1 污泥處理工藝現狀及存在問題

污水處理廠內污泥處理的主要目的是提高污泥含固率，減少污泥量，為污泥外運及處置節省資源，減少污泥占地面積，其處理包括污泥濃縮，消化，脫水等環節。在我國，隨著環境保護標準的日益提高，人們對節能減排意識的加強，大部分污水處理廠需要除磷、脫氮。有的污水處理廠常采用低負荷，長泥齡的延時曝氣法，并且取消了初沉池，因此剩余污泥成為待處理污泥的主體部分。因為剩余污泥有機物含量不高，已經得到初步穩定，故目前絕大部分污水處理廠取消了消化環節，將污泥直接濃縮脫水，已經取得較好的處理效果。剩余污泥含水率多在99.1%～99.6%，泥量約為進廠水量的1.5%～3%，在大型污水處理廠中，相對于濃縮脫水而言，此量已經較大，如果單獨采用占地大，效率低且會再次放磷的重力濃縮池，或者購置費用高，運轉能耗高的機械濃縮設備都不太理想，因此工程上常在濃縮機前設置污泥預濃縮池（或稱污泥均質池，均質池，調節池等），池內一般均配備濃縮機，以期通過重力預濃縮減少進入機械濃縮機的泥量，降低工程造價及運行費用。

大型污水處理廠污泥處理典型工藝流程為：污泥→預濃縮池→機械濃縮→機械脫水→泥餅。此處理流程綜合了重力濃縮與機械濃縮兩種方法的優點，用于大型污水處理廠的污泥處理是恰當的。

鞍鋼西區的高爐瓦斯泥處理工藝和上述工藝相似，不過預濃縮池的設計還存在一些不足，具體如下：

1.1 預濃縮池過大

調研表明，目前國內預濃縮吃體積較大，污泥在其內停留時間較長，有些甚至比傳統重力濃縮池停留時間還長，如華北市某開發區污水處理廠預濃縮池的水力停留時間為48h，剩余污泥經48h沉降后才進入轉鼓濃縮機與帶式一體化污泥脫水機；西南市某城市污水處理廠預濃縮池的水力停留時間為7d（168h），剩余污泥在池內經交替間歇曝氣間歇濃縮后，再進入帶式濃縮機和帶式脫水機。如此一來，預濃縮池較傳統重力濃縮池占地面積更大，并且也存在傳統重力濃縮池存在的缺點。

1.2 預濃縮池內污泥濃縮效率低

工程實踐及有關資料表明：在沒有外界供氧的條件下，剩余污泥將在1～3h內進入厭氧狀態，之后不僅會出現磷的再次釋放，而且還會有氮氣甚至甲烷等氣體逸出。若不改變這種狀況，預濃縮池內不僅有磷進入上清液，同時還會由于氣體的釋放而降低污泥的濃縮效率，因此目前大多數的預濃縮池均設有曝氣裝置，在污泥的沉降過程中進行間歇曝氣，這種方法雖然改變了污泥的厭氧狀態，但曝氣的干擾也嚴重地影響了污泥的沉降進程，降低了濃縮效率。

2 改進設計

2.1 在污泥進預濃縮池前充氧

生物池排出的含氧混合液一般需在無氧供給的二沉池（或同樣功能構筑物）內沉淀2～3h之后排出，排出的剩余污泥一般在1h后進入厭氧狀態，因此可以近似認為：好氧剩余污泥在無外界供氧的條件下3～4h（兩處時間之和）之后才會進入厭氧狀態，也就是說，在預濃縮前對污泥恰當充氧可以使其進入厭氧狀態的時間延長2～3h。對于大多數的污水處理廠，剩余污泥需要經過提升才能進入污泥處理系統，因此在污泥泵房內稍加改動即可實現對剩余污泥的可調節充氧，剩余污泥的含氧量應控制在合理范圍內（1～2mg/L），避免過度曝氣（難沉降）或含氧不足（沉降時間短）。

2.2 減小預濃縮池規模

如前所述，污泥在預濃縮池內停留時間過長不可避免地干擾了污泥的沉降過程，降低了濃縮效率，甚至比較短時間的預濃縮效果更差。如西南市某城市污水處理廠，其預濃縮池的水力停留時間為168h，但沉降后剩余污泥含固率僅由進池前的0.7%～0.85%提高到1.5%，相對于較大的池容，較長的濃縮時間而言，污泥減容效果不明顯。而華南市某城市污水處理廠的預濃縮水力停留時間僅為2～3h，池內無曝氣設施，剩余污泥含固率由進池前的0.6%提高到出池時的2.0%，不僅預濃縮工程造價大大降低，減容效果也十分明顯。因此，設計時宜采用污泥不進入厭氧狀態的延續時間作為預濃縮時間才比較合理。如2.1節所述，在進入預濃縮池前對剩余污泥進行了充氧的條件下，一般可取3～4h作為預濃縮時間。在此時段內污泥不存在放氣或充氧的不利影響而一直沉降濃縮，濃縮效率更高，效果反而比長時間的預濃縮更好，一般出泥含固率可達到1.5%～2.5%，改進后的污泥處理流程為：污泥→可調節充氧→預濃縮池→機械濃縮→機械脫水→泥餅。

3 結語

預濃縮+機械濃縮脫水的污泥處理工藝有機地結合了重力濃縮與機械濃縮脫水兩種方法的優點，對于大型城市污水處理廠污泥處理是經濟、恰當的。

在剩余污泥進入預濃縮池前對其進行可調節充氧，可使污泥在3～4h內不進入厭氧狀態。預濃縮池的停留時間可以縮短至3～4h，減小預濃縮池的占地，污泥在此時段內不需要曝氣補氧，濃縮效率較高，出泥含固率一般可達到1.5%～2.5%，工程投資及運行費用也大為減少。