，現(xiàn)有容量捉襟見肘，擴(kuò)容顯得尤為迫切。同時，環(huán)保部門對污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)也提出了更高的要求。錢江污水處理廠日處理量為 34 萬噸，以生活污水為主（占比 80%），工業(yè)污水較少（占比20%）。圖 8 為蕭山錢江污水處理廠的污泥壓濾中試系統(tǒng)，圖 9 為壓濾出水，也達(dá)到了國家規(guī)定的壓濾水標(biāo)準(zhǔn)。目前試劑已在蕭山錢江污水處理廠生產(chǎn)性板框中試上完成中試階段，無論是從縮減工序、提高處理效率與效益，還是優(yōu)化污泥后續(xù)處置等各方面，都取得了非常好的成果。圖 8 污泥壓濾中試系統(tǒng)Fi

26、g. 8 Pilot Test of Sludge Filtration System圖 9 壓濾機(jī)出水情況Fig. 9 Exhausting Water from Filter Press4.3 后續(xù)工作從中試完成到實(shí)際工業(yè)化運(yùn)營的推廣也有了較為清晰的路徑：一是與污水處理廠合作，由本項(xiàng)目組提供試劑配方和配置技術(shù)，增強(qiáng)污水處理廠的自身污泥處理實(shí)力，尤其是與一些已有較大規(guī)模環(huán)?；?、有業(yè)務(wù)拓展需求的污水處理公廠合作，增強(qiáng)其在范圍承接污泥處置項(xiàng)目的能力；二是與環(huán)保公司合作，由環(huán)保公司來執(zhí)行具體的設(shè)計(jì)、制造，形成成套的污泥處理設(shè)備提供給污水廠（生活污水與工業(yè)污水處理廠皆適用），以 PPP（Publi

27、c-Private Partnership和合作）的資金模式、BOT（build-operate-transfer，建設(shè)-經(jīng)營-轉(zhuǎn)讓）或 BT（build- transfer，建設(shè)-轉(zhuǎn)讓）的運(yùn)營模式來落實(shí)。無論是從縮減工序、提高處理效率與效益，還是優(yōu)化污泥后續(xù)處置等各方面，本方法相對于傳統(tǒng)工藝都有明顯優(yōu)勢，預(yù)計(jì)市場接受度和需求較高，未來商品化和工業(yè)化前景可期。目前洽談增加建設(shè)一個示范線，目前已與江蘇綠威環(huán)?？萍忌虾Ｋ蓶|項(xiàng)目取得初步合作意向，對方肯定了我們的中試效果，認(rèn)為我們的試劑相比于該廠原有工藝有較大優(yōu)勢。5推廣前景及市場效益5.1 推廣前景（1）本藥劑因其脫水效率高、用量少、不需要助凝劑、

28、生物毒性技術(shù)優(yōu)勢將會脫穎而出。本藥劑能夠在 10 分鐘之內(nèi)將污泥快速形成較大的顆粒，再進(jìn)入板框壓濾機(jī)中即可得到含水率較低的泥餅，大大節(jié)省了污泥處理的時間，提高了效率；本藥劑克服了現(xiàn)在所用的絮凝劑對后續(xù)處理有影響，壓濾的泥餅含水率達(dá)不到要求等等的問題，在污泥深度脫水方面具有非常光明的應(yīng)用前景；本藥劑的用量相對較少，所以可以達(dá)到相同成本處理效果更好或者處理效果相同成本更低，是傳統(tǒng)工藝的一半，故而具有顯著的效益。（2）污泥無害化處理目標(biāo)再度提升，“十三五”推行污泥無害化決心強(qiáng)大。十三五要求到 2020 年，城市、縣城、建制縣污泥無害化處理率分別達(dá)到 90%、70%、50%，較“十二五”目標(biāo)分別提升

29、20%、40%、20%，污泥治理市場空間空前廣闊，后續(xù)潛力大。（3）頂層設(shè)計(jì)搭建完畢，政策完善及模式創(chuàng)新護(hù)航污泥行業(yè)空間打開。國家發(fā)改委于 2016 年 11 月 17 日發(fā)布了“十三五”城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)，要求進(jìn)一步完善城鎮(zhèn)污水處理政策，適當(dāng)提高城鎮(zhèn)污水處理標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)要補(bǔ)償污水處理和污泥無害化處置的成本并合理。要求完善城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)投融資體制，積極鼓勵跨地區(qū)、跨部門的合作，推進(jìn)和合作（PPP）模式在城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。隨著政策完善，孕育已久的污泥行業(yè)將快速發(fā)展。5.2 市場分析和效益本發(fā)明運(yùn)行成本低廉，約為常規(guī)工藝的一半左右。傳統(tǒng)的將污泥脫水至含水率 80%， 需要的

30、PAM 試劑添加量約為干基的 1.5%，PAM 單價(jià)約為 2.02.5 萬元/噸，污泥的處理成本約為 300375 元/噸干基污泥；再將含水率為 80%的污泥深度脫水至 60%，深度脫水過程的運(yùn)行成本一般不低于 90 元-120 元/噸，折算為干基污泥為 450600 元/噸。而本試劑單價(jià)約為 3.5 萬元/噸，用量為污泥干基的 1%，每噸干基污泥處理成本約為 350 元/噸，因而總運(yùn)行成本僅接近傳統(tǒng)工藝的一半。十三五新增污泥無害化處理處置設(shè)施規(guī)模目標(biāo)為 10.93 萬噸/日，處理能力提升 136.58%，為“十二五”計(jì)劃新增 1.42 萬噸/日水平的 4.4 倍，按每年 6000 萬噸，藥劑

31、處理的量是總量的 10%計(jì)算，預(yù)計(jì)至 2020 年，按照本發(fā)明市場空間為 73.5 億元，可整體節(jié)省效益 36.8 億元。因而類似這種含有脒基的陽離子高化學(xué)藥劑的市場需求很大，而本發(fā)明中的這種藥劑因其用量少、單一作用無需添加助凝劑、生物毒性優(yōu)勢而有非常大的市場潛力，推廣后可產(chǎn)生顯著的社會效益和效益。參考文獻(xiàn)1 Y.Q.Zhao. Enhancement of alum sludge dewatering capacity by using gpysum as skeleton BuilderJ.Colloids and Surfaces A:Physicochem Eng. 2002,211:

32、205-212.2C.H.Lee,J.C.Liu. Enhanced sludge dewatering by dual polyelectrolytes conditioningJ. Wat.Res.2000,34(18): 4430-4436.3馬俊偉,劉杰偉,曹芮,等. Fenton 試劑與 CPAM調(diào)理對污泥脫水效果的影響研究. 環(huán)境科學(xué),2013,34(9):3538-3543.4張育新,康勇.絮凝模型及其試驗(yàn)研究J. 大連大學(xué)學(xué)報(bào),2002,23(6):1-5.5王德英,李長久,等. 聚硅酸硫酸鋁處理低溫低濁水的研究J. 工業(yè)水處理 1996, 16(5):10-22.6 Yana W L, Wanga Y L,Chen Y J. Effect of conditioning by PAM polymers with different charges on thestructural and characteristic evolutions of water treatment residualsJ. Water Resea