中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430010；上实环境控股（武汉）有限公司 湖北武汉 430074
摘要：随着经济的发展以及城市的扩张，新的污水处理厂建成投产，污泥的排放量也不断增加，污泥的处理处置成为大宗关注的焦点。本文阐述了污泥脱水性能影响因素，介绍了近年来城市污泥传统、常用及新型的污泥调理及脱水技术，并基于当下最新技术研究成果，对未来研究方向进行了展望。
关键词：剩余污泥，脱水性能，污泥调理，污泥脱水
随着我国国民经济的迅速发展以及生活水平的持续改善，城市污水处理率不断提高。截止2016年9月，全国共有污水处理厂3976座，污泥年产量超过3×107t，是全球最大的污泥产生国[1]。污泥处理设施投资相对较高，占到了工程投资和运行费用的24%~45%。此外，污泥成分复杂，含有大量的有毒有害物质，若不妥善处理与处置，将对环境造成严重的二次污染。
1、污泥的成分及分类
污泥来源不同，污泥个组分的种类和含量差异很大，概括来说污泥是一种以有机物为主的，组成复杂的混合物，包括有氮、磷、钾和多种微量元素的营养物质，和多种微量元素，同时可能含有大量的病原体、寄生虫（卵）、重金属和多种有毒有害的有机污染物，如不妥善处理与处置，将给生态环境及人体健康带来巨大的危害。
2、污泥的脱水技术
2.1污泥中水的存在形式及去除方式
污泥中水分的存在形式有四种：间隙水，毛细管结合水，表面吸附水以及内部结合水（表1）[2]。
.png)
2.2污泥的调理技术
按照调理机制分类，污泥的调理可分为化学法，物理发及生物法。
2.2.1化学调理技术
化学调理是指通过向污泥中添加适量的化学药剂，使其在污泥胶质微粒表面起化学反应，中和污泥胶质微粒的电荷或改变胶体的立体结构，促使污泥微粒聚成大的颗粒絮体从而改善污泥的沉降性能以及脱水性能。
影响化学调理效果的主要因素有：
1、化学药剂。调理剂种类不同，其性能也不同。无机调理剂形成的絮体颗粒细小，但絮体强度较高；有机调理剂药剂投加量较小，形成的絮体粗大，但絮体强度较低，比无机调理剂形成的絮体更容易破碎。而且一旦絮体被破坏，不论采用无机调理剂还是有机调理剂，都不易恢复到原来的状态；在采用无机调理剂或有机调理剂中的一种难以达到理想的调理效果时，可以考虑将无机和有机调理剂复配使用，有时能取得更好的调理效果。
2、污泥特性。污泥的比阻系指在一定压力下，在单位过滤介质面积上，单位重量的干污泥所受到的阻力。一般污泥比阻越大，过滤性能越差，越难脱水。r＜1.0x1011m/kg的污泥容易脱水，大于1.0x1011m/kg的污泥脱水困难。总体来说：
（1）初沉污泥的脱水性能较好，活性污泥的脱水性能一般都很差，不经调质，很难进行机械脱水；
（2）无机物含量越高，r越低。有机物含量越高，r越高。给水污泥比污水污泥容易脱水；
（3）泥龄越长的污泥，脱水性能越差；
（4）SVI值越高的污泥，其脱水性能也越差。
（5）初沉污泥与活性污泥的混合污泥，其脱水性能取决于两种污泥分别的脱水性能，以及每种污泥所占的比例。
（6）设置全过程除臭单元，污泥比阻大幅度下降。
3、温度
影响着无机盐类调理剂的水解作用，温度低于10℃，调理效果会明显变差，可通过适当延长调理时间的方法改善调理效果；使用有机高分子调理剂时，如果配制药液的母液或自来水温度过低或污泥温度过低，就会由于水的动力粘滞度和高分子调理剂溶液本身的粘度变大而不利于稀释均匀和调理混合均匀，进而影响污泥调理效果和脱水效果。
2.2.2物理调理技术
物理调理泛指通过外加能量或应力以改变污泥性质的方法。传统污泥调理主要包括热处理调理法，冷冻熔融调理法和污泥淘洗法。此外，对污泥超声波调理法、微波调理技术、磁场调理技术以及电离辐射调理技术的研究也在进行中。
2.3常见的污泥脱水技术概况
污泥脱水技术主要有干化法及机械脱水。一般大中型污水处理厂均采用机械脱水法，常用机械脱水法主要有：带式压滤、板框压滤和离心法。
2.3.1干化脱水技术
干化是一种利用热能将污泥中水分快速蒸发的处理工艺，根据热介质与污泥的接触方式可将热干化技术分为三类：直接干化法、间接干化法和直接-间接联合干化法，三种方法都可以较好的实现污泥的脱水，体现了干化技术高脱水性能的特点。近年来污泥石灰稳定干化技术得到较多应用，张水英等人[3]的研究发现，石灰稳定干化后，污泥含水率迅速降低到40%。污泥堆肥8d后含水率降低至5%，干化污泥中有机物含量由45.58%降低到8.27%，堆肥5d后大肠杆菌和粪大肠杆菌未检出。
2.3.2板框压滤脱水技术
在密闭的状态下，经过高压泵打入污泥，经板框挤压，操作压力一般为0.3~1.6MPa，甚至更高，使污泥内的水通过滤布排出。一般先在调理池内投加化学药剂，对污泥进行调理，调理后污泥经板框压滤后，泥饼含水率可达50%~85%。板框机泥饼含固率高，固体回收率搞，间歇运行，脱水设备占地面积大，投资及运行费用均较高。
2.4近年来发展的新型污泥脱水技术
2.4.1超声波脱水技术
超声波脱水技术是近年来兴起的一种主要的污泥脱水技术，它是将一定强度的超声波作用于某一液体系统中将产生一系列的物理和化学反应并明显改变液体中溶解态和颗粒态物质的特征。超声波的作用机制是通过“空化作用”和“生化学反应”[4]，两者实现了破坏菌胶团结构，提高污水脱水性能的目的。超声波脱水技术主要受超声波的强度、频率、作用时间和作用方式的影响[5]。
2.4.2微波脱水技术
20世纪90年代国内外许多专家开始将微波技术引入污泥的处理，其技术优势表现为加热速度快、热效高、热量立体传递、设备体积小等，微波技术对污泥脱水性能的调理有较大的应用前景。田禹等人研究表明，经过微波辐射处理的污泥，污泥的沉降速度明显加快，污泥沉降比较为经微波处理的最多可减少48%。且污泥的比阻较原泥降低75%左右。Menlendez研究表明在微波处理的污泥中掺入少量的合适的微波吸收体，污泥的干燥温度可以达到900℃，对污泥不仅起到干燥作用，还有分解作用。Idris利用微波加热对含硅污泥干燥，得出了温度升高和持续干燥过程在理论和试验上的一致性，并得出在较短干燥时间里产生较高干燥效率的污泥质量和热量比。
参考文献
[1]张一诺.我国城市污水处理厂污泥处置现状调研和建议[J].科技经济导刊，2016,32（1）：109.
[2]Ibeid S , Elektorowicz M , Oleszkiewicz J A. Electro-conditioning of activated sludge in a membrane electro-bioreactor for improved dewatering and reduced membrane fouling[J].Journal of Membrane Science, 2015,40（22）：136-142.
[3]张水英，张辉，甘一萍，等.城市污水处理厂污泥石灰稳定干化工艺应用研究[J].净水技术，2009,28（1）：75-77.