随着人们对环境污染控制认识的加深，我国污水处理市场在未来10年里将迎来飞速发展的时代，大量的污水处理厂在各主要城市相续建成并投入运行。每座污水处理厂每天要排放含水率约99.2%的剩余污泥数百乃至上万吨，这些数量巨大的污泥将成为未来急需处理的难题。同时，污水处理厂的全部运行费用中用于处理污泥的费用约占20%～50%，所以污泥处理是污水处理系统的重要组成部分，必须予以充分重视。

常用的污泥处理技术一般包括了污泥的浓缩、脱水和干燥三方面的技术。其中污泥脱水是污泥处理较困难的一环，体积庞大的污泥不便于外运，导致其处理成本大大提高。污泥经浓缩、消化后尚有约95%～97%的含水量，体积仍很大，为方便综合利用和处置，需要对污泥作脱水处理，使液态的污泥转变成半固态。理想的脱水应当是较大限度地把水去除，同时污泥的固体颗粒则应当尽可能保留在脱水后的泥饼上，并要求这种操作所花费的费用低。目前较常用的技术有干化脱水技术、超声波脱水技术、絮凝脱水技术、流化床焚烧技术等。

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，根据热能的来源和加热方式的不同，可分为流化干燥、过热蒸汽干燥、间壁干燥、红外辐射干燥、对撞流干燥等。国内目前只有很少污泥干化厂建成运行，现在国外常见的干化工艺主要有流化床干化等形式。

干化脱水技术优点包括处理过程中污泥性状稳定、不易粘结、不易产生沼气，产生的气体难燃不易爆，干化后污泥含水率低于10%，体积减小很多，占地少、易控制、安全、稳定。其缺点是投资大，运行费用高，同时对管理和操作技术有较高要求。适用于土地紧张的大型污水处理厂或较集中的多个中小型污水处理厂污泥的集中处理。

2 超声波脱水技术

污泥中所含的水可分为自由水（70%）、菌胶团包含水（27%）、毛细管水（2%）和结合水（1%）四类。其中自由水的去除较为容易，而毛细管水和结合水虽然较难去除，但含量很少，可忽略不计。菌胶团中心为固体颗粒，周围吸附了大量的微生物极其代谢的产物（糖类、脂类、有机酸和蛋白质等），这些吸附物在菌胶团的外层形成疏水膜，包裹在有机质疏水膜中的水分称为菌胶团包含水，这部分水分很难去除，且量较大。

超声波的频率范围一般为2.0×10³～1.0×10⁶Hz，当一定强度的超声波作用于某一液体系统中时，将产生一系列物理和化学反应，并明显改变液体中的溶解态和颗粒态物质的特征。这些反应是由声场条件下大量空化泡的产生和破灭引起的。超声空化指液体中的微小气泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。在很高的声强下，液体中将产生大量空化气泡，它们随着声波改变大小并在瞬间破灭，气泡破灭时，将产生极短暂的强压力脉冲，并在气泡及其周围微小空间形成局部热点，产生高温高压（3000℃、1000个大气压）和具有强烈冲击力的微射流，能在瞬间破坏有机体的细胞壁，从何破坏菌胶团结构，提高污泥的脱水性能，同时释放到水体中的有机质还可作为厌氧发酵的营养源。

超声波对污泥的作用受超声波强度、作用时和频率的影响。目前，多数超声破解污泥的试验是在18-25kHz范围内开展的，经过试验证明，大功率超声波可以降解生物污泥，释放其中有机物；小功率超声波能够改善污泥的膨胀特性，提高污泥沉淀特性和脱水能力，达到污泥减量的目的。利用超声波处理污泥主要是要破坏菌团的物理结构，所以低频的处理效果较好。但是声波的作用机理和效应非常复杂，其它作用条件如波强度、作用时间、频率均影响到处理的效果，且它们之间还相互影响，目前对操作条件的优化还没进行系统的研究。

3 絮凝脱水技术

在污泥处理中，常采用投加絮凝剂来改善污泥的脱水性能，其作用原理为通过投加絮凝剂，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，促使污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，从而提高污泥的脱水性能。絮凝剂的结构、投加量、投加方式和污泥成份都影响到污泥的沉淀效果。常用的絮凝剂可以分为无机絮凝剂（铝盐和铁盐）、有机絮凝剂（高分子化合物PAM等）以及微生物絮凝剂。

从处理原理来看，无机絮凝剂主要是通过中和作用促使污泥微粒凝聚来达到分离污泥的作用，而有机絮凝剂除了中和作用外还利用长分子链的吸附架桥作用将水中细小颗粒吸附并纠缠在一起，更易形成较大的颗粒。相比较而言，有机絮凝剂用量少，无腐蚀性，但成本偏高。很多处理厂为降低污泥调质的综合费用进行大量实验，通过两种或两种以上的复合药剂进行调质，在提高处理效果的情况下有效降低成本。比较常用的组合有：

（1）先加三氯化铁再加阴离子PAM或者先加三氯化铁再加弱阳离子PAM，此方法是先通过三氯化铁中和作用使污泥胶体颗粒脱稳，再通过高分子的聚丙烯酰胺的吸附架桥作用，形成较大的絮体。

（2）聚合氯化铝与弱阳离子PAM组合。

（3）石灰与阴离子PAM组合。

（4）聚合氯化铝与三氯化铁或硫酸铝组合。

（5）阳离子PAM与一些助凝剂（细炉渣、木屑等）合用。

微生物絮凝剂（Microbial Flocculants，MBF）是利用生物技术，从微生物机体中或其分泌物提取、纯化而得到的一种安全、高效且能自然降解的新型水处理剂。与传统无机和有机高分子絮凝剂相比MBF具有很多独特的性质和特点：

（1）高效性：对活性污泥的絮凝速度较快，且絮凝物更易过滤去除；

（2）无毒性：天然有机高分子，对人类和环境无毒害；

（3）易降解：其主要成分为纤维素、蛋白质、粘多糖、DNA等，可生化；

（4）应用范围广，脱色效果好。

该法目前还不太成熟，但作为一种非常理想的污水脱水前的调理剂其发展前景非常广阔。

絮凝脱水适用于脱水性能比较差、一般方法难以处理的污泥，但成本比较高，一些絮凝剂还可能存在生态安全隐患。絮凝沉淀在水处理中的应用较为广泛，特别是给水处理，在污泥处理中的大规模有效应用还在研究中。

4 流化床焚烧

流化床焚烧炉为圆筒形，气体由底部通入，经配气板均匀送入炉堂，炉膛的下端为一次燃烧区，在稳定的气流吹动下，污泥在配气板上方呈悬浮态浮态，状似液体沸腾，故称之为“流化态”。污泥干化后质量减轻开始上浮进入二次燃烧区，此区温度为850℃左右，二噁英可被分解。烟尘从炉顶排出，进入余热锅炉，然后再进入烟气洗涤塔，去除重金属、灰尘和硫、氯、氟、氮氧化物等有害物质。

该法具有燃料适应性广、燃烧效率高、符合调节范围大且速度快、环境污染小易于实现灰渣的综合利用等特点，但同时投资大，运转费用高，且污泥中的重金属成分经过燃烧后难于处理，目前还处于小规模试验应用阶段，但是土地资源的紧缺和人们用堆肥对土地污染认识的深化，污泥的焚烧处理将逐渐被重视。

5 小结

随着工业和城市的发展，污水处理率的提高，城市污泥产量必然越来越大，有效处理污泥将成为污水厂运行的主要部分，而其中关键的一步就是如何提高污泥的脱水率。以上所介绍的这些污泥脱水方法各有优缺点，不同的污水处理厂应根据各自的相关条件（处理水质、处理规模、气候等）加以选择。

从这几种常用的污泥脱水方法的研究可以看出，目前的研究主要有三个方向：

（1）是改进加热和传热方式使水蒸发，如干化和焚烧技术。

（2）是改变污泥颗粒的结构，破坏菌胶团表面的有机质疏水膜，如超声波处理技术。

（3）是改变污泥胶粒表面的双电层结构，如混凝技术。相信随着研究的不断深入和技术的不断成熟，这些方法将会为污泥的处理提供更多的选择。