城市污水处理厂污泥具有含水率高，体积大，易腐败，有恶臭的特点，污泥处理处置的目的是以减容化、稳定化、无害化、资源化为原则。城市污水处理厂污泥处理处置费用高，污泥处理处置越来越引起人们的重视。

城市污水处理厂污泥浓缩工艺是污泥处理的重要环节之一，污泥浓缩的目的是减少污泥的体积，减轻后续构筑物或处理单元的压力。污泥浓缩工艺的选择主要取决于产生污泥的污水处理工艺、污泥的性质、污泥量和需达到的含固率要求。

1 污泥浓缩工艺的分类

城市污水处理厂剩余活性污泥浓缩的工艺通常有重力浓缩、机械浓缩、气浮浓缩三种。

重力浓缩本质上是一种沉淀工艺，是污泥中的固体颗粒在重力作用下沉淀和进一步浓缩的过程。

机械浓缩有离心浓缩机浓缩、带式浓缩机浓缩、转鼓浓缩机浓缩和螺压浓缩机浓缩。离心浓缩工艺的动力是离心力，离心力是重力的500～3000倍。带式浓缩机主要由框架、进泥配料装置、脱水滤布、可调泥耙和泥坝组成，污泥进入浓缩段时被均匀摊铺在滤布上，在重力作用下泥层中污泥的表面水大量分离并通过滤布空隙迅速排走，污泥固体颗粒则被截留在滤布上。转鼓浓缩机是一外壳绷有滤网的圆柱形的转鼓，滤网网孔直径约0.5mm，转鼓以水平或者以较小的倾角安装，工作时转鼓缓慢转动，转鼓内设有螺旋线，经调理好的污泥进入缓慢转动的转鼓后，污泥沿着螺旋线从转鼓的一端进到另一端。在转鼓的缓慢转动作用下，污泥絮体及颗粒间互相剪切、揉搓、引起转鼓内的污泥结构发生变化，从而使污泥中的空隙水释放。转鼓浓缩机是污泥含水率降低的一种简便高效的机械设备。螺压浓缩机的工作原理与转鼓浓缩机类似，所不同的是其绷有滤网的圆柱体外壳是固定不动的，其内部设有可转动的螺旋推进器，螺压式浓缩机以倾斜30°安装。

根据气泡形成的方式，气浮可以分为：压力溶气气浮、生物溶气气浮、涡凹气浮、真空气浮、化学气浮、电解气浮等，应用于污水处理厂中污泥气浮浓缩主要有压力溶气气浮、生物溶气气浮两种，压力溶气气浮工艺已广泛应用于剩余活性污泥浓缩中，生物溶气气浮工艺浓缩活性污泥也有应用，其它几种气浮工艺在污泥浓缩中的应用尚未见报道。

2 污泥浓缩工艺的应用

重力浓缩应用较为广泛，在我国北京酒仙桥污水厂、上海曲阳污水处理厂等都是采用重力浓缩工艺。在实际应用中，污水处理厂一般将初沉池污泥和剩余活性污泥混合后进行重力浓缩，这样可以提高重力浓缩池的浓缩效果，重力浓缩池固体表面负荷取决于2种污泥的比例，一般50～90kg/m²·d。但也有资料认为初沉池污泥和活性污泥不宜混合浓缩。

机械浓缩机一般用于污泥浓缩脱水一体化设备的浓缩段，污泥浓缩脱水一体化设备具有工艺流程简单、工艺适应性强、自动化程度高、运行连续、控制操作简单和过程可调节性强等一系列优点，正得到越来越多的设计单位和用户特别是中小型污水处理厂的关注，一体化污泥脱水设备在国内应用有推广之势。离心浓缩工艺始于本世纪20年代初，当时采用的是原始的筐式离心机，后经过盘嘴式等几代更换，现在普遍采用的是卧螺式离心机，如在我国郑州污水处理厂。

19世纪末，溶气气浮（DAF）工艺起初应用于采矿工业，20世纪20年代，溶气气浮（DAF）技术开始应用于水处理领域，自1957年 个溶气气浮（DAF）装置在纽约的Bay Park污水处理厂成功地浓缩污泥以来，溶气气浮(DAF)技术在许多 城市污水处理厂得到了广泛应用。压力溶气气浮在国外已广泛应用于城市污水处理厂的剩余污泥浓缩，M.Sugahara等对溶气气浮浓缩剩余活性污泥的主要影响因素进行了研究，Tai Hak Chung等研究了压力溶气气浮浓缩剩余活性污泥时压力和回流比的影响，Harish Arona等对压力溶气气浮浓缩污泥的性能进行了评价。L.R.J. van Vuuren等也报道了压力溶气气浮浓缩污泥的应用。我国20世纪80年代开始对溶气气浮（DAF）浓缩城市污水处理厂剩余活性污泥进行了研究，高廷耀等研究了高温酸化，中温两相甲烷化和中温单相厌氧工艺处理气浮浓缩污泥的性能。姚毅等通过对上海东区污水处理厂和彭浦新村污水处理厂的剩余活性污泥进行浓缩试验，分析讨论了污泥性质、气固比、固体负荷、气浮池高度、混凝剂及刮泥等因素对气浮浓缩效果的影响。何群彪等采用压力溶气气浮（DAF）对上海北郊污水处理厂剩余活性污泥进行了小试和中试研究，得出了压力溶气气浮技术浓缩剩余活性污泥工艺的主要设计和运行参数。我国成都市三瓦窑污水处理厂也采用了压力溶气气浮（DAF）浓缩剩余活性污泥。生物气浮浓缩工艺是1983年瑞典Simoma Cizinska开发的一种新型污泥浓缩工艺，它利用污泥的自身反硝化能力，加入硝酸盐，污泥进行反硝化作用产生气体使污泥上浮而进行浓缩。生物气浮浓缩工艺已应用在捷克的Pisek污水厂、Milevske污水厂和瑞典的BjOmlunda污水厂，我国同济大学刘军对生物气浮法浓缩剩余活性污泥的工艺也进行了研究，但在我国没有污水处理厂应用此种浓缩工艺的报道。

3 污泥浓缩工艺的发展趋势

3.1 浓缩剩余活性污泥的重力浓缩工艺逐步被其它工艺取代

随着污水排放标准不断提高，欧洲以单一去除COD为目的的污水处理工艺已不多见，代之以除磷脱氮为主要对象的生物营养物去除工艺，在我国以后的污水处理工艺亦将如此。重力浓缩法，维修管理及动力费用低，但占地面积大，卫生条件差，浓缩效果较差，不能有效地去除污泥中的水分，由于污泥在重力浓缩池停留时间长，浓缩剩余活性污泥时浓缩池中形成厌氧环境，富磷污泥在浓缩中释磷现象严重，使整个系统的除磷效果变差，使用受到了限制，在污水处理厂中会逐步被取代。

3.2 进一步完善浓缩脱水一体化设备

浓缩脱水一体化设备具有工艺流程简单、工艺适应性强、自动化程度高、运行连续、控制操作简单和过程可调节性强等一系列优点，正得到越来越多的设计单位和用户特别是中小污水处理厂用户的关注。

在采用污泥浓缩脱水一体化机的工程中，各污水处理厂的污泥进入污泥浓缩脱水一体化设备前，均有污泥贮泥池或污泥均质池（实际上相当于浓缩池），其停留时间甚至比重力浓缩池停留时间还长，如天津经济开发区污水处理厂采用德国ROEDIGER公司生产的转鼓预浓缩与带式一体化污泥脱水机，SBR反应池剩余污泥排入贮泥池，经48h沉淀后排入污泥脱水机房进行污泥脱水，进入转鼓预浓缩前的污泥含水率大多数情况在94%～96%。昆明市第三污水处理厂将含固率0.7%～0.85%的剩余污泥从ICEAS池泵入贮泥池（HRT=7hr），在池中间歇曝气间歇浓缩交替进行以防止磷的析出，并使污泥浓缩到含固率为1.5%，然后进入带式浓缩机和带式脱水机。

污泥浓缩脱水一体化设备的目标与实际应用存在一定的差距，如果把长HRT的贮泥池或污泥均质池看成是重力浓缩池的话，甚至可以认为在实际应用中污泥浓缩脱水一体化设备比传统污泥处理工艺在工艺流程上更加复杂，多了一体化设备的浓缩段，污泥浓缩脱水一体化设备需进一步完善。

3.3 研究开发低浓度污泥浓缩工艺

典型城市污水处理厂初沉污泥含水率为95%～97%，二沉污泥含水率为99.2%～99.6%，在实际工程中有些变革工艺（如重庆大学自行开发研究的一体化氧化沟工艺）排放的剩余污泥含水率更高，还有些直接从曝气池排放的剩余污泥浓度更低。

污泥浓缩脱水一体化机一般适用于进泥的含水率在99.5%以下，含水率高于99.5%的污泥不宜直接进入一体化污泥浓缩脱水机，需要先经过其它浓缩方法浓缩。实际应用上一体化设备对进泥含固率的要求更高，故需进一步研究开发对低浓度污泥浓缩技术。

4 结语

城市污水处理厂污泥处理处置问题日益引起重视，污泥浓缩是污泥处理处置的主要工艺之一。目前污泥浓缩仍以重力浓缩为主，从可持续发展的角度看，污泥浓缩脱水一体化设备的应用是污泥浓缩脱水的发展趋势，但需进一步完善污泥浓缩段设备，同时急需开发研究低浓度剩余污泥（如一体化氧化沟工艺从固液分离器排放的剩余污泥和直接从曝气池排放的剩余污泥等）浓缩技术。