隨著人們對環境污染控制認識的加深，我國污水處理市場在未來10年里將迎來飛速發展的時代，大量的污水處理廠在各主要城市相續建成并投入運行。每座污水處理廠每天要排放含水率約99.2%的剩余污泥數百乃至上萬噸，這些數量巨大的污泥將成為未來急需處理的難題。同時，污水處理廠的全部運行費用中用于處理污泥的費用約占20%～50%，所以污泥處理是污水處理系統的重要組成部分，必須予以充分重視。

常用的污泥處理技術一般包括了污泥的濃縮、脫水和干燥三方面的技術。其中污泥脫水是污泥處理較困難的一環，體積龐大的污泥不便于外運，導致其處理成本大大提高。污泥經濃縮、消化后尚有約95%～97%的含水量，體積仍很大，為方便綜合利用和處置，需要對污泥作脫水處理，使液態的污泥轉變成半固態。理想的脫水應當是較大限度地把水去除，同時污泥的固體顆粒則應當盡可能保留在脫水后的泥餅上，并要求這種操作所花費的費用低。目前較常用的技術有干化脫水技術、超聲波脫水技術、絮凝脫水技術、流化床焚燒技術等。

1 干化脫水技術

干化是一種利用熱能將污泥中水分快速蒸發的處理工藝，根據熱能的來源和加熱方式的不同，可分為流化干燥、過熱蒸汽干燥、間壁干燥、紅外輻射干燥、對撞流干燥等。國內目前只有很少污泥干化廠建成運行，現在國外常見的干化工藝主要有流化床干化等形式。

干化脫水技術優點包括處理過程中污泥性狀穩定、不易粘結、不易產生沼氣，產生的氣體難燃不易爆，干化后污泥含水率低于10%，體積減小很多，占地少、易控制、安全、穩定。其缺點是投資大，運行費用高，同時對管理和操作技術有較高要求。適用于土地緊張的大型污水處理廠或較集中的多個中小型污水處理廠污泥的集中處理。

2 超聲波脫水技術

污泥中所含的水可分為自由水（70%）、菌膠團包含水（27%）、毛細管水（2%）和結合水（1%）四類。其中自由水的去除較為容易，而毛細管水和結合水雖然較難去除，但含量很少，可忽略不計。菌膠團中心為固體顆粒，周圍吸附了大量的微生物極其代謝的產物（糖類、脂類、有機酸和蛋白質等），這些吸附物在菌膠團的外層形成疏水膜，包裹在有機質疏水膜中的水分稱為菌膠團包含水，這部分水分很難去除，且量較大。

超聲波的頻率范圍一般為2.0×10³～1.0×10⁶Hz，當一定強度的超聲波作用于某一液體系統中時，將產生一系列物理和化學反應，并明顯改變液體中的溶解態和顆粒態物質的特征。這些反應是由聲場條件下大量空化泡的產生和破滅引起的。超聲空化指液體中的微小氣泡核在超聲波作用下被激化，表現為泡核的振蕩、生長、收縮及崩潰等一系列動力學過程。在很高的聲強下，液體中將產生大量空化氣泡，它們隨著聲波改變大小并在瞬間破滅，氣泡破滅時，將產生極短暫的強壓力脈沖，并在氣泡及其周圍微小空間形成局部熱點，產生高溫高壓（3000℃、1000個大氣壓）和具有強烈沖擊力的微射流，能在瞬間破壞有機體的細胞壁，從何破壞菌膠團結構，提高污泥的脫水性能，同時釋放到水體中的有機質還可作為厭氧發酵的營養源。

超聲波對污泥的作用受超聲波強度、作用時和頻率的影響。目前，多數超聲破解污泥的試驗是在18-25kHz范圍內開展的，經過試驗證明，大功率超聲波可以降解生物污泥，釋放其中有機物；小功率超聲波能夠改善污泥的膨脹特性，提高污泥沉淀特性和脫水能力，達到污泥減量的目的。利用超聲波處理污泥主要是要破壞菌團的物理結構，所以低頻的處理效果較好。但是聲波的作用機理和效應非常復雜，其它作用條件如波強度、作用時間、頻率均影響到處理的效果，且它們之間還相互影響，目前對操作條件的優化還沒進行系統的研究。

3 絮凝脫水技術

在污泥處理中，常采用投加絮凝劑來改善污泥的脫水性能，其作用原理為通過投加絮凝劑，在污泥膠質微粒表面起化學反應、中和污泥膠質微粒的電荷，促使污泥微粒凝聚成大的顆粒絮體，同時使水從污泥顆粒中分離出來，從而提高污泥的脫水性能。絮凝劑的結構、投加量、投加方式和污泥成份都影響到污泥的沉淀效果。常用的絮凝劑可以分為無機絮凝劑（鋁鹽和鐵鹽）、有機絮凝劑（高分子化合物PAM等）以及微生物絮凝劑。

從處理原理來看，無機絮凝劑主要是通過中和作用促使污泥微粒凝聚來達到分離污泥的作用，而有機絮凝劑除了中和作用外還利用長分子鏈的吸附架橋作用將水中細小顆粒吸附并糾纏在一起，更易形成較大的顆粒。相比較而言，有機絮凝劑用量少，無腐蝕性，但成本偏高。很多處理廠為降低污泥調質的綜合費用進行大量實驗，通過兩種或兩種以上的復合藥劑進行調質，在提高處理效果的情況下有效降低成本。比較常用的組合有：

（1）先加三氯化鐵再加陰離子PAM或者先加三氯化鐵再加弱陽離子PAM，此方法是先通過三氯化鐵中和作用使污泥膠體顆粒脫穩，再通過高分子的聚丙烯酰胺的吸附架橋作用，形成較大的絮體。

（2）聚合氯化鋁與弱陽離子PAM組合。

（3）石灰與陰離子PAM組合。

（4）聚合氯化鋁與三氯化鐵或硫酸鋁組合。

（5）陽離子PAM與一些助凝劑（細爐渣、木屑等）合用。

微生物絮凝劑（Microbial Flocculants，MBF）是利用生物技術，從微生物機體中或其分泌物提取、純化而得到的一種安全、高效且能自然降解的新型水處理劑。與傳統無機和有機高分子絮凝劑相比MBF具有很多獨特的性質和特點：

（1）高效性：對活性污泥的絮凝速度較快，且絮凝物更易過濾去除；

（2）無毒性：天然有機高分子，對人類和環境無毒害；

（3）易降解：其主要成分為纖維素、蛋白質、粘多糖、DNA等，可生化；

（4）應用范圍廣，脫色效果好。

該法目前還不太成熟，但作為一種非常理想的污水脫水前的調理劑其發展前景非常廣闊。

絮凝脫水適用于脫水性能比較差、一般方法難以處理的污泥，但成本比較高，一些絮凝劑還可能存在生態安全隱患。絮凝沉淀在水處理中的應用較為廣泛，特別是給水處理，在污泥處理中的大規模有效應用還在研究中。

4 流化床焚燒

流化床焚燒爐為圓筒形，氣體由底部通入，經配氣板均勻送入爐堂，爐膛的下端為一次燃燒區，在穩定的氣流吹動下，污泥在配氣板上方呈懸浮態浮態，狀似液體沸騰，故稱之為“流化態”。污泥干化后質量減輕開始上浮進入二次燃燒區，此區溫度為850℃左右，二噁英可被分解。煙塵從爐頂排出，進入余熱鍋爐，然后再進入煙氣洗滌塔，去除重金屬、灰塵和硫、氯、氟、氮氧化物等有害物質。

該法具有燃料適應性廣、燃燒效率高、符合調節范圍大且速度快、環境污染小易于實現灰渣的綜合利用等特點，但同時投資大，運轉費用高，且污泥中的重金屬成分經過燃燒后難于處理，目前還處于小規模試驗應用階段，但是土地資源的緊缺和人們用堆肥對土地污染認識的深化，污泥的焚燒處理將逐漸被重視。

5 小結

隨著工業和城市的發展，污水處理率的提高，城市污泥產量必然越來越大，有效處理污泥將成為污水廠運行的主要部分，而其中關鍵的一步就是如何提高污泥的脫水率。以上所介紹的這些污泥脫水方法各有優缺點，不同的污水處理廠應根據各自的相關條件（處理水質、處理規模、氣候等）加以選擇。

從這幾種常用的污泥脫水方法的研究可以看出，目前的研究主要有三個方向：

（1）是改進加熱和傳熱方式使水蒸發，如干化和焚燒技術。

（2）是改變污泥顆粒的結構，破壞菌膠團表面的有機質疏水膜，如超聲波處理技術。

（3）是改變污泥膠粒表面的雙電層結構，如混凝技術。相信隨著研究的不斷深入和技術的不斷成熟，這些方法將會為污泥的處理提供更多的選擇。