上海市竹園第二污水處理廠（簡稱“竹園二廠”）為上海城市環境項目PAL污水治理三期工程子項目的一部分，設計處理規模為50×10⁴m3/d，主體工藝采用改良型AO法組合工藝，無初沉池，產生的污泥為二級污水處理廠的剩余污泥。竹園二廠污泥處理系統的主要構筑物為污泥調蓄池，主要設備為污泥濃縮機和板框脫水機及其配套系統，脫水藥劑為PAM，剩余污泥經機械濃縮脫水后送至廠外進行衛生填埋。設計泥餅含水率為65%，而實際泥餅含水率為78%左右，未達到預期的效果。為此，竹園二廠通過實驗室和現場試驗對剩余污泥的脫水性能進行了測試與分析，以期為其他類似污水處理廠的污泥脫水問題提供參考。

1 實驗室的測試結果與分析

與國外相關數據相比，在一定的污泥濃度和pH下，竹園二廠的污泥粘度，濃縮前的比荷蘭某污水處理廠的高了3.4～9.7倍，而濃縮后的差距更大；竹園二廠污泥的CST比英國、比利時、波蘭等 污水處理廠的污泥高了14～47倍，但Zeta電位與澳大利亞某污水處理廠污泥的接近；另外，竹園二廠污泥的比阻基本上在10¹²～10¹³cm/g數量級。由此可知，竹園二廠污泥的脫水性能較差。

2 現場的測試結果與分析

為了使泥餅含水率低于65%，竹園二廠自2008年3月開始從運行工藝、加藥方式、藥劑選擇、設備參數設定等方面對設備進行調整和試驗，并邀請設備方的工程師到現場一起進行上述工作，但效果不明顯，污泥脫水后的平均含水率為78%左右。

后來竹園二廠到浙江嘉興污水處理廠進行考察和學習，該廠也是采用同一廠家的板框壓濾機，用氧化鈣/三氯化鐵作調理劑，污泥是初沉污泥與二沉污泥的混合污泥，多年來的運行效果顯示，其脫水泥餅的含水率都在65%以下。據此，竹園二廠制定了3種試驗方案，脫水藥劑分別采用氧化鈣、氧化鈣/堿式氯化鋁、氧化鈣/三氯化鐵。采用氧化鈣藥劑的試驗結果表明，污泥脫水后含水率的降低效果不明顯，泥餅含水率仍保持在74%～78%，且泥餅粘度太大，無法自動卸泥；采用氧化鈣/堿式氯化鋁藥劑的試驗結果表明，污泥脫水后含水率明顯降低，泥餅含水率可降至69%～74%，但是投加的聚合氯化鋁粘度較大，導致板框脫水機進泥量大幅降低，只有正常進泥量的一半左右，且泥餅粘度大大增加，人工鏟泥都較為困難，更談不上自動卸泥；采用氧化鈣/三氯化鐵藥劑的試驗方案相對好些，污泥脫水后含水率有所降低，泥餅含水率可降至65%～70%，基本滿足設計含水率的要求，進泥量也基本正常。但泥餅的粘度還是較大，板框脫水機仍無法自動卸泥。

之后，設備方對污泥進行了詳細的檢測，認為可能由于污泥的特性致使污泥脫水能力有限，污泥脫水系統想達到預期目標是不太可能的。通過竹園二廠近一年時間的運行和幾十次的試驗，設備本體運行基本正常，可以得出以下結論：使用PAM作為脫水藥劑，脫水后的污泥含水率在78%左右，要達到65%基本是不可能的，在國內也幾乎沒有成功案例；而采用石灰/鐵鹽或石灰/鋁鹽作為脫水藥劑時，脫水后的污泥含水率可降至65%～78%，但由于采取這種方案需要對現有工藝設備進行大規模的技術改造，這在目前是不可實現的，而且所帶來的后果是影響整個工藝設備的處理量，無法完成每天的產量及保證污水廠的正常運行，并且造成污泥增量化。

3 原因分析

竹園二廠采用板框壓濾機對污泥進行脫水，脫水效果達不到預期效果，除了污泥脫水性能較差外，還可能存在如下原因：

（1）PAM的用量。竹園二廠在前期濃縮中，PAM的用量是干污泥量的0.3%，但在后續的脫水中，其用量也高達0.3%，這樣的用量是比較少見的；PAM過量使用，會使污泥顆粒被PAM分子包裹其中，進而造成污泥的含水率升高、含固率降低。

（2）藥劑的使用方式。投加PAM進行污泥濃縮后，再投加PAM擾動調理進行污泥脫水，這樣的操作方式可能會使前期與PAM結合的污泥絮體破碎，從而降低脫水效果；即使濃縮后的污泥絮體未破碎，那么二次調理中加入的PAM，一部分將對已經形成絮體的污泥進行二次包裹，另一部分進入上清液，這樣不僅會阻礙污泥絮體間的水份脫除，而且會增加污泥壓濾過程中的液相、固相粘度，降低脫水效果。因此，濃縮后污泥的調理方法還有待進一步探索。

（3）調理劑的類型。從文獻及現場試驗結果來看，當采用石灰、氯化鐵等作為調理劑或多種調理劑配合使用時，污泥的脫水效果可得到較大的改善，泥餅含水率會有較大程度的降低；要改善竹園二廠的污泥壓濾脫水效果，在調理劑使用類型及配合使用方式等方面還有待改進，但需對整個污泥處理系統進行大規模的改造，目前這種工作不太實際。

（4）濃縮后的污泥性狀。污泥在調理、脫水時，并非污泥濃度越高越有利于脫水，當污泥濃度＞3%時，會引起污泥脫水效果的下降。

（5）機械運行方式。在板框壓濾過程中，使用的壓力、污泥停留時間、濾布清洗程度及其與污泥分離程度等，均可能會影響污泥脫水效果，因此機械運行方式也值得分析。

4 結論

竹園二廠通過實驗室和現場測試污泥的脫水效果，表明在目前條件下使泥餅含水率降至65%是不可實現的。同時根據目前上海市污泥處置的規劃，將在竹園二廠和竹園一廠以東建設污泥焚燒廠，該污泥焚燒廠已確定進泥含水率為75%～80%。因此，從竹園二廠目前的運行狀況及今后污泥的出路考慮，其泥餅含水率設定為75%左右較合理。