上海市竹园第二污水处理厂（简称“竹园二厂”）为上海城市环境项目PAL污水治理三期工程子项目的一部分，设计处理规模为50×104m³/d，主体工艺采用改良型AO法组合工艺，无初沉池，产生的污泥为二级污水处理厂的剩余污泥。竹园二厂污泥处理系统的主要构筑物为污泥调蓄池，主要设备为污泥浓缩机和板框脱水机及其配套系统，脱水药剂为PAM，剩余污泥经机械浓缩脱水后送至厂外进行卫生填埋。设计泥饼含水率为65%，而实际泥饼含水率为78%左右，未达到预期的效果。为此，竹园二厂通过实验室和现场试验对剩余污泥的脱水性能进行了测试与分析，以期为其他类似污水处理厂的污泥脱水问题提供参考。
1 实验室的测试结果与分析
与国外相关数据相比，在一定的污泥浓度和pH下，竹园二厂的污泥粘度，浓缩前的比荷兰某污水处理厂的高了3.4～9.7倍，而浓缩后的差距更大；竹园二厂污泥的CST比英国、比利时、波兰等 污水处理厂的污泥高了14～47倍，但Zeta电位与澳大利亚某污水处理厂污泥的接近；另外，竹园二厂污泥的比阻基本上在1012～1013cm/g数量级。由此可知，竹园二厂污泥的脱水性能较差。
2 现场的测试结果与分析
为了使泥饼含水率低于65%，竹园二厂自2008年3月开始从运行工艺、加药方式、药剂选择、设备参数设定等方面对设备进行调整和试验，并邀请设备方的工程师到现场一起进行上述工作，但效果不明显，污泥脱水后的平均含水率为78%左右。
后来竹园二厂到浙江嘉兴污水处理厂进行考察和学习，该厂也是采用同一厂家的板框压滤机，用氧化钙/三氯化铁作调理剂，污泥是初沉污泥与二沉污泥的混合污泥，多年来的运行效果显示，其脱水泥饼的含水率都在65%以下。据此，竹园二厂制定了3种试验方案，脱水药剂分别采用氧化钙、氧化钙/碱式氯化铝、氧化钙/三氯化铁。采用氧化钙药剂的试验结果表明，污泥脱水后含水率的降低效果不明显，泥饼含水率仍保持在74%～78%，且泥饼粘度太大，无法自动卸泥；采用氧化钙/碱式氯化铝药剂的试验结果表明，污泥脱水后含水率明显降低，泥饼含水率可降至69%～74%，但是投加的聚合氯化铝粘度较大，导致板框脱水机进泥量大幅降低，只有正常进泥量的一半左右，且泥饼粘度大大增加，人工铲泥都较为困难，更谈不上自动卸泥；采用氧化钙/三氯化铁药剂的试验方案相对好些，污泥脱水后含水率有所降低，泥饼含水率可降至65%～70%，基本满足设计含水率的要求，进泥量也基本正常。但泥饼的粘度还是较大，板框脱水机仍无法自动卸泥。
之后，设备方对污泥进行了详细的检测，认为可能由于污泥的特性致使污泥脱水能力有限，污泥脱水系统想达到预期目标是不太可能的。通过竹园二厂近一年时间的运行和几十次的试验，设备本体运行基本正常，可以得出以下结论：使用PAM作为脱水药剂，脱水后的污泥含水率在78%左右，要达到65%基本是不可能的，在国内也几乎没有成功案例；而采用石灰/铁盐或石灰/铝盐作为脱水药剂时，脱水后的污泥含水率可降至65%～78%，但由于采取这种方案需要对现有工艺设备进行大规模的技术改造，这在目前是不可实现的，而且所带来的后果是影响整个工艺设备的处理量，无法完成每天的产量及保证污水厂的正常运行，并且造成污泥增量化。
3 原因分析
竹园二厂采用板框压滤机对污泥进行脱水，脱水效果达不到预期效果，除了污泥脱水性能较差外，还可能存在如下原因：
（1）PAM的用量。竹园二厂在前期浓缩中，PAM的用量是干污泥量的0.3%，但在后续的脱水中，其用量也高达0.3%，这样的用量是比较少见的；PAM过量使用，会使污泥颗粒被PAM分子包裹其中，进而造成污泥的含水率升高、含固率降低。
（2）药剂的使用方式。投加PAM进行污泥浓缩后，再投加PAM扰动调理进行污泥脱水，这样的操作方式可能会使前期与PAM结合的污泥絮体破碎，从而降低脱水效果；即使浓缩后的污泥絮体未破碎，那么二次调理中加入的PAM，一部分将对已经形成絮体的污泥进行二次包裹，另一部分进入上清液，这样不仅会阻碍污泥絮体间的水份脱除，而且会增加污泥压滤过程中的液相、固相粘度，降低脱水效果。因此，浓缩后污泥的调理方法还有待进一步探索。
（3）调理剂的类型。从文献及现场试验结果来看，当采用石灰、氯化铁等作为调理剂或多种调理剂配合使用时，污泥的脱水效果可得到较大的改善，泥饼含水率会有较大程度的降低；要改善竹园二厂的污泥压滤脱水效果，在调理剂使用类型及配合使用方式等方面还有待改进，但需对整个污泥处理系统进行大规模的改造，目前这种工作不太实际。
（4）浓缩后的污泥性状。污泥在调理、脱水时，并非污泥浓度越高越有利于脱水，当污泥浓度＞3%时，会引起污泥脱水效果的下降。
（5）机械运行方式。在板框压滤过程中，使用的压力、污泥停留时间、滤布清洗程度及其与污泥分离程度等，均可能会影响污泥脱水效果，因此机械运行方式也值得分析。
4 结论
竹园二厂通过实验室和现场测试污泥的脱水效果，表明在目前条件下使泥饼含水率降至65%是不可实现的。同时根据目前上海市污泥处置的规划，将在竹园二厂和竹园一厂以东建设污泥焚烧厂，该污泥焚烧厂已确定进泥含水率为75%～80%。因此，从竹园二厂目前的运行状况及今后污泥的出路考虑，其泥饼含水率设定为75%左右较合理。
