在污水处理过程中，通过物理、化学沉淀或生物降解会产生大量的污泥。随着我国社会经济和城市化的发展，污水处理量逐年提高，目前我国大陆已建成运转的城市污水处理厂约420座，年处理能力为113.6亿立方米。根据有关预测，我国城市污水量在未来十年还会有较大增长，2020年污水排放量将达到536×10⁸m³/d。目前城市污水处理厂每年排放的湿污泥大约有6000万m³（以含水率99.5%计），而且每年以10%的速度在增长，这些污泥不仅占体积大，同时还含有大量的有机物、细菌、病原微生物以及重金属离子等，如果得不到及时处理，会给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重的威胁。因此，根据污泥的性质，选用合适的处理工艺和设备，才能更加经济有效地处理污泥。

1 污泥的种类、性质和处理工艺

从污水厂中产生的污泥通常有初沉污泥、活性污泥和化学污泥等，其中前两种污泥的有机物含量比较高，初沉污泥的有机物成分为55%～70%，含水率96%～98%；活性污泥的有机成分为99.2%～99.5%，而活性污泥的混合性能和流动性能比初沉污泥好，类似污水状。工业废水中，采用混凝沉淀处理得到的是化学污泥，其性质取决于污水的种类和絮凝剂的种类，气味比较小，有机成分含量不高，容易浓缩和脱水。污泥在处置前必须进行处理，目的是使污泥减量、稳定、无害化以及可以综合利用等。对污泥处理的工艺通常有如下过程：

生污泥→浓缩→机械脱水→干燥焚烧→处置

或者

生污泥→浓缩→消化→机械脱水→处置

污泥的浓缩、脱水过程都是为了降低污泥中的水分，减小污泥体积，而消化是为了分解污泥中的有机物。干燥和焚烧的作用则是深入去除污泥的粘着水和去除有害成分，处置可以采用填埋、堆肥或者制砖等方法。

初沉污泥含水率为96%～98%，剩余活性污泥的含水率达99%以上。其中，污泥的浓缩过程可以将其含水率降低至95%，体积减小至原来的1/5左右，而脱水过程可以将其含水率降低至70%～80%，体积减小至原来的1/10左右，这样就给后续运输或处置带来很大的方便。

2 国内外污泥浓缩、脱水的现状

由于污泥的浓缩和脱水阶段在整个污泥处理系统中起着至关重要的作用，一些发达 在污泥脱水技术方面也在不断改进，欧美及日本各国相继制定了城市污泥处理的纲要，对污泥的处理有了明确的要求和规定，目前广泛采用机械污泥脱水的方式对污泥进行处理。随着近年来科学技术的发展和进步，以及减少占地面积和基建投资的要求，各国都在相继开发研制和使用高效连续生产、低能耗、低磨损的脱水机种类。污泥浓缩主要是分离污泥中的间隙水，方法通常有：重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩以及机械浓缩，相比之下，机械浓缩方式占地面积小，运行稳定，浓缩效率高，主要有转鼓式浓缩机、带式浓缩机和卧螺式离心机。而脱水主要是将污泥中的吸附水和毛细水分离出来，通常用机械脱水的方法，如板框压滤机、离心脱水机和带式压滤机等。之后又发展到综合性的集浓缩和脱水为一体的设备，在实际应用中体现了它的经济性和高效性。

3 污泥浓缩脱水一体机的工作原理和性能

污泥浓缩脱水一体机将浓缩和脱水功能组合为一体，占地面积小，大大节省了土建和管道费用，此外，运行灵活，节省了设备成本，只需要一台加药泵、一台只要系统、一台进料泵。污泥浓缩脱水一体机的工作原理是利用重力过滤和带式压滤。

重力过滤阶段：利用聚合物溶液对污泥絮凝，聚合物溶液在配药箱制备，利用专用搅拌器快速搅拌聚合物。在一体机的絮凝反应罐中，污泥在层流条件下产生絮凝，絮凝后的污泥无紊流地流入旋转转筒，在转筒内，污泥沿滤布切向连续滚动。污泥中的水分由于重力作用通过滤布排入集水槽，清澈的滤液作为喷淋水通过喷嘴冲洗滤布。转筒内螺旋挡板将污泥轴向输送通过转筒。在输送过程中，污泥速度变得越来越高。在转筒的末端，污泥或者由浓污泥泵排走，或者滑入一个斜槽，分布到带式压滤机的滤带上进一步脱水。

带式压滤阶段：污泥要经过以下步骤被脱。首先，污泥继续在一个重力粗过滤区排水，随后施以轻度压力，当污泥进入由两条逐渐靠近的滤带形成的楔形区，压力稍微有些增加。在楔形区，污泥排出大量水，由楔形区通向中度压力区。在此，滤带绕着两个大口径的带孔转筒运行，然后污泥进入高压区，滤带绕着一组直径逐渐减小的轧辊运行。在高压区，压力不断增加，还有增加的反向剪切力作用于污泥。剪切力是由于滤带在通过轧辊时，不断改变角速度而产生的。脱水后的泥饼通过螺旋输送机排走。

浓缩脱水一体机适用于各种污泥的连续脱水，如原污泥、剩余污泥、消化污泥、好氧稳定污泥和各类工业污泥。

4 污泥浓缩脱水一体机的优势

污泥浓缩脱水一体机是近年来国际上普遍采用的污泥处理 设备，它具有工艺流程简单、自动化程度高、运行连续、控制操作简便和工作过程可调节等一系列优点，并且省却了污泥浓缩池，在一定程度上节省了建设资金，正得到越来越广泛的应用。

浓缩脱水一体机与带式压滤机相比，具有以下优点：

（1）污泥流入转筒避免了对絮凝物的破坏，同时避免由于污泥的流量和干物质含量被动造成污泥溢出。

（2）污泥在旋转的转筒内产生絮凝，污泥由于自身重力作用自动形成很高的固体物含量。

（3）转筒的转速不依赖于滤带速度，可以单独调整，因此，可以使用不同性质的污泥。

（4）由于预脱水和压滤部分装有不同性能的滤布，因此，被溶解物质（如含钙的污水）的淤积对于脱水带只有很小的影响，而对于无预脱水转筒的带式压滤机，则会影响整个脱水带的过滤性能。

（5）转筒不停地旋转运动，每次转动只需要几秒钟，从而达到了滤布的自清洁（带式过滤区旋转一次需要5～10分钟）。

（6）通过预脱水转筒于压滤部分的带式过滤区连接，可产生很高的有效过滤面积。一般带机的有效过滤面积为6～8.5m²，而一体机为9.5m²。

浓缩脱水一体机与离心脱水机相比，具有以下优点：

（1）离心机比一体机消耗絮凝剂的量高出约1/3，能耗为一体机的5倍，如处理能力为80m³/h时，功率高达200kW的转子为易损件，作为精密部件，只能由制造商在工厂更换，因此维修费用很高。

（2）离心机房必须装备升降机用于设备的更换和维修，而且机器的噪音大，必须安装隔音板。

（3）离心机运行时如果不加絮凝剂，固体捕获率只能达到50%，即有50%的固体物在脱水过程没有被去除。

5 污泥浓缩脱水一体机的应用与发展

污泥浓缩脱水一体机在国外的使用已经非常广泛，在国内，也已经有越来越多的污水厂利用一体机，例如昆明 污水处理厂安装有污泥浓缩脱水一体机，单台处理能力为50m³/h；淮北污水处理厂安装有污泥浓缩脱水一体机，单台处理能力为60m³/h；杭州萧山污水处理厂、昆明第六污水处理厂、北京清河污水处理厂均安装有污泥浓缩脱水一体机，单台处理能力为90m³/h；昆明第三污水处理厂安装有污泥浓缩脱水一体机，单台处理能力为120m³/h。能够将进泥99.5%左右的含水率降低到80%以下。

以杭州萧山污水厂为例，安装有两台污泥浓缩脱水一体机，单台处理能力为90m³/h，配有制药系统，每吨干泥消耗絮凝剂3～5kg干粉，配制成浓度0.1%的药液通过加药泵在管道混合器中与污泥充分混合，然后一起进入一体机的反应罐中。进泥的含水率、进泥量、絮凝剂的投加量、转鼓的转速、滤布张力、滤布冲洗水的水量水压等都会影响脱水机的脱水效果。在运行过程中，随时调整脱水机的工作状态，能够保证出泥的含水率为80%以下。

6 小结

综上所述，污泥浓缩脱水一体机由于其工艺流程简单、自动化程度高、运行连续、控制操作简便和工作过程可调节等一系列优点，会逐步取代单一类型的脱水机。