1、凈水廠排泥水若不經(jīng)處理直接排放，不僅污染受納水體，而且會造成水資源的大量浪費。本論文對凈水廠排泥水處理的國內外發(fā)展概況進行了綜述，討論了排泥水的基本物理、化學特性及其相關參數(shù)的檢測方法，對排泥水的沉淀性能影響因素以及物理和化學調質等進行了試驗研究，率先將激光粒度分析、PDA、掃描電鏡、顯微鏡攝像和分形理論等運用到污泥調質的研究中，推導出包含分維在內的比阻形態(tài)學表達式，提出了改善污泥脫水性能的途徑。 排泥水沉淀濃縮試驗表明，無機

2、絮凝劑對排泥水沉淀性能的改善非常有限，而高分子絮凝劑(如C-PAM-1)能通過其長分子鏈的吸附架橋作用明顯提高排泥水的沉淀速度。隨著C-PAM-1投藥量的增加，SVI值和濁度均下降。隨著攪拌強度GT值的增大，濁度和SVI先減小后增大。當GT值在85860(200r/min，3min)左右時，排泥水可獲得良好的沉淀性能。在5～35℃溫度范圍內，C-PAM-1能有效地改善排泥水的沉淀性能。當pH在2～10范圍內，排泥水的沉淀性能隨著pH值的

3、升高而變差。 根據(jù)實測得到的靜態(tài)沉降曲線，結合固體通量理論和凈水廠濃縮池運行的特點，討論了迪克理論和柯伊—克里維什理論在凈水廠污泥重力濃縮池設計中的運用，提出了適合凈水廠濃縮池的沉淀面積和深度的計算方法。在運用迪克理論時，考慮與不考慮排泥固體通量，所得的總固體通量最小值分別為195kg/(m<'2>·d)和49kg/(m<'2>·d)，差別很大?？紤]到凈水廠污泥濃縮池的實際工作情況，設計時宜采用保守設計，即不考慮排泥固體通量的

4、影響；運用柯伊—克里維什理論時，濃縮要達到的目標濃度的取值應根據(jù)脫水機械對進泥濃度的要求來確定。 在所試的物理調質方法中，冰凍—解凍調節(jié)效果最顯著。解凍污泥可以在不加壓的情況下自然過濾，且含固率隨冰凍溫度的降低，時間的延長，泥量的減小而升高。影響冰凍—解凍調質的因素的作用大小依次為：冰凍時間>冰凍溫度>所用泥量。微波和高溫高壓調質效果其次。微波能通過產(chǎn)生熱效應來破壞污泥結構，促進污泥脫水，僅輻射5min，污泥比阻較原污泥約下降

5、了46％。相同作用溫度和時間下，污泥高壓調質的效果明顯比常壓下好。在0.14MPa，120℃下，加熱5min，污泥比阻較原污泥約下降了33％。超聲波調質的初步研究表明，超聲波對于凈水廠污泥的脫水并沒有促進作用，反而使污泥比阻增加。超聲波應用于凈水廠污泥處理的可行性、運行參數(shù)的優(yōu)化、或與其它處理工藝的合理組合等問題仍需進一步研究。 本研究中化學調質包括投加高分子絮凝劑、表面活性劑、石灰以及酸、堿調質。無機絮凝劑對污泥脫水性能的改

6、善都非常有限。而有機高分子絮凝劑均能有效改善污泥的脫水性能，分子量大小是決定調質效果的重要因素。投加藥劑前后，污泥Zeta電位的變化很小，說明了高分子絮凝劑對污泥膠體顆粒的絮凝作用機理主要是吸附架橋或網(wǎng)捕、卷掃，而不是電性中和。陽離子型表面活性劑CTAC和陰離子型表面活性劑SDS在單獨調節(jié)以及與PAM共同作用時對污泥脫水的影響研究表明：在50～200mg/L的投加量下，無論單獨作用，還是與PAM共同作用，CTAC均能使污泥比阻降低；而S

7、DS則對污泥脫水有負面影響。 當石灰的投加量達1000mg/L(約占污泥干重的40～50％)以上時，對污泥脫水有較明顯的改善效果。由于石灰投加量需要較大，由此造成的污泥泥餅干重增大、出水pH值偏高等問題限制了其廣泛應用。 在投加酸、堿調質中，隨著pH值的降低，相應Zeta電位的電負性減小，污泥比阻下降，這可能是因為H<'+>與污泥的結合改變了污泥的表面電荷性質，促進了污泥絮體間的進一步絮凝，降低了絮體對水的親和力。因

8、此，加酸有利于污泥脫水，而加堿則有負面影響。 本文對5種有應用(或潛在應用)前景的排泥水處理工藝：自然冰凍一解凍、人工冰凍—解凍、微波、投加PAM和酸處理+PAM進行了經(jīng)濟分析和對比。以上工藝的單位排泥水投資均在0.1～0.2萬元/m<'3>左右；自然冰凍—解凍受氣候、地理等諸多因素影響，不具有廣泛的適應性，且成本分析中也沒有將土地費計入，只適合于氣候寒冷且土地資源相對豐富的地區(qū)；人工冰凍—解凍由于基建和設備費投資大，且電耗很

9、高，處理成本是5種工藝中最高的，但因其具環(huán)境友好性，在經(jīng)濟發(fā)達且電資源豐富的地區(qū)仍可以考慮實施；微波處理不需投加任何藥劑，并具有殺菌作用，泥餅和濾液的處置都很方便，并且經(jīng)濟可行，運行成本僅需0.01元/m<'3>，是一種值得進一步研究和應用的新型工藝；投加PAM由于技術相對較成熟，適用性強，且經(jīng)濟上也是可行的，但由此造成的泥餅及濾液的處置問題將制約其發(fā)展。 此外，本研究從微觀出發(fā)，應用圖像技術與分形理論等，從形態(tài)學角度探討污泥