随着我国经济的快速发展和城市化进程的不断加快，我国的污水处理行业迎来高速发展时期。污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥的主要特性是含水率高（可高达99%以上），有机物含量高，并含有大量病原体及微生物等有害生物，容易腐化发臭，颗粒较细，比重较小，呈胶状液态，很难通过沉降进行固液分离。若污泥不加稳定处理而任意排放，会给环境造成严重的二次污染。如何合理处置大量污泥，已成为污水行业面临着的巨大挑战。
通常把污水厂污泥的稳定和脱水（一般脱水至含水率达70%-80%）称作污泥的处理：将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及利用，称为污泥的处置。污泥处理和处置目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化，而污泥减量化将是污泥后续处理的关键及污泥处置的重点。污泥脱水的主要目的是减少污泥中大量的水分，缩小其体积，减轻其重量，以利于污泥的运输和进一步处理。对绝大多数污泥而言直接进行有效脱水是难以实现的，必须采取一定的调理措施来改变污泥粒子表面的物化性质和组分，破坏污泥的胶体结构，减小与水的亲和力，从而改善其脱水性能，而化学调理是其中常用的手段。化学调理法因其操作简便、价格低廉、效果显著已成为常用污泥调理方法之一。常用的化学调节剂有无机混凝剂、有机高分子混凝剂和生物混凝剂。
本文主要选用混凝剂为三氯化铁（FC）、聚合氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）及聚合氯化铝（PAC）对生活污泥进行化学调理，研究不同混凝剂及其投加量对生活污泥脱水性能的影响，通过测定污泥比阻、污泥含水率、滤液pH、滤液色度及浊度，比较分析各混凝剂在污泥脱水应用的优缺点。
1 实验材料与方法
1.1 原料与药剂
生活污泥：惠州市污水处理厂的浓缩后的污泥，含水率：90.86%，有机质含量：35.61%，pH：7.14，比阻：12.74×1012m/kg。
混凝剂：三氯化铁（FC）、聚合氯化铁（PFC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝（PAC），基本指标如下：
| 混凝剂 | Fe/% | Fe2+/% | Al2O3/% | 游离酸/% | 盐基度/% | 水不溶物/% | 密度/g/ml |
FC | 13.74 | 0.03 | - | 0.46 | - | 0.02 | 1.446 |
PFC | 11.57 | 0.01 | - | - | 17.48 | 0.05 | 1.348 |
PFS | 11.74 | 0.01 | - | - | 12.56 | 0.09 | 1.482 |
PAC | - | - | 11.77 | - | 78.69 | 0.08 | 1.251 |
1.2 试验方法
1.2.1 污泥脱水实验
污泥比阻是表示污泥过滤特性的综合性指标，它的物理意义为单位质量的污泥在一定压力下过滤时在单位过滤面积上的阻力。
1.2.2 静态压滤实验
取100mL污泥，加入一定量混凝剂，搅拌均匀后，倒入压滤试验装置筒体中，手动控制活塞施加定额压力对筒体进行压滤。控制筒体压力为1.0MPa，保持压滤时间为10min，待压滤结束后，测定压滤后污泥中含水率、滤液色度及浊度。
2 实验结果
2.1 不同混凝剂及其投加量对污泥比阻的影响
取100mL污泥，按干污泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分别加入混凝剂，进行污泥脱水实验，测定污泥比阻，确定混凝剂的投加量对污泥脱水性能的影响。从测定结果可知，随着混凝剂投加量增大，污泥比阻降低，污泥脱水性能逐渐变好。当混凝剂投加量为干污泥的27%，其污泥脱水性能好；当其投加量小于27%时，污泥比阻降低幅度较快，投加量大于27%时，污泥比阻的变化幅度较小。从污泥比阻值考虑，四种无机混凝剂对污泥的调理效果顺序为：FC＞PFC＞PAC＞PFS。
2.2 不同混凝剂及其投加量对滤液pH的影响
取100mL污泥，按干泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分别加入混凝剂，进行污泥脱水实验，测定滤液pH。从测定结果可知，采用各混凝剂调理污泥，随着混凝剂投加量增大，滤液pH逐渐降低。在投加量相同的条件下，FeCl3对滤液pH影响大，使滤液pH下降快，PFC与PFS对滤液pH影响相当，PAC对滤液pH影响小。
2.3 不同混凝剂及其投加量对污泥含水率的影响
取100mL污泥，按干泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分别加入混凝剂，进行静态压滤实验，测定污泥中含水率。从测定结果可知，在静态压滤实验中，压滤后污泥含水率与混凝剂投加量呈反比关系，随着混凝剂加入量增大，污泥中含水率越低。通过混凝剂投加量对污泥含水率的影响，可得这四种混凝剂污泥脱水效果依次为FC＞PFC＞PAC＞PFS。
2.4 不同混凝剂及其投加量对滤液色度及浊度的影响
取100mL污泥，按干泥量15%，18%，21%，24%，27%，30%梯度分别加入混凝剂，进行静态压滤实验，测定滤液色度与浊度。从测定结果可知，滤液色度随各混凝剂投加量增加呈先减少后增大趋势。在混凝剂投加量27%时，滤液色度去除效果好，铝盐对滤液色度去除效果优于铁盐。按照混凝剂对滤液色度去除效果排序为：PAC＞FC＞PFS＞PFC。
各种混凝剂随投加量增加，对滤液浊度去除率也会相应增加，并且使用不同混凝剂对滤液的除浊效果是有差异的，铁盐对滤液浊度去除效果比铝盐较优，其中FeCl3对滤液浊度去除率高，在投加量27%时，除浊效果好，PFC、PFS除浊效果较好，PAC浊度去除效果相对较低。
3 结论
本文采用不同混凝剂对污泥进行调理，随着混凝剂投加量的增大，污泥比阻、污泥含水率、滤液pH、滤液色度及浊度均呈下降趋势，当混凝剂投药量为干污泥27%时，污泥脱水效果好。从降低污泥比阻及污泥含水率方面考虑，混凝剂对污泥的调理效果顺序为：FC＞PFC＞PAC＞PFS；混凝剂对滤液pH维稳效果排序为PAC＞PFS＞PFC＞FC；混凝剂对滤液色度去除效果排序为；PAC＞FC＞PFS＞PFC；混凝剂对滤液浊度去除效果排序为：FC＞PFC＞PFS＞PAC。
