福州市西區(qū)水廠污泥處理工藝初探
摘要：通過福州市西區(qū)凈水廠生產排泥的重力沉降試驗并進行污泥處理工藝小型化干化床現場觀測，對西廠水廠的污泥特性作了揭示，為污泥干化脫水工藝的設計、運行提供了重要參數，進而在對國內水廠機械脫水工藝考察的基礎上提出福州市西區(qū)水廠污泥廠處理工藝選擇。
關鍵詞：凈水廠污泥 污泥性質 處理工藝
1、城市凈水廠污泥處理、處置 發(fā)展 概況
在過去的城市凈水廠建設中，污泥處理一直被忽視的一個環(huán)節(jié)，人們更多的關注于 工業(yè) 生產的排污治理，二十世紀七十年代以前，各國建設的凈水廠排泥水處理設施，多是沿用污水處理廠的污水和污泥處理 方法 進行設計和 應用 ，主要采用污泥塘與干化場處理和污泥。隨著城市化進程的發(fā)展，六十年代開始， 研究 人員工著手認真研究凈水廠排泥水處理和污泥處置工作，調查了凈水廠的排泥與凈水廠凈水工藝間的關系，探討了凈水廠排泥與污水廠排泥的異同，七十年代，美國聯邦政府頒布布《水污染控制法》，要求各州制定標準，水廠污泥必須經處理再行排放;并且擬定了一個污泥處理發(fā)展草案。其發(fā)展目標是：到七十年代末，應用可實行技術合理進行污泥處理，并要求各類水廠排除污水的pH值及總懸浮物達標。到八十年代初，必須考慮污泥處理工藝的 經濟 性，要求對污泥處理后的析出液或濾液回用;到八十年代中期，在全國范圍內消除污泥排放造成環(huán)境污染。日本于1975年也頒布布了《水質污濁防止法》，規(guī)定沒有沉淀池和濾池的凈水廠，其排出水必須經處理至符合水質排放標準。近年來，美、俄、日、英、法等發(fā)達國家的各大、中城市新建的凈水廠中均設置了較為完善、自動化程度高的污水和污泥的處理設施。離心脫水、加壓脫水等機械脫水方法應用普遍。歐洲有些凈水廠，由于原水中的懸浮物含量低，濁度小，水廠排水中泥含量少，往往將排泥直接排入市政污水管理，輸送到就近的污水廠統一進行污泥處理，據有關資料，歐洲許多國家凈水廠經過濃縮和脫水處理的污泥量，占全部凈水廠污泥量的70%。污泥脫采用的具體技術，因各國的 自然 條件和習慣，有明顯差異。然而近年來的總體趨勢是，干化聲和干化塘的使用減少，離心與壓濾脫水逐漸占統治地位。
我國的凈水廠污泥處理和處置工作起步較晚，由于凈水廠的排泥，在過去一般均認為其組成與水體的原有固體組分相當，只增加了處理過程中的一些絮凝劑，對環(huán)境害 影響 甚微，因而， 目前 為止絕大數凈水廠的排泥還是直接排入水體，但隨著我國政府對水資源保護工作的日益重視，特別是城市規(guī)模的不斷的擴大，凈水廠的排泥逐漸突出，據粗略統計，我國最大城市，上海市各凈水廠每年能過排泥進入水體的懸浮就達30萬tds(噸干固體)，有機物按10%含量，可達3萬tds以上。凈水廠的排泥正受到有關部門的密切關注，《中華人民共和國水法》、《中華人民共和國水污染防治法》等一系列水資源保護 法律 法規(guī)的頒布實行，我國在八十年代凈水廠排泥被提上議事日程，對水廠污泥進行無害化處理已成為目前國內城市供水行業(yè)的重要任務。
目前我國在凈水廠專設污泥處理并投入運行的只有少數幾個大規(guī)模的城市凈水廠，有北京市第九水廠、石家莊潤石化廠、深圳梅林水廠、上海閔行水廠、河北保定二水廠。
2、福州市西區(qū)凈水廠污泥處理研究
福州市西區(qū)水廠總規(guī)模為60萬m3/d，已建成投產45萬m3/d，計劃于2000年再擴建功立業(yè)5m3/d達到終期規(guī)模。由于多方面的原因，目前西區(qū)水廠的排泥均未經處理直接排放。根據福州市自來水總公司2000年技術進行規(guī)劃，西區(qū)水廠終期規(guī)模建成后，水廠的排泥水必須達標排放，即SS<70mg/L，同時由于江濱大道的建成，不經處理的生產污水直接排入作為飲用水源的閩江，大量污泥對市中心江段的景觀造成不利影響，為此，我院與上海同濟大學在西區(qū)水廠進行污泥干化處理試驗研究。
⒉1福州市西廠水廠污泥干化試驗方法
各種條件下污泥的測試的特性參數有：污漲的含固率、污泥的懸浮固體濃度(SS)、污泥的可揮發(fā)性懸浮固體濃度(VSS)、污泥的化學需氧量(CODMn)、污泥的比阻(r)、污泥的壓縮系數(s)。
試驗方法包括：
⑴重力沉降柱模型
如圖1示，柱高1200mm，直徑200mm，電動調速機轉遞0.5r/min。
⑵玻璃干化柱模型
如圖2示，柱高1500mm，直徑100mm。
⑶小型干化床模型
如圖3示，長1.2m、寬0.8m、高1.5m的磚砌小型干化床4個。濾床由10cm厚的粗礫石與30cm厚的建筑用沙組成，床底部沿長度方向安裝有塑料穿孔集水管，及時排除下滲濾液。沙面以上不同高度安裝有撇水閥門，可及時排除上澄水。
⒉2污泥量的確定
⒉2.1原水濁度與懸浮固體濃度間的關系
凈水廠的化學凝聚沉淀污泥，主要由原水中的懸浮物、膠體物質、有機物、以及混凝劑形成的膠狀金屬氫氧化物組成。在原水中有機物含量不高情況，水廠污泥中的固體物含量，大體上可由原水中懸浮物總量加上投加的藥劑量 計算 得到。
原水濁度(Turbidity)和懸浮固體含量(Suspension Solid)均可用來表征原水中含泥量的多少，水廠通常只有濁度指標。西區(qū)水廠原水濁度及其懸浮物含量的相關關系如圖4，
經線性回歸有如下關系：
SS=1.76T+4.9
式中SS——原水的懸浮固體含量，mg/L;
T——原水濁度，NTU。
回歸 分析 中相關系數為R2=0.98，相關性很好。
⒉2.2.污泥量的 計算
根據式(1)的回歸關系，以及礬耗與生成的A1(OH)3的重量比，可得出原水濁度、礬耗與污泥的干固體產量之間的關系如下式所示：
Cw=SS+P×A
式中Cw--單位水量的污泥干固體量，mg/L;
P—藥劑和由藥劑產生的固體物之間的重量比，這里取0.234。(西廠礬耗折算為A12(SO4)3.18H2O, 2A1(OH)3/A12(SO4)3.18H2O=0.234)
A—藥劑投加量，mg/L。
Sw=Cw×Q×10-6
式中Sw—日產干固體量，t/d;
Cw——單位水量的污泥干固體量，mg/L;
Q— 以終期日產量60萬m3/d計。
西區(qū)水廠取水口上游建有水口水電站，對閩江上游的泥砂有較強的靜沉和攔截作用，西區(qū)水廠原水濁度常年較低，但是由于受洪水及水口水庫存放水的 影響 ，常年在5——8月份有較大的波動。以最高濁度作為凈水廠排泥處理設施的選擇依據顯然是不 經濟 的，比較合理的作法是以95%保證率為基本要求，對最高濁度時進行校核調節(jié)容積。
以1999年西區(qū)水廠原水濁度作頻率 分析 ，得原水濁度頻率曲線如圖5。
由頻率曲線及西廠生產報表可知，西廠原水平均濁度為24.9 NTU,相應礬耗為14.4mg/L;濁度較高時(即95%概率)濁度為35NTU，相慶礬耗為19mg/L;1%概率時濁度約為150NTU，相應礬耗為24mg/L。沉淀池出水濁度最不利時為8NTU，濾池出水濁度最不利時為0.5NTU。所以，在95%保證率下，西區(qū)水廠日產干污泥量Sw=42.6tds。
2.3.污泥的濃縮
污泥的重力濃縮是污泥脫水前必不可少的預處理過程，無論是天然干化或是機械脫水，經過濃縮預處理可以大大降低后續(xù)過程的設計規(guī)模和工作負荷。
2.3.1.西區(qū)水廠污泥性質
現場測試的西區(qū)廠沉淀池污泥性質如表1。
表1
| 測定日期 |
含固率 （%） |
懸浮固體SS （g/1) |
揮發(fā)性懸浮固體VSS （g/L) |
化學需氧量 （mg/L) |
比阻r (cm/g) |
壓縮性系數s |
| 3.26 | 1.76 | 16.9 | 1.65 | 477.9 | 1.5E12 | |
| 11.3 | 4.9E11 | 0.9 | ||||
| 11.25 | 9.3E11 | 0.79 | ||||
| 12.11 | 4.7E11 | 0.88 | ||||
| 12.25 | 1.06E12 | 1.13 | ||||
| 3.31 | 4.2 | 40.9 | 5.1 | 2515.6 | 1.05E12 | 1.08 |
| 4.7 | 1.7 | 16.9 | 2.9 | 1753.6 | 2.05E12 | 0.86 |
| 6.28 | 0.8 | 7.8 | 780.2 | 1.88E12 | 0.99 | |
| 6.29 | 2.2 | 21.1 | 1364.7 | 9.6E11 | 1.05 | |
| 7.8 | 2.35 | 23.3 | 1400 | 7.14E11 | ||
| 7.15 | 1.9 | 18.9 | 1095 | 8.34E11 | 0.98 |
比阻r在4.7×1011至2.5×1012cm/g的范圍內變化，如果沉淀池及時排泥，絮凝污泥未因放置時間太長而失去活性，比阻不超過1.251012cm/g，按AWWA的劃分標準，西區(qū)水廠污泥的脫水性能在鋁鹽絮凝污泥中發(fā)球中間水平。西廠沉淀池排泥有時周期比較長。這雖然對提高排泥含固率有利，但對污泥脫水性能及控制濃縮池上清液濁度不利。因此及時排泥，有利于保證污泥的處理效果。壓縮系數s在0.79-1.13之間變化。s太低污泥顆粒容易堵塞濾布，太高則顆粒剛性大，顆粒間的水分部不容易被擠壓排出。西區(qū)水廠壓縮系數在0.79-1.13之間屬比較理想的范圍。西廠污泥中VSS占SS的比例為10%左右，屬河水水源的正常范圍，比一般水庫存水污泥的灰分低。有機物含量低，污泥的親水性也就小，比較容易脫水。西廠污染性質測試的結果，從r、s、VSS等方面看，西區(qū)水廠的污泥脫水性能尚好，比多數水庫水的污泥好;較濁度較高，且有機物含量低的河水污泥稍差。
2.3.2.西廠污泥的重力濃縮
迪克(Dick)的固體通量法5靜態(tài)沉降試驗是重力濃縮最常用的試驗 方法 。
固體通量法可以表示為：
G=Gu+Gi=uCi+viCi
式中 G——總固體通量，kg/m2.hr;
Ci--=-污泥固體深度，kg/m3;
Gu----向下流固體通量，kg/m2。hr;
Gi----自重固體通量，kg/m2.hr;
u----向下流濟m/hr;
vi---初始固體濃度為的界面沉速m/hr。
濃縮池的面積：
A≥Q0C0/GL
式中Q0--入流污泥流量，m3/hr;
CO--入流污泥濃度，kg/m3;
GL--極限固體通量，kg/m2.hr;
A--濃縮池面積m2。
西區(qū)水廠沉淀池污泥進行了多次沉降性能的測定，圖6、圖7為其中兩組。
由于試驗污泥的比阻不同，試驗得出的4條固體通量曲線存在明顯差異。在不同的濃縮池出泥濃度要求下，可根據工程的污染設計比阻，由上述曲線得到相應的污泥極限固體通量如表2。同樣的底流濃度，比阻越小，濃縮池的固體通量越大，相應的濃縮池面積越小。
表2
|
出泥濃度（t/m3） |
污泥比阻（cm/g)
|
|||
| 1.25×1012 | 1.06×1012 | 8.75× 1011 | 5.5 ×1011 | |
| 0.025 | 4.3 | 7.8 | 15.4 | |
| 0.030 | 3.7 | 6.6 | 12.2 | 19.0 |
| 0.035 | 3.4 | 5.8 | 10.0 | 15.5 |
| 0.040 | 3.1 | 5.5 | 8.5 | 13.0 |
2.4.污泥的脫水
目前 常見的處理設施及脫水方法有：天然干化、真空過濾、回壓過濾(帶式，反框式等)、冰凍解凍、離心機脫廠、造粒技術、排入其它凈水廠、進入下水道輸送給就近的污水處理廠等。對西區(qū)水廠污泥的脫不我們主要進行現場小型干化床試驗，由于試驗經費和試驗設備的原因，對機械脫水 問題 采取考察方式調研。
2.4.1.干化場
現場實驗對干化床的脫水、干化效果進行了考察評價。圖8反映了砂床上污泥的重力脫不過程。污泥脫水效果與污泥比阻、施泥厚度、進泥含固率及上澄水的撇除情況有關。通常在撇除上澄水情況下，重力脫水時間(脫除90%可重力脫除水量)為一至兩天。脫水階段結束后，泥餅含因率在20%——25%(與比阻及施泥厚度等有關)。
干化床運行中的一個重要 問題 是上澄水與滲濾液濁度是否滿足排放要求。試驗結果，上澄水中懸浮物濃度與污泥性質有關。沉淀池及時排泥所得的新鮮污泥，處理時所形成的上澄水懸浮物濃度一般均小于一級排放標準(SS<70mg/L)，可直接向閩江排放。如果污泥在沉淀池內停留時間太長，已經壓實失去了絮凝活性，在濃縮、及干化床撇水過程中所形成的上澄水不容易澄清，懸浮物濃度很大。所在，在水廠運行過程中，及時排泥，保持污泥活性是重要的。滲濾液濁度受污泥壓縮系數 影響 。西區(qū)水廠污泥的壓縮系數在0.79--1.13之間，干化床的滲濾液的SS很低，總是小于排放標準，可直接排放。另外，模擬濾床使用總次數達30次以上，以未發(fā)現污泥堵塞濾層或穿透濾層的現象。初步說明，西廠污泥的壓縮系數已足夠，用干化場處理不會發(fā)生污泥堵塞濾層問題。
干化床的干化試驗結果見圖9。重力脫水階段結束后，脫水性能好的污泥，脫水泥餅含固率可接近30%，基本達到運輸、堆放要求。而通常情況下，泥餅還需一段干化時間才能達到清運要求(含固率≧30%)。圖9曲線中的低谷是降雨的結果。污泥開裂之后(含固率≧20%)，短時間的集中降水可通過裂縫快速下滲，對干化周期的影響不大。而施泥厚度大、污泥不易開裂時，降雨的影響較大。
西區(qū)水廠每年污泥量的最不利時段為洪水期的6月。由于干化床處理系統的容積很大，對污泥量波動具有良好的調蓄能力，所以按除汛期6月份之外的歷年污泥量最大月作為設計污泥量的最不利時段。每扯季度為陰雨季節(jié)，蒸發(fā)量最小。選取一季度為氣候最不利之校核期。為安全計，選取試驗期間污泥的最大比阻1.25×1012cm/g為西廠污泥的設計比阻。根據污泥量的統計結果以及當地氣象資料，各設計周期的 計算 參數如表3所示。各種設計條件下所需的干化面積如表5所示。
表3
| 設計周期 |
干污泥量 （噸/周期） |
平均蒸發(fā)速率 （cm/d) |
污泥中水分的平均蒸發(fā)速率 （cm/d) |
|
年度 |
9095.8 |
0.4 | 0.2 |
| 污泥量不利階段（7月份） | 1689 | 0.6 | 0.3 |
| 氣候最不利階段（1季度） | 3690 | 0.22 | 0.11 |
不同設計周期及施泥厚度時干化場所需的面積
表4
| 設 計 條 件 | 干化床面積（畝） | ||
| 施泥厚度30cm | 施泥厚度60cm | 施泥厚度90cm | |
| 按年平均值計算 | 29.1 | 31.6 | 37.9 |
| 以氣候條件的最不利階段為計算周期 | 83.8 | 92.2 | 112.9 |
| 以污泥量最大階段為計算周期 | 42.2 | 46.9 | 56.3 |
2.4.2.國內凈水廠采用的機械脫水工藝
機械脫水有真空吸濾、板框壓濾、帶式壓濾、離心脫水及螺旋壓濾等。其中真空吸濾因能耗高、泥餅含水率高已逐漸被淘汰。而新出現的螺旋壓濾在工程上尚未得到普遍 應用 。 目前 在工程上得到廣泛應用的脫水設備是離心機、板框壓濾機與帶式濾機。
離心機是能連續(xù)運行的轉筒式離心機，也稱臥螺離心機。經高分子絮凝劑調質處理的污泥進入離心機轉筒后，在高達3000g以上的強烈離心力作用下，比重較大的固體顆？焖俪两翟谵D筒內壁上形成泥餅，分離出的水分在泥餅表面形成液體層。轉筒內的螺旋狀輸送器與轉筒之間的轉速差，使泥餅被螺旋輸送器葉片擠壓到轉筒的錐形出口處排出。而分離出的水分則從轉筒的圓柱端經溢流堰流出。
壓濾機的工作原理是，多組濾板串聯排列，經油壓機緊形成一連串相鄰的封閉空間濾板兩側覆有多孔的濾布。污泥泵將污泥壓入相鄰濾板之間的空間，污泥中的水分透過濾布被排出，固體顆粒被截留并壓實成泥餅。目前污泥脫水中使用的壓濾機，主要是膜式壓濾機。有板框壓濾和帶式壓濾機。
脫水裝置本身的基本性能作簡單歸納如表5。
表5
|
評價指標 |
機械種類 | ||
| 離心機 | 板框壓濾機 | 帶式壓濾機 | |
| 脫水泥餅含固率 | 中（20-30%） | 高（30--40%） | 低（20--25%） |
| 析出液性質 | 較混，不能直排 | 清澈（可<70mg/L） |
渾濁 |
| 調質藥劑量 | 可較低（1%-2%） |
|
|
| 運行電耗 |
高 |
中 | 低 |
| 設備投資 | 低 | 高 | 低 |
| 對進泥適應性 |
對泥量、含固率波動有良好適應能力 |
適用難脫水污泥 | 對進泥含固率、調質要求高 |
| 運行管理 | 自動化程度高 | 較復雜 | 簡單，環(huán)境差 |
| 附屬設施 |
簡單 |
多，系統復雜 | 簡單 |
| 占地面積 |
很小 |
較大 |
小 |
脫水機械的選擇，需考慮泥餅含固率、污泥回收率、調質藥劑用量、電耗、設備投資、運行管理條件、對進泥及場地的要求等。水廠的污泥性質與規(guī)模等對工藝的選擇有很大影響。項目組先后調研考察了上海閔行水廠等國內五個凈水廠的污泥機械脫工藝，各水廠污泥脫水工藝基狀況如表6：
各水廠污泥脫水工藝基本狀況表
表6
| 項 目 | 上海閔行水廠 | 深圳梅林水廠 | 北京水源九廠 | 廠家莊潤石 | 保定二水廠 |
| 凈水規(guī)模 | 7萬m3/d | 60萬m3/d | 150萬m3/d | 30萬m3/d | 26萬m3/d |
| 水源 | 江水 | 水庫水 | 水庫水 | 水庫水 | 水庫水 |
| 設計原水濁度 | 80NTU | 50NTU | 30NTU | 20NTU | 20NTU |
| 污泥規(guī)模 | 12tds/d | 50tds/d | 39tds/d | 12tds/d | 12tds/d |
| 濃縮工藝 | Lamella | 濃縮池 | 間歇式濃縮池 | Supaflo | Densadeg |
| 脫水工藝 | 離心機 | 板框壓濾機 | 板框壓濾機 | 帶式壓濾機 | 離心機 |
| 制造廠商 | Afla Laval | 國產 | Edvares&jones | Warman | Guinard |
| 投藥 | PAM | PAM+石灰 | PAM | PAM | PAM |
| 設備投資 | 800萬元 | 1000萬元 | 1700萬元 | 160萬元 | 900萬元 |
各廠運行效果而言，各廠的進口設備的自動控制系統均比較先進，如使用超聲傳感器與PLC保證沉淀池排泥濃度，控制排泥水量;污泥濃度計控制濃縮池排泥，污泥濃度計、液位儀與變頻泵控制離心機的進泥;北京水源泉九廠的板框壓濾機的也完全實際了自動控制。
對比脫水工藝，離心機運行的適應性較好，國外實測報告的結論：在洪水期間，污泥量增加時，可以在較高的進泥流量下工作，處理更多的污泥，代價是稍多的PAM用量，較低的出泥含固率。閔行廠的結論比這個更多的污泥，代價是稍多的PAM用量，較低的出泥含固率。閔行廠的結論比這個更樂觀，進泥量提高30%，出泥含固率并未下降。帶式壓濾的回收入率容易出現問題，現狀潤石水廠的帶式機的濾液是不宜達到直接排放標準的。梅林水廠的設計進水濁度較北京市第九水廠高，因此其120萬m3/d水量的大，但梅林水廠用了6臺1.2m×1.2m國產壓濾機，設備臺數多而且國產設備何種較大，國產設備的使用、維修、保養(yǎng)情況下待今后考察。
對比濃縮工藝，閔行水廠的Lamella濃縮池作用不是明顯，進泥濃度>3%，離心機的運行結果就十分令人滿意。Lamella濃縮池是引進專利產品，出泥含固率>6%，參數儲備較大。似乎意義不大。但是，保定二水廠的Densadeg不但有濃縮作用，毫無疑問還有澄清出水的作用，最大表面負荷可達20m/m2.hr，澄清水水質較好<70mg/L，達到排放標準。
其他方面，潤石水廠排泥水收集、濃縮系統運行沒有北京第九水廠的理想、可靠。梅林水廠的回收入水系統簡單、實用。對梅林水廠，用石灰調質可能是重要的，但是使用了石灰，預處理從操作到設備都變得十分復雜。
系統上各家水廠的污污泥處理能力都有很大的余量，這是原水設計濁度及設備處理能力兩方面都取了充分的安全系數所致。
西區(qū)廠水廠污泥的處理重要目標是污泥的減容外運，根據剪切力的測試，達到外運要求一般含因率應大于33%。從水質特性上看與閔行水行廠接近。有關 文獻 對原水水質及投藥情況與污泥比阻的關系進行了統計。表7將有關數據與閔行水廠、西區(qū)水廠的數據進行了匯總比較？梢，西區(qū)水廠污泥用離機脫水，是可以達到比較滿意的效果的。預計在PAM投加量1‰-2‰時，泥餅含固率可達到25%-35%(閔行水廠PAM用量1.0‰--1.5‰，泥餅含固率≧42%)。運行中如遇到特別不利的時段，可適當增加絮凝劑用量。離心機的污泥回收入率通常≧95%，但出水仍不能直接排放，宜設Densadeg將析出液回流處理后排放。因而可以初步確定西區(qū)水廠機械脫水工藝方案的基本由一格Densaedg池(通量為6kg/m2.hr)，兩臺離心機脫水機(45m3DS/h)和附屬PAM干粉投加器共同構成。
表7
| 案例 | 原水濁度NTU | 硫酸鋁加量（mg/L) | 混凝pH | 混凝機理 | 濃縮污泥濃度(%) | 污泥比阻1012m/kg |
| 1 | 40 | 10 | 6.2 | 電中和 | 6.0 | 5.5 |
| 2 | 40 | 15 | 6.3 | 電中和 | 5.5 | 6.0 |
| 3 | 7 | 40 | 6.5 | 兩種兼有 | 1.0 | 9.5 |
| 4 | 7 | 75 | 7.1 | 網捕 | 1.0 | 15 |
| 閔行水廠# | 50-150 | 25 | / | 4-6 | 1.7-2.3 | |
| 西區(qū)水廠* | 25 | 14.4 | 6.9 | 2-4 | 4.7-12.5 |
#：原水濁度變化范圍15-280NTU，平均80NTU。
*：西區(qū)水廠的濁度與礬耗均為平均值。
2.5.投藥調質
投藥調質就是對污泥進行化學預處理，從而降低污泥的比阻，使其易于脫水，常用的 方法 有：石灰處理、酸處理、堿處理、高分子絮凝劑處理等， 目前 廣泛采用高分子PAM，效果顯著。
2.5.1.調質藥品的選擇
PAM(polyacrylamide)是一種水溶性高分子，屬聚電解質。聚丙烯酰胺具有“頭尾相連構，有絮凝性和粘合性，其線型聚合物在200℃以上軟化后分解。PAM可分陽離子型、陰離子型和非離子型三類，它們的分子量可達1000萬以上。一般結構式可如下表示：
根據藥劑初篩結果，選用三種陰離型PAM：A-3001800、AN910SH及AN905SH進行污泥調質試驗。圖10為加藥對污泥比阻的 影響 。試驗結果的趨勢與 文獻 報道的一致，比阻先是隨投加PAM下降，然后又上升。圖11反映了調質對壓縮系數的作用。
2.5.2.調質對干化床效果的影響
調質對污泥干化效果的影響見圖12。加藥改善了干化床的運行效果，其原因主要是加藥調質后，污泥形成較大絮體，更易脫除自由水。在其它條件不變的情況下，污泥中重力脫除的水分比例增加，脫水泥餅含固率明顯增加。因此大大減少脫水泥餅的蒸發(fā)風干時間。
經過投加高分子絮凝劑PAM，污泥脫水速度加快，干化周期縮短到4--7天。加藥使干化床的負荷能力明顯提高。調質后西區(qū)水廠污泥干化床所需面積如表8所示， 計算 結果對照表4可見調質將使干化床的面積大大縮小。
表8
| 干化床面積（畝） |
施泥厚度 |
||
| 30cm | 60cm | 90cm | |
| 氣候最不利條件 | 14-28 | 15.4-30.8 | 18.8-37.6 |
| 污泥量最大條件 | 10.6-21.2 | 11.7-23.4 | 14.1-28.2 |
| 年平均條件 | 7.5-15 | 7.8-15.6 | 9.3-18.6 |
2.5.3.調質對機械脫水效果的影響
同濟大學在閔行水廠離心機脫水作了運行試驗，圖13表示AN910OPWG陰離子PAM投加于進口Alfa Laval公司的DSNX-4550型離心機(離心機工況：進泥流量，11m3/h;轉速2920r/min;產量，638kg/min;進泥濃度，5.8%;差數，7.2-10.5r/min。)可以看出，由于投加PAM>0.5%時分離水的SS迅速下降，污泥回收入率可達99%以上。
圖14表示AN910PWG陰離子PAM投加于國產SA-140型離心機，(離心機工況：進泥流量，7.2m3/h，轉速3284r/min;產量，410kg/min;進泥濃度，5.7%;差數，11-15r/min。)說明可取得類似的效果，只是投加率略有增加，最佳PAM投藥率為1.5‰-1.8‰，從運行參數上對比，國產設備與進口設備存在一定的差距。
3.結束語
凈水廠是水源污染的直接受害者，由于原水污染給凈水工藝在技術上帶來許多困難造成凈水成本的不斷上升，保護水源，走可持續(xù) 發(fā)展 的道路，凈水廠的排泥要首先做到達標排放是責無旁代的。福州市西區(qū)水廠污泥處理的目標定位為：排水以達標<70mg/L，污泥含固率>33%。針對福州市西區(qū)水廠污泥處理的調研初步可得到以下幾點結論：
⑴福州市西區(qū)水廠常年濁度在95%概率下為35NTU，原水SS與濁度有較強的直線相關性，其排出污泥比阻r在4.7 ×1011至2.05× 1012cm/g的范圍內變化，壓縮系數s在0.79-1.13之間變化。西區(qū)水廠污泥的脫水性能在鋁鹽絮凝法泥中屬于中間水平。西廠污泥中揮發(fā)性懸浮固體濃度占懸浮固體濃度的比例為10%左右，屬河水水酒泉的正常范圍。沉淀池及時排泥，有利于保證污泥的處理效果。
⑵經過PAM加藥調質的污泥其比阻可以縮小幾倍甚至到一個數量級，可以有較地縮小濃縮池面積，減少干化床的占地，顯著改善機械分離水的SS，最佳的投藥率約為0.1%干固體量。
⑶無論是采用干化床或是采用機械脫水，污泥的重力濃縮預處理過程是必要的，調研中考察的各水廠濃縮池形式多樣，其中Lamella池和Densadeg池效率較高，有很好的澄清水出流，滿足澄清水達標排放的要求，離心機分離水回流濃縮池后，可彌補分離水不能直接排放的缺陷，濃縮池工藝選擇有待深入考察。
⑷福州市西區(qū)水廠的污泥脫水處理，采用干化床和離心機脫水均可達到33%以上，滿足脫水、減容、外運的目的。前者占用土地多，后者經常性電耗大，福州市區(qū)水廠污近期可以采用干化床工藝，遠期的趨勢是采用機械方式脫水，工程實施中需近、遠期結合進一步做好工程技術 經濟 分析 。
參考 文獻：
1 水廠排泥水處理工藝技術 研究 ，上海市自來水公司，1991.10
2 福州市西區(qū)水廠污泥處理干化床工藝研究，福州市給排水工程設計院、同濟大學，1999.12
3 給水廠的污水及污泥處理，謝志平，安徽 科學 技術出版社，1998
4 Management of Water Treatment Plant Residuals,ASCE,AWWA,USEPA,USEPA,USEPA/625/R-95/008
5 污泥處置，金儒霖等， 中國 建筑 工業(yè) 出版社，1982
6 Water Treatment Handbook,degroment,1991
7 排泥水處理工程生產性研究，陳靜，同濟大學，1998
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