畢 楊 王駿林 王子琦

（中建水務(wù)環(huán)保有限公司，北京 100070）

0 引言

城市河道是城市自然資源的重要組成部分，具有防洪排澇、農(nóng)田灌溉、河道運(yùn)輸、氣候調(diào)節(jié)和景觀休閑等重要功能。 但隨著工業(yè)化和城市化的進(jìn)程，河道生態(tài)遭到破壞，大量淤泥堆積造成水環(huán)境污染。 進(jìn)行河道淤泥清理，對于恢復(fù)河道功能，改善城市居民生活環(huán)境具有重要意義。 河道中清理出的淤泥具有量大、含水量高、有惡臭的特點(diǎn)，淤泥必須經(jīng)過脫水干化處理才能運(yùn)輸和處置。

常見的淤泥脫水設(shè)備有帶式壓濾機(jī)、 板框式壓濾機(jī)等。 淤泥脫水設(shè)備中帶式壓濾機(jī)具有能耗少、能持續(xù)運(yùn)作、管理簡單的特點(diǎn)，目前應(yīng)用較為普遍。 帶式壓濾機(jī)的脫水效果受到絮凝劑添加、 濾帶性質(zhì)等的影響。

本文結(jié)合工程實(shí)踐，從絮凝劑的選擇和用量對帶式壓濾機(jī)的脫水效果進(jìn)行了研究， 以期達(dá)到更好的脫水效果， 為各工程河道清淤脫水工序提供參考。

1 帶式壓濾機(jī)工作原理

帶式壓濾機(jī)的工作原理， 設(shè)備設(shè)置水區(qū)重力脫水裝置、預(yù)壓區(qū)、低壓區(qū)和高壓區(qū)的三級壓力脫水系統(tǒng)。 水區(qū)重力脫水裝置，有較長的重力脫水區(qū)域，使自由水與污泥充分分離。 然后污泥進(jìn)入，預(yù)壓區(qū)、低壓區(qū)和高壓區(qū)的三級壓力脫水系統(tǒng)， 使污泥逐漸加壓脫水。

設(shè)備設(shè)置濾帶漲緊系統(tǒng)， 采用氣動漲緊裝置， 糾偏裝置是由高靈敏氣動檢測開關(guān)即時(shí)感應(yīng)， 并隨時(shí)將偏離誤差信號傳給PLC 控制系統(tǒng)，自動調(diào)整。

圖1 帶式污泥脫水機(jī)脫水工藝圖

2 P AM 聚丙烯酰胺的絮凝原理

帶式壓濾機(jī)進(jìn)行污泥脫水，需添加絮凝劑來輔助泥水分離， 絮凝效果的好壞會直接影響整體脫水效果。絮凝劑種類繁多，例如聚丙烯酰胺（PAM）、聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)。 其中PAM 聚丙烯酰胺在污泥脫水中應(yīng)用最為廣泛。

PAM 絮凝作用的產(chǎn)生是通過，使泥水中的膠體和懸浮物在電中和及架橋吸附作用下相互吸附黏合，從而形成大體積的易分離的絮凝物。

圖2 PAM 絮凝架橋模型

由于不同類型的污泥含水率、雜質(zhì)、理化性質(zhì)均存在較大區(qū)別，對于絮凝劑添加濃度的要求也會存在較大的差異。 研究表明，0.3%～0.4%的PAM 為污水處理廠污泥脫水添加絮凝劑的適宜濃度，但河道清淤脫水的絮凝劑適宜濃度仍缺乏指導(dǎo)。本文探究了河道清淤脫水中PAM 絮凝劑的適宜濃度， 以期為清淤工程提供指導(dǎo)。

3 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析

污泥在脫水前必須先經(jīng)過絮凝過程, 絮凝效果的好壞對脫水效果有很大的影響。 對于不同類型的污泥必須經(jīng)過試驗(yàn)合理地選擇絮凝劑及確定絮凝劑的最佳用量,以獲得最好的絮凝效果。 為此必須通過試驗(yàn)來確定污泥絮凝劑使用的最佳條件。

本次試驗(yàn)針對江陰黑臭水體整治工程河道，淤泥來自江陰市運(yùn)糧河。 本次試驗(yàn)過程，在污泥漿液中投入不同濃度的PAM，通過帶式壓濾機(jī)后，測定末端固化后的泥餅含水量。影響絮凝效果的主要有以下6 個(gè)因素，分別是絮凝時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、攪拌時(shí)間、溫度、調(diào)理劑投入量、投入方式。

本次試驗(yàn)采用投入方式為濕投， 在本工程實(shí)踐過程中，發(fā)現(xiàn)濕投較干投入效果更佳。試驗(yàn)過程中均采用濕投。試驗(yàn)過程中，嚴(yán)格控制了絮凝時(shí)間、攪拌強(qiáng)度、攪拌實(shí)踐、溫度等因素。 避免以上因素對試驗(yàn)的影響。

凝時(shí)間是影響絮凝效果的一個(gè)重要因素。由于布朗運(yùn)動的作用，顆粒的絮凝沉淀需要很長時(shí)間。

絮凝發(fā)生必須具有攪拌過程。攪拌不充分時(shí)，不利于調(diào)理劑的分散和絮團(tuán)的形成，要為微絮粒的接觸碰撞提供必要的紊流條件和絮體成長所需的足夠時(shí)間。

水溫低，水的黏度大，布朗運(yùn)動不活躍，無機(jī)組分的陽離子擴(kuò)散作用不明顯， 而且膠粒運(yùn)動阻力大，顆粒不易下沉，形成礬花細(xì)小、松散，絮凝效果差。

投劑方式有干投和濕投兩種，投入方式對作用效果的最大化存在影響，加藥量以及加藥濃度與水中分散質(zhì)有密切的關(guān)系。

本次試驗(yàn)采用的濃度系數(shù)分別為0.8 g/L，1.0 g/L，1.2 g/L，1.4 g/L，1.6 g/L。

實(shí)踐結(jié)果如表1 和圖3 所示。

表1 實(shí)踐結(jié)果

圖3 添加不同濃度PAM 后的泥餅含水率

通過以上試驗(yàn)可以看出， 投入絮凝劑含量對污泥固化存在影響。 隨著投入量的增加，可以降低泥餅的含水率，提高固化效率。 但并不是投入越多的絮凝劑就能持續(xù)提升固化效率，以本工程為例，當(dāng)濃度達(dá)到1.2 g/L，隨著絮凝劑濃度提高，污泥固化效率出現(xiàn)下降。 同時(shí)，不難發(fā)現(xiàn)隨著濃度的增加，濃度對絮凝抑制的影響基本穩(wěn)定。 隨著濃度增加，固化效率基本穩(wěn)定。

4 結(jié)論及建議

綜合以上試驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論。

（1）針對不同的河道清淤固化工程，在實(shí)施前應(yīng)根據(jù)不同的淤泥狀況選擇適合的絮凝劑及絮凝劑投入濃度和方式。

（2）合理的絮凝劑濃度不但可以提高污泥固化效率，同時(shí)可以降低絮凝劑的使用量，提升污泥固化經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。針對本工程案例，當(dāng)PAM 投入濃度達(dá)到1.2g/L 時(shí)，效果最佳。

（3）影響泥漿絮凝的因素很好，在工程實(shí)踐中，為探索更加高效的工藝參數(shù)，需將每個(gè)影響參數(shù)均做合理考慮。