目前，我國污泥處理方式主要有農用、填埋、其他處理和沒(méi)有處理，占比分別為45%、31%、10%、14%。降低污泥含水率是解決污泥處置難的最基本方法，生活污泥發(fā)揮其潛在價(jià)值的基本條件是：污泥含水率需降低至30%以下。機械脫水主要依靠一定的壓力差將污泥與水強制分離，但機械脫水能去除的主要是自由水和小部分間隙水，較難去除表面水和結合水，污泥含水率的下降不特別明顯，基本在70%～80%的范圍內。本文利用污泥的帶電性，提出電滲透深度脫水方案，經(jīng)實(shí)驗電滲透機脫水，得到的泥餅含水率符合我國污泥用于填埋時(shí)含水率不超過(guò)60%的標準。

　　1、電滲透深度脫水實(shí)驗裝置

　　污泥顆粒表面的胞外聚合物中有硫酸根、羧基等帶負電官能團，容易吸附一些陽(yáng)離子。在電場(chǎng)作用下，帶負電荷的污泥顆粒便向陽(yáng)極方向移動(dòng)，而水分子因為帶有部分的正電荷，在電壓的作用下向陰極移動(dòng)，從而實(shí)現了污泥脫水的目的。圖1為電滲透裝置示意圖，圖2為電滲透裝置實(shí)物圖。污泥槽裝載污泥，升降機構使最頂層污泥與陽(yáng)極板、底層與陰極網(wǎng)控板分別接觸。通過(guò)結合電滲透脫水和機械運動(dòng)，電場(chǎng)保持穩定強度，有效提高污泥脫水的效率。

　　2、電滲透脫水實(shí)驗數據分析

　　影響電滲透污泥脫水的因素包括污泥性質(zhì)和電滲透條件。以花都獅嶺活性污泥為實(shí)驗對象，改變通電條件觀(guān)察含水率變化。

　　取活性污泥10份各660g，對污泥先機械脫水，測量含水率，作為電滲透前的含水率。然后壓成10mm厚度的泥餅，接通直流電源60V，用真空機抽氣，在通電時(shí)每5s記錄一次電流值。觀(guān)察電流隨時(shí)間變化，并測試總通電時(shí)間以及晾干時(shí)間對含水率的影響。表1是通電前含水率為85.32%的污泥在無(wú)預處理下，在機械壓力0.4kg/cm2下不同通電時(shí)間和晾干時(shí)間的含水率。通電時(shí)間越長(cháng)，含水率越好，并且晾干速度越快;但10min以后含水率下降不明顯，長(cháng)時(shí)間通電反而會(huì )增加能耗。因此，我們選擇10min通電時(shí)間測試預處理后的實(shí)驗。

　　設計4種預處理方案，先進(jìn)行預處理再通過(guò)電滲透機深度脫水，觀(guān)察電流隨時(shí)間變化，測量含水率。表2列舉10min通電時(shí)間下不同預處理方案電滲透深度脫水的含水率。其中污泥序號7投加石灰，主要改變污泥pH值。事先經(jīng)過(guò)測試污泥序號5、6不同石灰量下的脫水效果，發(fā)現加入石灰量越多時(shí)，pH越高，含水率越低。因為選用的陽(yáng)離子PAM為絮凝劑，它在堿性較強環(huán)境時(shí)，架橋作用發(fā)揮得更好，從而降低污泥含水率越好。但不是越多越好，當pH超過(guò)9時(shí)變化差距不大，所以7號污泥所投加的石灰量以使pH=9時(shí)的值為準。用電解質(zhì)進(jìn)行預處理的污泥8、9，因為電極發(fā)生NaCl/FeCl3電解反應，電流明顯增加，含水率下降較明顯，低于50%，隨著(zhù)通電時(shí)間增加，電流變化慢。但是氯化鐵比氯化鈉的效果好，說(shuō)明鐵離子比鈉離子更利于污泥對水的脫穩作用。9號污泥是添加木屑作為調理劑，顯然含水率最低，成分主要是纖維的木屑能夠快速吸收污泥結合水，使電滲透效果發(fā)揮得最佳。

　　實(shí)驗發(fā)現，沒(méi)有進(jìn)行預處理時(shí)，機械壓力越大含水率越低，但仍高于60%，不合要求。預處理后的電滲透深度脫水，泥餅含水率均低于60%，經(jīng)過(guò)12h的自然晾干時(shí)間，除了第一種方案外，含水率均降低一半左右，低于30%，從而具有被利用的價(jià)值，實(shí)現資源化利用。雖然加入電解質(zhì)與木屑一樣能提高污泥脫水性能，含水率一樣下降，但使用木屑，成本低，并降低污泥處理后對濾液的處理難度，后期晾干時(shí)含水率下降得更快。

　　3、總結

　　電滲透技術(shù)能夠有效地降低污泥含水率，經(jīng)過(guò)前置預處理再經(jīng)電滲透裝置脫水后，污泥含水率很容易達到低于60%的目標。污泥pH值越高，脫水速率越快。電流密度越高，污泥含水率越低，但會(huì )增加熱損失，因此需要結合能耗、脫水時(shí)間、脫水效果考慮選取合適的電流密度。(來(lái)源：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院)