污水厂的污泥处理第二篇：污泥处理的化学药剂
通过前面两篇公众号的讨论，我们对污水厂的污泥的形成和脱水的必要性有了一定得了解，今天我们接上上两篇的内容继续深入的了解污水厂的污泥脱水的原理和设备。污水厂的污泥中含有多种形式的水分，而为了便于运输这部分污泥，需要把这部分多余的水分从污泥中脱出去，如何把这部分水分从污泥中脱出去，就是我们今天要进行重点讨论的内容了。
从污泥中水分的分布情况来看，污水厂污泥中的自由游离水是可以通过静止沉淀，实现泥水分离的，这个也是污泥浓缩的作用，通过污泥浓缩池的静止沉淀过程，把污泥颗粒之间的自由的游离水挤压出污泥颗粒之间，这样的实现了污泥的脱水过程的第一步。但是由于污泥颗粒间的游离水存在并不占污泥中水分的主导，因此通过浓缩作用，只能有限的降低污泥中的水分。而且从浓缩池的运行情况来看，污泥浓缩只能降低污泥中的含水率3~4%左右，由于污泥浓缩后，污泥含水率降低，污泥的粘稠度增加，如果没有每天及时排泥，就会造成粘稠的污泥在管路内沉积，使污泥管路经常堵塞，同时由于污泥浓缩过程较长，污泥浓缩池表面会出现老化的浮泥层，同时也造成生物污泥中的磷的释放，从污泥浓缩池上溢流到污水厂污水系统内，造成磷的循环污染。基于上述的原因，污泥浓缩池在新建的污水厂已经越来越少的采用，而大部分设计采用的是污泥储池，把污泥浓缩过程利用机械设备的作用来实现。
污泥浓缩的作用只能去除污泥颗粒间的游离水，浓缩作用对污泥中的水分的去除作用并不明显，污泥含水率从99%下降到95~96%，这对于污水厂来说，这个含水率下的污泥仍然是以流体形式存在，距离污泥外运的固体形式的80%的含水率还有很大的差距，因此需要再进行深入的脱水。污泥中的水分除去游离水以外，还有就是毛细水，空隙水，还有污泥本身携带的电荷之间排斥作用，导致污泥无法聚集到一起，针对这些情况，污泥处理采用了添加化学药剂对污泥进行化学作用后，进行污泥脱水。
那么什么样的化学药剂可以作用到污泥中这些因素，并能够实现污泥中水分的去除呢？我们来了解一种化学药剂，学名为聚丙烯酰胺，化学名称的缩写为PAM。PAM作为一种聚合药剂，在水处理中的应用广泛，主要是对泥水混合物进行有效的固液分离，从而实现污泥脱水的化学凝聚作用。对于PAM的制作和特性，在很多文献中都有，不作为今天主要讨论的内容。今天就是来看PAM是怎样实现对泥水混合物的固液分离的，我们来看看这一张图。
从上图可以看到，生活污水处理厂的污泥中的污泥颗粒带有负电荷（工业废水中污泥颗粒会携带正电荷），在水中发生同性相斥作用，导致污泥无法凝聚到一起，在投入阳离子的PAM药剂以后，PAM药剂带有与污泥颗粒携带的电荷相反的电荷，通过这些电荷的异性相吸作用，把污泥颗粒吸附凝集到一起，把成悬浮状态的污泥颗粒变成更大体积的污泥颗粒，这些依靠化学作用凝聚到一起的污泥颗粒由于比重远远大于水，所以很容易在水中沉淀下来。
PAM的作用不仅仅只是电荷的相吸凝集作用，还有高分子长链的链接作用，由于PAM是丙烯酰胺的聚合物，多个丙烯酰胺通过化学键链接在一起，形成高分子的有机物，它的分子量能达到100~2000万以上，越大的分子量表明越长链的化学物质。虽然越大的分子量会起到更好的交联作用，但是越大的分子量会造成PAM的溶解困难，导致PAM配置难度加大，因此在实际中并不一定要采用分子量特别大的PAM，选择合适的药品就可以了。这些长链在泥水混合物中，一方面有长链对污泥颗粒的链接作用，一方面这些长链还会形成网络，对污泥颗粒形成网捕作用，这两种作用对污泥颗粒起到了极好的凝聚作用，实现了污泥中的水分的有效减少。
在有些对污泥脱水后要求更低的污泥含水率的地方，不仅仅需要投加PAM，还要投加其它的化学药剂，比如化学盐类，如铁盐或者铝盐，或者石灰等，这些无机的化学药剂对污泥进一步的改性，比如对污泥中更为细小的悬浮颗粒进行化学网状捕捉（铁盐和铝盐的作用），对通过强化学反应夺取污泥中的毛细水和空隙水（石灰的作用）等等。这些化学药剂的投加，进一步的提高了PAM在污泥脱水中的化学凝聚作用的发挥，可以让污泥颗粒之间结合的更为紧密，释放出更多污泥中的水分。随着国家对污水厂污泥处置的含水率的进一步要求，外运泥饼的含水率要求达到60%，越来越多的污水厂在升级改造中，增加了污泥的无机化学药剂调理流程，以达到更低的含水率。
污水处理厂的在污泥脱水中添加化学药剂PAM，PAM通过这几种的化学作用，对污泥进行了化学作用下的凝聚，是不是就可以达到我们所需要的很低的含水率的污泥固体，从而方便污水厂的污泥外运了呢？我们可以看到，即使投加了化学药剂，其实对于污泥来说只是比污泥浓缩实现了更好的泥水分离作用，但是怎么把实现了良好的泥水分离后的污泥从水中脱出，就是污水厂的污泥处理车间需要进行的一项重要工作了。
污水厂的现有的主流的化学泥水分离工艺采用都是机械分离技术，机械分离的目的是为了使泥水混合物中的污泥以更低的含水率脱出来，所以也称为污泥脱水，污泥脱水根据采用的机械原理不同，分为了带式压滤脱水，板框压滤脱水，离心螺旋脱水，叠螺挤滤脱水这四大主流的产品。这些产品在污水厂都有采用，细化一个污水厂来说，会采用某一种或者两种的脱水机来完成污泥脱水。那么这些污泥脱水技术的不同在哪里，对于一个污水厂来说，怎么选型才能更适合自己厂内的工作实际呢？我们下一篇会对这几种污泥脱水机械的特性进行比较和分析，希望能为各个污水厂的污泥脱水运行带来一定的帮助，欢迎大家持续关注，并参与讨论。