在污水處理過程中，通過物理、化學沉淀或生物降解會產生大量的污泥。隨著我國社會經濟和城市化的發展，污水處理量逐年提高，目前我國大陸已建成運轉的城市污水處理廠約420座，年處理能力為113.6億立方米。根據有關預測，我國城市污水量在未來十年還會有較大增長，2020年污水排放量將達到536×10⁸m3/d。目前城市污水處理廠每年排放的濕污泥大約有6000萬m3（以含水率99.5%計），而且每年以10%的速度在增長，這些污泥不僅占體積大，同時還含有大量的有機物、細菌、病原微生物以及重金屬離子等，如果得不到及時處理，會給水體和大氣帶來二次污染，不但降低了污水處理系統的有效處理能力，而且對生態環境和人類活動構成了嚴重的威脅。因此，根據污泥的性質，選用合適的處理工藝和設備，才能更加經濟有效地處理污泥。

1 污泥的種類、性質和處理工藝

從污水廠中產生的污泥通常有初沉污泥、活性污泥和化學污泥等，其中前兩種污泥的有機物含量比較高，初沉污泥的有機物成分為55%～70%，含水率96%～98%；活性污泥的有機成分為99.2%～99.5%，而活性污泥的混合性能和流動性能比初沉污泥好，類似污水狀。工業廢水中，采用混凝沉淀處理得到的是化學污泥，其性質取決于污水的種類和絮凝劑的種類，氣味比較小，有機成分含量不高，容易濃縮和脫水。污泥在處置前必須進行處理，目的是使污泥減量、穩定、無害化以及可以綜合利用等。對污泥處理的工藝通常有如下過程：

生污泥→濃縮→機械脫水→干燥焚燒→處置

或者

生污泥→濃縮→消化→機械脫水→處置

污泥的濃縮、脫水過程都是為了降低污泥中的水分，減小污泥體積，而消化是為了分解污泥中的有機物。干燥和焚燒的作用則是深入去除污泥的粘著水和去除有害成分，處置可以采用填埋、堆肥或者制磚等方法。

初沉污泥含水率為96%～98%，剩余活性污泥的含水率達99%以上。其中，污泥的濃縮過程可以將其含水率降低至95%，體積減小至原來的1/5左右，而脫水過程可以將其含水率降低至70%～80%，體積減小至原來的1/10左右，這樣就給后續運輸或處置帶來很大的方便。

2 國內外污泥濃縮、脫水的現狀

由于污泥的濃縮和脫水階段在整個污泥處理系統中起著至關重要的作用，一些發達 在污泥脫水技術方面也在不斷改進，歐美及日本各國相繼制定了城市污泥處理的綱要，對污泥的處理有了明確的要求和規定，目前廣泛采用機械污泥脫水的方式對污泥進行處理。隨著近年來科學技術的發展和進步，以及減少占地面積和基建投資的要求，各國都在相繼開發研制和使用高效連續生產、低能耗、低磨損的脫水機種類。污泥濃縮主要是分離污泥中的間隙水，方法通常有：重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮以及機械濃縮，相比之下，機械濃縮方式占地面積小，運行穩定，濃縮效率高，主要有轉鼓式濃縮機、帶式濃縮機和臥螺式離心機。而脫水主要是將污泥中的吸附水和毛細水分離出來，通常用機械脫水的方法，如板框壓濾機、離心脫水機和帶式壓濾機等。之后又發展到綜合性的集濃縮和脫水為一體的設備，在實際應用中體現了它的經濟性和高效性。

3 污泥濃縮脫水一體機的工作原理和性能

污泥濃縮脫水一體機將濃縮和脫水功能組合為一體，占地面積小，大大節省了土建和管道費用，此外，運行靈活，節省了設備成本，只需要一臺加藥泵、一臺只要系統、一臺進料泵。污泥濃縮脫水一體機的工作原理是利用重力過濾和帶式壓濾。

重力過濾階段：利用聚合物溶液對污泥絮凝，聚合物溶液在配藥箱制備，利用專用攪拌器快速攪拌聚合物。在一體機的絮凝反應罐中，污泥在層流條件下產生絮凝，絮凝后的污泥無紊流地流入旋轉轉筒，在轉筒內，污泥沿濾布切向連續滾動。污泥中的水分由于重力作用通過濾布排入集水槽，清澈的濾液作為噴淋水通過噴嘴沖洗濾布。轉筒內螺旋擋板將污泥軸向輸送通過轉筒。在輸送過程中，污泥速度變得越來越高。在轉筒的末端，污泥或者由濃污泥泵排走，或者滑入一個斜槽，分布到帶式壓濾機的濾帶上進一步脫水。

帶式壓濾階段：污泥要經過以下步驟被脫。首先，污泥繼續在一個重力粗過濾區排水，隨后施以輕度壓力，當污泥進入由兩條逐漸靠近的濾帶形成的楔形區，壓力稍微有些增加。在楔形區，污泥排出大量水，由楔形區通向中度壓力區。在此，濾帶繞著兩個大口徑的帶孔轉筒運行，然后污泥進入高壓區，濾帶繞著一組直徑逐漸減小的軋輥運行。在高壓區，壓力不斷增加，還有增加的反向剪切力作用于污泥。剪切力是由于濾帶在通過軋輥時，不斷改變角速度而產生的。脫水后的泥餅通過螺旋輸送機排走。

濃縮脫水一體機適用于各種污泥的連續脫水，如原污泥、剩余污泥、消化污泥、好氧穩定污泥和各類工業污泥。

4 污泥濃縮脫水一體機的優勢

污泥濃縮脫水一體機是近年來國際上普遍采用的污泥處理 設備，它具有工藝流程簡單、自動化程度高、運行連續、控制操作簡便和工作過程可調節等一系列優點，并且省卻了污泥濃縮池，在一定程度上節省了建設資金，正得到越來越廣泛的應用。

濃縮脫水一體機與帶式壓濾機相比，具有以下優點：

（1）污泥流入轉筒避免了對絮凝物的破壞，同時避免由于污泥的流量和干物質含量被動造成污泥溢出。

（2）污泥在旋轉的轉筒內產生絮凝，污泥由于自身重力作用自動形成很高的固體物含量。

（3）轉筒的轉速不依賴于濾帶速度，可以單獨調整，因此，可以使用不同性質的污泥。

（4）由于預脫水和壓濾部分裝有不同性能的濾布，因此，被溶解物質（如含鈣的污水）的淤積對于脫水帶只有很小的影響，而對于無預脫水轉筒的帶式壓濾機，則會影響整個脫水帶的過濾性能。

（5）轉筒不停地旋轉運動，每次轉動只需要幾秒鐘，從而達到了濾布的自清潔（帶式過濾區旋轉一次需要5～10分鐘）。

（6）通過預脫水轉筒于壓濾部分的帶式過濾區連接，可產生很高的有效過濾面積。一般帶機的有效過濾面積為6～8.5m2，而一體機為9.5m2。

濃縮脫水一體機與離心脫水機相比，具有以下優點：

（1）離心機比一體機消耗絮凝劑的量高出約1/3，能耗為一體機的5倍，如處理能力為80m3/h時，功率高達200kW的轉子為易損件，作為精密部件，只能由制造商在工廠更換，因此維修費用很高。

（2）離心機房必須裝備升降機用于設備的更換和維修，而且機器的噪音大，必須安裝隔音板。

（3）離心機運行時如果不加絮凝劑，固體捕獲率只能達到50%，即有50%的固體物在脫水過程沒有被去除。

5 污泥濃縮脫水一體機的應用與發展

污泥濃縮脫水一體機在國外的使用已經非常廣泛，在國內，也已經有越來越多的污水廠利用一體機，例如昆明 污水處理廠安裝有污泥濃縮脫水一體機，單臺處理能力為50m3/h；淮北污水處理廠安裝有污泥濃縮脫水一體機，單臺處理能力為60m3/h；杭州蕭山污水處理廠、昆明第六污水處理廠、北京清河污水處理廠均安裝有污泥濃縮脫水一體機，單臺處理能力為90m3/h；昆明第三污水處理廠安裝有污泥濃縮脫水一體機，單臺處理能力為120m3/h。能夠將進泥99.5%左右的含水率降低到80%以下。

以杭州蕭山污水廠為例，安裝有兩臺污泥濃縮脫水一體機，單臺處理能力為90m3/h，配有制藥系統，每噸干泥消耗絮凝劑3～5kg干粉，配制成濃度0.1%的藥液通過加藥泵在管道混合器中與污泥充分混合，然后一起進入一體機的反應罐中。進泥的含水率、進泥量、絮凝劑的投加量、轉鼓的轉速、濾布張力、濾布沖洗水的水量水壓等都會影響脫水機的脫水效果。在運行過程中，隨時調整脫水機的工作狀態，能夠保證出泥的含水率為80%以下。

6 小結

綜上所述，污泥濃縮脫水一體機由于其工藝流程簡單、自動化程度高、運行連續、控制操作簡便和工作過程可調節等一系列優點，會逐步取代單一類型的脫水機。