在水处理技术不断发展的过程中，伴生出许多二次污染问题，剩余污泥就是其中主要问题之一。

传统污泥处理工艺如填埋法、污泥消化、土壤改良等，因污泥中含水率过高，不能高效利用污泥，造成了能源的浪费。目前，污泥处理的一个主要问题是污泥含水率过高，其热值大部分都消耗在蒸发水分上，甚至需要额外能源用于焚烧，因此污泥脱水成为了污泥处理的主要技术问题之一。

污泥脱水方法可分为自然干化和机械脱水两大类。自然干化设施常见的有干化床和干化塘，机械脱水常见的有真空脱水、压滤脱水、离心脱水、造粒脱水等多种方式。机械脱水常见的有真空脱水、压滤脱水、离心脱水、造粒脱水等多种方式。机械脱水因其脱水效果好、效率高、处理量大等优点而得到越来越广泛的应用。

1 真空脱水

真空脱水主要是利用低真空下水沸点降低的机理设计的。真空过滤机是一种利用真空脱水原理的固液分离设备。以ZPG型盘式真空过滤机为例，过滤盘由调速电机通过减速器及开式齿轮传动来驱动过滤盘，在装满料浆的槽体中以一定的转速转动。真空泵作用于过滤圆盘的某一滤扇处。在过滤吸附区，过滤介质两侧形成压力差，使固体物料吸附在滤布上形成滤饼，而滤液则经滤液管及分配头排出。当这一滤扇从料浆液位中脱离而进入脱水区后，真空的抽吸力使得滤饼中的水不断与滤饼分离，进一步从滤液管及分配头排出，滤饼得以干燥。在卸料区滤饼自滤盘上卸下，落入排料槽，由集料皮带运走。整个作业过程连续不断地重复进行。

通常真空脱水都需要对所处理的污泥进行不同的前期处理。胡晓峰通过室内试验、半工业性试验及生产实践，对锰铁高炉洗煤气含氰污泥进行了混凝沉淀、泥浆浓缩、滤饼真空脱水等研究和探讨。南素芳研究了无机混凝剂对消化污泥、活性污泥、腐殖污泥的调理效果。

随着真空脱水的发展，对于污泥的干燥特性及干燥设备的研究更加深入。陈茗、李爱民利用自制的小型实验台对真空状态下污泥的干燥特性进行了实验研究，表明污泥真空干燥与水果干燥过程不同，污泥真空干燥过程中没有恒速干燥期。张进峰、张新提出了真空带式压榨脱水机的过滤机理及过滤分离原理，然后对真空带式压榨脱水机的总体结构进行了分析，介绍了真空带式脱水机的工作原理和结构形式的选择，简要阐述了真空带式压榨脱水机的跑偏问题，提出跑偏的解决措施和直接原因分析。

但是真空过滤脱水目前应用较少，使用的机械称为真空过滤机，可用于经预处理后的初次沉淀污泥、化学污泥及消化污泥等的脱水。真空过滤机脱水的特点是能够连续生产，运行稳定，工序较复杂，运行费用较高。但是真空过滤成本较高，很少单独使用，多与其他脱水技术混合应用。

2 压滤脱水

压滤机主要是靠压力将污泥中的水分挤压出去，包括板框式压滤机、厢式压滤机、旋转压滤机、压榨脱水机、罐式压滤机等。

近年来，旋转挤压式污泥脱水机越来越受到关注，加拿大法尼亚滚压式污泥脱水机在上海龙华污水厂进行了各种污泥处理的混合试验，并通过建设部给水排水设备产品质量监督检验中心和上海市城市排水监测站的检测。同济大学李平元等指出其工作原理为：湿态污泥及混凝剂分别由污泥泵和加药泵打入装有搅拌器的混凝混合槽内，絮凝后污泥进入滚压脱水机的污泥通道。通道两旁各有一片圆形的钻有小孔的不锈钢栅格，栅格转动时把污泥带进脱水机内。滚压机圆形脱水道的前半部分0～180℃是过滤区，污泥中的水分从两旁栅格的出水孔中挤出，并由污水槽排出。污泥经过过滤区后，承受的压力越来越大，使更多水分被挤出。栅格再利用摩擦力把污泥输送到出口闸门（挤压区），污泥被挤压成泥饼。李元平等采用加拿大法尼亚公司生产的1-900/0750A型滚压式污泥脱水机进行了生产性脱水试验，证明该脱水机适用于城市污水厂混合污泥的脱水，并具有浓缩脱水一体化的功能。

随着污泥浓缩脱水技术的发展，针对不同类污泥的脱水问题又有了更深入的研究。针对含有特种物质的污泥压缩方式也开发出了新的压缩方法。黄自力等针对含锌废水采用此种絮凝磁分离（BFMS）方法对模拟某锌盐制造企业的排放废水进行处理，研究了废水pH值对Zn去除效果的影响、絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）和磁种（Fe₃O₄）对氢氧化锌沉淀物沉降性能的影响以及外加磁场对氢氧化锌絮凝体沉降性能的影响。韩虹等通过将磁粉引入絮体使之磁化并在自行研制的高梯度磁分离装置中实现磁混凝与磁分离的协同作用进行压缩脱水。

板框压滤机的构造较简单，过滤推动力大，适用于各种污泥，但不能连续运行。滚压脱水采用带式压滤机是把压力施加在滤布上，用滤布的压力和张力使污泥脱水，不需要真空或加压设备，动力消耗少，可连续生产。这种脱水方法已广泛应用。但这种脱水方法运行费用较高，还需要酰胺絮凝才能使用，这就增加了污泥的处理费用。范德顺指出旋转挤压式污泥脱水机具有结构简单、高脱水性能、结构紧凑、密闭构造、维修管理容易等优点，可用于污水处理，也可用于食品工业和医药工业的固液分离，有广泛的用途和发展前景。

3 离心脱水

离心就是利用离心机转子高速旋转产生的强大离心力，加快液体中颗粒的沉降速度，把样品中不同沉降系数和浮力密度的物质分离开。离心脱水机就是利用机械旋转产生的离心力将液态转化固态，液态转化液态，液态转化液态再转化固态等非均质混合物分离成固体和液体组分或轻相和重相组分的一种机械设备。离心过滤机分为卧式和立式。

以VMI400型卧式振动离心机为例，电机启动后皮带轮带动主轴旋转，筛篮也随主轴旋转，物料从入料管进入筛篮底部，物料中的水在离心力作用下，透过料层和筛缝，甩向机壳四周，从离心液口排出，筛篮内的物料受离心力作用紧贴筛面，在振动电机振动力作用下，料层均匀地向筛篮大端移动，脱水后的物料从筛篮大端甩出，经排料口排出。

离心脱水首先使用是在选矿上。王立龙介绍了LWZ1400×2000型离心脱水机的工作原理、结构特点和技术参数。同时指出望峰岗选煤厂应用该离心脱水机回收粗煤泥，缓解了煤泥水系统压力，提高了混煤产率，取得了良好的经济效益。

针对不同场合产生污泥所使用的离心污泥脱水机也进行了研究。徐伟中针对钢铁行业污泥的特点对离心式污泥脱水机进行了改进，使其更适合钢铁行业中污泥的脱水工艺。

离心脱水中脱水的推动力是离心力，推动的对象是固相，离心力的大小可控制，比重力大几百倍甚至几万倍，因此脱水的效果也比浓缩好。离心机可连续操作，工作场所卫生条件好，占地面积小。同时，离心脱水机结构紧凑，体积小，分离效率高，处理量大，滤饼水分低，附属设备少。大型离心脱水机内部磨损较快，而且耗电量大，噪声大。离心脱水进泥含水率要求一般为95%～99.5%，出泥含水率一般为75%～80%。目前，离心脱水机在处理厂使用比例逐渐增大。

4 造粒脱水

水中造粒脱水机是近年来发展的一种新设备，就是利用悬浮颗粒的混凝倾向，向污泥中投入少量的电解质后，使憎水性胶体颗粒电荷中和，或使亲水性胶体颗粒稳定的水合度减小以及同时出现的其它因素（如高分子化合物的交联吸附作用）来使之混凝。

絮凝造粒脱水装置由絮凝造粒脱水机及投泥浆、投药液系统组成。经斜板沉降器增稠的污水-泥浆，依靠液位之静压直接打入脱水机，由调节阀控制入机之流量。药液由药液罐稀释溶解后打入高位槽，经转子流量计计量后与泥浆棍合流入机内。主机转速由电磁调速异步电机驱动行星摆线针轮减速机，再配一级链轮和齿轮传动实现减速、调速。经脱水机分离出之清液入分离液贮罐后，循环回用或排放。泥饼则排入小车运走做肥料。

蒋素英等指出包括以下步骤：首先用碱性试剂将待处理污泥的pH调节至8～10。如污泥为含水率85%以上的污泥，则加入阴离子高分子絮凝剂；如污泥为含水率85%以下的污泥，则加入分散剂，搅拌均匀，快速形成大的絮凝体。将大絮凝体机械破碎成小絮凝体，排出颗粒中包裹的水分；在小絮凝体中再加入阴离子高分子絮凝剂，快速形成大的絮凝体；絮凝体中加入无机絮凝剂使其疏水化；将上述经化学药剂改性处理的污泥移送脱水机中机械脱水。

芮延年、闻邦椿得到了活性污泥等料浆絮凝造粒过程较佳絮凝剂用量及操作条件，并设计了低速螺旋絮凝造粒脱水强化装置，同时还推得了该装置分离效率的关联式。芮延年、陈长琦针对造粒脱水技术进行了深入的研究，尤其是絮凝剂的量对造粒脱水的影响。通过对活性污泥等料浆的强化絮凝造粒过程的试验研究，得到了该过程较佳絮凝剂用量及操作条件。

与此同时，造粒的装置也在不断地发展。马德刚，赵娴设计了一种环状电场与压力协同作用的污泥脱水造粒装置。柳建国、柳思佳设计了一种生物污泥加工设备。特别是蒋斌、侯澄友设计了一种生物有机肥造粒机的真空脱水装置，该装置由真空室、真空罐、脱水罐、真空泵通过气管顺序连接组成，真空室一端与造粒机的双轴搅拌挤压机连接，另一端与螺旋挤压机连接。其能在生物有机肥造粒前，利用真空负压将肥料中的水分抽走，使肥料适合造粒。工作时，当双轴搅拌挤压机将肥料送至真空室后，真空泵将真空室、真空罐、脱水罐造成负压，肥料中的水分在负压下蒸发，经真空罐送至脱水罐，肥料脱去大部分水分，达到造粒的水分含量要求。

造粒机构造简单，不易磨损，电耗少，维修容易。泥丸的含水率一般在70%左右。其脱水工艺，固液分离速度快；絮凝体密实、强度大、颗粒剥离性好；疏水性优、易形成自然拱架结构、透水速度快。但是造粒一般都只是脱水中的一部分，因此一般造粒脱水都要结合其他脱水方式进行。

5 结语

几种污泥机械脱水技术的比较如下表所示：

污泥脱水设备各具特点，各种设备适用于不同的场合。污水处理厂由于占地面积大，地理位置较偏僻，有大量水可以回用，可以考虑选用带式脱水机或者离心式脱水机，但是二者运行费用都较高。近年来发展起来的旋转挤压式污泥脱水机，占地面积小，同样可以连续运行，未来的应用会更适宜污水处理厂。

目前， 对污泥处置要求提高，在污泥脱水环节上实现低投资成本、低运行成本、低能耗、高污泥脱水率将是未来脱水机发展的趋势。