李 敏

（水电水利规划设计总院环境保护部，北京 100120）

随着中国经济的高速发展，餐厨固体废物的生物量增加和对可再生资源的需求不断增加，厌氧消化逐渐得到广泛应用[1]。处理后的厌氧产生的甲烷可以作为新能源燃料，消化物则适合作为土壤的肥料、改良剂和吸附剂[2]。厌氧消化的广泛应用导致需要处理的大量残余消化物——污泥沼渣[3]。

污泥沼渣大量堆积，不仅占用大量土地，造成环境污染，对于城市污水处理厂也是沉重负担，因此脱水是消化物处理所必需的。在脱水过程中，为了储存、运输后处理和其他目的，有效的脱水可以显著减少污泥的体积并降低进一步处理处置的成本。尽管国内外已对市政污泥及其厌氧消化物的脱水进行了彻底的研究，但对餐厨污泥中沼渣的脱水性尚不清楚。尽管有许多工程案例对餐厨污泥进行脱水处理，用沉降式离心机（含水率75%～78%）、螺旋压榨机（含水率87.1%）和带式压滤机（含水率91.3%）[1]等进行浓缩脱水，这些值处于低范围，表明食物废物消化物的脱水性是低下的。近年来，隔膜压滤机越来越普遍的应用到餐厨污泥脱水系统中，其中，药剂调理是餐厨污泥脱水的关键因素，直接影响餐厨污泥的脱水性能。

本研究调查了某餐厨垃圾厌氧消化的沼渣，在不同化学药剂调理后的脱水性。评估其相应脱水性能，目的是探讨不同化学药剂与不同药剂配比污泥脱水性之间的关系。使用两种常见的脱水指标，比阻测定仪的抽滤时间和压滤后污泥的含水率评估脱水性。最后，讨论了化学药剂调理对餐厨污泥脱水性能的作用，及不同药剂配比下污泥脱水性能的差异。

1 试验材料与方法

1.1 底物性质

餐厨污泥取自某餐厨垃圾处理处置项目，总规模400 t/d，其中餐饮垃圾200 t/d、厨余垃圾200 t/d。同时，配套有相应污泥处置。在工艺路线上，采取独立预处理+联合厌氧发酵+沼气发电工艺。此污泥为联合厌氧发酵后排除的沼渣经过离心脱水后的污泥，污泥呈现灰褐色偏黑的颜色、呛鼻恶臭，其中含水率为81.82%，有机质含量为52.5%。

1.2 试验方案

将污泥通过一定的泥水比例混合稀释后，污泥的含水率为95%。根据某现场情况，将稀释好的污泥进行曝气与不曝气的预处理污泥分别进行化学药剂调理。预处理后的污泥经过化学调理，进行抽滤试验，确定脱水性能比较好的试验方案后，进行布袋试验。本次试验，分别采用了FeCl3、聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁三种化学调理药剂；专用药剂和聚醚胺两种絮凝剂；石灰作为酸碱中和缓冲药剂。

1.3 分析方法

1.3.1 调理剂

试验所用化学药剂铁盐和絮凝剂需要稀释到一定浓度配合使用，具体药剂稀释配比及使用方法如表1所示。

表1 试验用调理剂及使用方法12．3．2抽滤试验

脱水性能测定采用同济大学机电厂TG-250型比阻仪；pH测定采用HACH-HQ30d型便携式多参数测定仪；有机质测定采用HENGZI-SX2-4-10型箱式电阻炉。

1.3.2 布袋试验

滤布采用京津环保股份有限公司丙纶750B滤布；压滤采用千斤顶；含水率测定采用北京市永光明医疗仪器有限公司101-OES型干燥箱；有机质测定采用HENGZI-SX2-4-10型箱式电阻炉。

2 结果与讨论

2.1 抽滤试验

抽滤试验可以高效判断污泥的脱水性能，便于验证化学药剂调理对污泥脱水调理的效果；因此，对原泥进行稀释到95%含水率，取100 g稀释后的污泥，分别投加FeCl3、聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁三种化学调理药剂，专用药剂和聚醚胺两种絮凝剂，石灰作为酸碱中和缓冲药剂，进行抽滤试验，药剂投加量是指投加药剂的质量（稀释或溶解后）与污泥绝干质量的比值，试验结果见表1。

本次抽滤试验，分别采用了FeCl3、聚合硫酸铁和聚硅硫酸铁三种化学调理药剂；专用药剂和聚醚胺两种絮凝剂；石灰作为酸碱中和缓冲药剂。根据某现场情况，将稀释好的污泥进行曝气预处理与不曝气的污泥分别进行药剂调理。通过表2，可以得到以下结论。

（1）曝气后的污泥相对于未曝气的污泥，化学药剂调理后，脱水性能并没有得到提高。

（2）传统污泥化学调理工艺“FeCl3+石灰”对该餐厨垃圾脱水依然适用，FeCl3投加量在50%时，脱水性能较好；添加药剂调理后的污泥添加1%的专用药剂，对污泥脱水性能有所提升，如试验17。

（3）试验21、22和23数据表明：添加相同量的聚硅硫酸铁后，加入专用药剂的污泥脱水性能优于加入聚醚胺的污泥；专用药剂的投加量也有利于改善污泥的脱水性能，如试验12和13。

表2 湖州餐厨污泥抽滤试验

2.2 布袋试验

通过3.1抽滤试验，继续进行布袋试验小试；取400 g稀释后的污泥，其中Ds约为20 g，先进行化学药剂调理改性，然后手动挤压感受脱水效果，最后进入千斤顶压滤，测得含水率和有机质含量。

通过化学调理后的污泥，脱水性能都很大的提升，减小了脱水比阻，可以得到以下结论。

（1）通过污泥曝气和未曝气预处理化学调理试验可以得到，未曝气的污泥化学调理脱水后，泥饼的含水率较低。

（2）通过污泥曝气和未曝气预处理化学调理试验可以得到，聚硅硫酸铁药剂的添加量直接影响脱水性能。

3 结语

综上所述，餐厨污泥脱水前处理中化学调理对污泥的脱水性能非常重要，可有效改善污泥的脱水性能，提高污泥脱水效率，降低出水泥饼含水率，方便后期处理处置。通过添加不同调理剂、絮凝剂和酸碱中和剂化学调理餐厨污泥，根据分析其脱水性能可以得到以下结论。

（1）化学药剂聚硅硫酸铁、聚合硫酸铁和FeCl3均可有效破除餐厨污泥细胞外聚合物，聚醚胺和专用药剂絮凝剂的添加，可有效改善污泥的脱水性能。针对本次污泥样品，经过试验分析，可以得到铁盐对于污泥的调理改性脱水效果分别是FeCl3＞聚硅硫酸铁＞聚合硫酸铁；高分子有机调理剂对脱水效果的影响是专用药剂优于聚醚胺。

（2）曝气前处理并不能改善污泥的脱水性能。曝气前处理的餐厨污泥经过压滤试验，含水率要高于未曝气的餐厨污泥，未改进脱水性能。