目前國內針對污水處理廠的污泥處理的主要技術手段是穩(wěn)定后濃縮脫水，但選擇不同的污泥濃縮脫水技術和調理方法對于污水處理廠污泥的處理效果、運行費用將會產生較大影響。

1 污泥濃縮

污水處理廠的剩余污泥的含水率很高，一般達到96%～99.3%（市政污水處理廠剩余污泥含水率一般為99.2%）。污泥濃縮的目的在于降低污泥中的水分含量，減少污泥體積。以利于運輸（保持其流動性）及后續(xù)處理和處置利用。污泥中水的存在形式有以下幾種：

（1）游離水或自由水。與污泥顆粒無關，可通過過濾去除，在不同種類污泥中，其含量變化很大。

（2）毛細水。存在于污泥固體顆粒內部毛細管內，由于表面張力作用而存在，一般占污泥非自由水分的20%左右，可離心去除。

（3）間隙水。存在于污泥固體顆粒間隙中，為固體顆粒污泥所包圍，一般可通過濃縮去除，約占污泥中非自由水分的70%。

（4）表面吸附水。又稱濕存水，吸附在污泥顆粒表面并形成一層薄的水膜，其含量與顆粒表面特性有關，約占污泥非自由水分的7%，可通過蒸發(fā)、離心去除。

（5）內部水。又稱結合水，存在于顆粒內部或微生物細胞內，約占污泥非自由水分的3%，靠機械方法難以去除。

污泥濃縮常用的方法有重力濃縮、加壓過濾濃縮和離心濃縮3種，此外還有氣浮濃縮、隔膜濃縮等，但應用領域十分有限。濃縮后的污泥含水率仍會高達90%以上（市政污水處理廠濃縮污泥含水率一般為97%），故污泥濃縮僅僅能去除污泥中的部分自由水和間隙水。

2 污泥調理

由于有機污泥是以有機物微粒為主體的懸濁液，顆粒很細且具有膠體特性，與水有很大的親和力，濃縮后的含水率仍在90%～97%，尤其是活性污泥更是如此，脫水性能較差。因此，有必要對污泥進行調理，改善污泥的脫水性能，提高污泥脫水效率。污泥調理方法主要有：

2.1 污泥洗滌

污泥洗滌又稱污泥淘洗，是利用處理后的回用水與污泥混合（水：泥=2～5：1），淘洗后將污泥沉淀下來的一種預處理方法。目的是降低污泥的堿度和粘度，節(jié)省藥劑的用量，提高機械脫水的效果，降低污泥脫水的運行費用。該方法主要用于消化污泥的預處理，不適用于生污泥。生污泥洗滌效果較差，一般采取直接加藥調理。

洗滌法處理污泥簡單方便，但效果一般。

2.2 加藥調理（化學調理）

加藥調理法是通過向污泥加入助凝劑、絮凝劑等化學藥劑，促使污泥顆粒絮凝并改善其脫水性能的一種預處理方法。污泥中的固體粒子屬于細小帶負電水合粒子，會和污泥形成一種穩(wěn)定的膠體懸浮液，影響固液分離效果。加藥調理就是通過減少污泥粒子與水的親和力，使污泥粒子凝聚力增大并形成粗粒化。

其原理為：各類混凝劑產生帶正電荷的離子，與污泥顆粒上的負電荷相互吸引而中和，使電荷減小，從而降低相互間的排斥力，在范德華力作用下克服靜電排斥力而凝聚。加入混凝劑后增加了污泥中的離子濃度，通過正負電荷靜電引力，使離子相互迅速靠近，破壞污泥中原有的漫傘雙電層，使其變薄，而顆粒凝聚度增大，從而改善污泥的沉降性能和脫水性能。

加藥調理法處理效果較好，但運行成本較高。

2.3 加熱調質

污泥加熱調質又稱污泥蒸煮處理，通過加熱使部分有機質分解、親水性有機膠體分解、細胞分解，細胞膜中的水分游離出來，從而改善污泥濃縮及脫水性能。該方法對于活性污泥的脫水預處理特別有效。其優(yōu)點是調質效果較好，濾餅不增容，可滅菌；缺點是換熱器易腐蝕結垢，蒸汽口有惡臭，設備較復雜，費用較高。

污水處理廠附近有可利用的廢熱時可以考慮采用加熱法處理污泥。

2.4 凍融調理

凍融調理法是將污泥冷凍至零下20℃后再融化的一種改善污泥沉降性能的預處理方法。

其原理為：由于溫度大幅度變化，使污泥膠體脫穩(wěn)凝聚且細胞膜破裂，細胞內水分游離出來，從而提高了污泥的沉降性能和脫水性能，沉降速度可提高2～6倍，過濾產率可提高到200kg/m2·h，濾餅含水率為50%～70%。目前已被廣泛應用于給水污泥處理。其優(yōu)點是無需加混凝劑，不增加濾餅量。

以污泥做肥料再利用時，為防止有效成分分解常采用凍融法。

3 污泥脫水

污泥濃縮后，用物理方法進一步降低污泥的含水率，便于污泥的運送、堆積、利用或作進一步處置。污泥脫水有自然蒸發(fā)法和機械脫水法兩類。習慣上稱機械脫水法為污泥脫水，稱自然蒸發(fā)法為污泥干化。

3.1 自然蒸發(fā)法

將濃縮后的污泥在污泥干化場上鋪成薄層，污泥所含水分一部分自然蒸發(fā)，一部分滲入土壤或濾水層。滲濾水通過鋪設在地下的排水管集中排走。排水管下面還須用粘土壓實形成不透水層（或鋪設防滲膜），以防止污染地下水。這種方法可使污泥的含水率降到65%～80%，污泥已沒有了流動性，可用作肥料。夏季溫度高，蒸發(fā)量大，周期短，污泥自然蒸發(fā)一般也需要10天以上，因此占地面積較大。此法在干燥少雨且土地資源較寬裕的地區(qū)可以采用，還可以作為機械脫水系統(tǒng)的事故應急處置方法。

自然蒸發(fā)法方法簡單，易于管理，但占地大，受氣候影響大，衛(wèi)生條件差，對某些不易脫水的污泥效果不好。

3.2 機械脫水法

在污泥采用機械脫水前，一般先采用加藥調理法，用化學調理的措施改善污泥的脫水特性，提高效率。凍融調理措施也是常用的一種污泥調節(jié)措施，能破壞污泥的親水膠體結構，并大幅度提高脫水率。

常用的機械脫水法有：

（1）真空過濾法

機械型式較多，分為轉鼓式、盤式、帶式等多種。水處理行業(yè)中多使用轉鼓式，一般是用橫斷面為圓形的滾筒，外張濾布，部分浸入污泥槽中。滾筒內抽為真空，部分水分透過濾布排出，污泥被截留在濾布上后隨著滾筒的轉動脫落下來，收集處理。脫水后的污泥的含水率約為80%。

（2）加壓過濾法

加壓過濾法分為帶式壓濾、鼓式壓濾和板框壓濾等。目前在水處理行業(yè)的污泥脫水中，大多使用帶式壓濾機，污泥用濾布擠壓脫水，壓力為3～5kgf/cm2。脫水后污泥含水率為70%～85%。

（3）離心分離法

離心脫水機分為立式和臥式兩種，目前國內水處理行業(yè)主要使用臥式離心脫水機中的臥式螺旋沉降離心機形式（簡稱臥螺離心機），離心機轉速為2000～4000轉/分。污泥中的固體物在離心作用下向離心機轉筒周壁上密集，并經(jīng)固定在中軸上的螺旋葉片推出筒外收集。離心分離法的優(yōu)點是容易操作，比上述兩種過濾法節(jié)省運行費用；但分離液中仍有50%～60%的懸浮物，會給后續(xù)處理造成一定困難。

機械脫水法占地面積較小，不受氣候條件影響，脫水效果比較穩(wěn)定，但需要設備和動力，管理比較復雜。

3.3 污泥脫水設備選型

一般大中型污水處理廠均采用機械脫水，使用較多的是帶式壓濾機、臥螺離心機兩類。

3.3.1 帶式壓濾脫水機

帶式壓濾脫水機是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串有規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形經(jīng)過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細水擠壓出來，獲得含固量較高的泥餅，從而實現(xiàn)污泥脫水。

一般帶式壓濾脫水機由濾帶、輥壓筒、濾帶張緊系統(tǒng)、濾帶調偏系統(tǒng)、濾帶沖洗系統(tǒng)和濾帶驅動系統(tǒng)構成。作機型選擇時，應從以下幾個方面加以考慮：

（1）濾帶。要求其具有較高的抗拉強度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點，同時還應考慮污泥的具體性質，選擇適合的編織紋理，使濾帶具有良好的透氣性能及對污泥顆粒的攔截性能。

（2）輥壓筒的調偏系統(tǒng)。一般通過氣動裝置完成。

（3）濾帶的張緊系統(tǒng)。一般也由氣動系統(tǒng)來控制。濾帶張力一般控制在0.3～0.7MPa，常用值為0.5MPa。

（4）帶速控制。不同性質的污泥對帶速的要求各不相同，即對任何一種特定的污泥都存在一個較佳的帶速控制范圍，在該范圍內，脫水系統(tǒng)既能保證一定的處理能力，又能得到高質量的泥餅。

帶式壓濾脫水機受污泥負荷波動的影響較小，并具有出泥含水率較低且工作穩(wěn)定能耗小、管理控制相對簡單、對運轉人員的素質要求不高等特點。同時，由于帶式壓濾脫水機進入國內較早，已有相當數(shù)量的廠家可以生產這種設備。在污水處理工程建設決策時，可以選用帶式壓濾機以降低工程投資。

3.3.2 臥式離心式脫水機

臥式離心脫水機的核心部分由轉鼓和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉軸送入脫水機后，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被甩入轉鼓腔內。污泥顆粒比重較大，因而產生的離心力也較大，被甩貼在轉鼓內壁上后形成固體層；水密度小，離心力也小，只在固體層內側產生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到錐端，經(jīng)周圍的出口連續(xù)排出，匯集后排出脫水機。

臥式離心脫水機的關鍵部件是轉鼓，轉鼓的直徑越大，脫水處理能力就越大，污泥的含固率就越高，但由于其制造及運行成本都相當高，很不經(jīng)濟。使用過程中，轉速是一個重要的控制參數(shù)，控制轉鼓的轉速，使其既能獲得較高的污泥含固率又能降低能耗，是離心脫水機運行效果的關鍵。目前，多采用低速離心脫水機。在進行離心式脫水機選型時，因螺旋的外緣極易磨損，對其材質要有特殊要求。新型離心脫水機螺旋外緣大多做成裝配塊，以便更換。裝配塊的材質一般為碳化鎢，價格昂貴。

臥式離心脫水機有噪音大、能耗高、處理能力較低等缺點。國內目前只有為數(shù)不多的幾個企業(yè)可以生產小型離心脫水機，如果選擇大型離心脫水機，就只能依靠進口，這樣就會增加工程投資。同時，離心脫水機受污泥負荷的波動影響較大，對運行人員的素質要求較高。近幾年來，隨著科技進步，離心式脫水機的應用范圍越來越廣泛，其泥餅含固率可達30%以上，而且操作也是在全封閉的環(huán)境中進行，脫水機周圍沒有污泥、污水及惡臭，大大改善了運行人員的工作環(huán)境。

4 超聲波技術在污泥脫水中的應用

利用超聲波處理濃縮污泥是采用超聲波段為20～100kHz的聲波對經(jīng)消化單元處理后的污泥進行處理。該方法可有效提高沼氣生成量，增強對有機物的降解能力，提高污泥脫水能力，破壞分解污泥中的絲狀菌，使整個生化處理系統(tǒng)的剩余污泥減量化，降低運行成本。

超聲波處理污泥是近幾年國際上新推出的污泥處理輔助技術。德國已經(jīng)開始推廣使用超聲波技術處理濃縮污泥，英國、瑞典、美國、澳大利亞等 也在測試這項技術。實驗顯示，濃縮污泥經(jīng)過超聲波處理后再進行厭氧消化，可以更有效地分解污泥和細菌，而且可以產生更多甲烷，并且處理過程不會產生其他副產品。歐洲 的應用經(jīng)驗證明，使用超聲波技術可使分解污泥的效率和沼氣發(fā)生率都提高20%以上。

超聲波處理濃縮污泥技術的控制參數(shù)（如超聲波降解的時間、密度和濃度等），必須依污泥成分并經(jīng)過實驗確定。因此超聲波技術在國內污泥處理領域的真正推廣應用尚需時日。

5 結語

污水處理廠的污泥處理作為一類成熟技術也存在著很多不足，因此無論采用哪種技術都必須根據(jù)應用對象的實際情況，有針對性地選擇。此外，還需要注意污泥處理的目標是在減量化、無害化的基礎上實現(xiàn)資源化，污泥處理技術的選擇應該立足長遠，充分考慮到污泥作為一種資源應該被合理有效利用。