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摘要：随着现在经济社会的发展，城市污水处理厂污泥日益增多。针对现有的现象，本文详细介绍了几种国内的污泥脱水技术。希望能够对现用的问题有一定的作用。
关键词：城镇污水处理厂；污泥深度脱水技术；研究与应用
1化学调理污泥脱水技术
1.1化学调理原理
化学絮凝剂调理污泥的原理是加入带正电基团的絮凝剂，通过压缩双电层、电荷中和、吸附架桥和网捕作用使污泥胶体脱稳，实现固液相分离，并通过重力沉降进一步降低污泥含水量。化学调理脱水技术前期是通过化学调理剂的调理改变污泥颗粒物的粒径大小和表面电荷等性质，之后通过离心或者压滤的方式进一步去除污泥中水分，从而达到深度脱水的目的。
1.2化学絮凝剂分类
化学絮凝剂主要分为传统无机絮凝剂、新型有机絮凝剂、复合絮凝剂。传统无机絮凝剂按分子量大小可分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂；新型絮凝剂主要包括合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂和微生物絮凝剂等；复合絮凝剂是由多种无机、有机絮凝剂制备或复配而成的。
1.3化学调理污泥脱水技术的优缺点
絮凝脱水技术适用范围广，对于一些采用一般方法难以脱水的污泥也同样适用，且脱水效果好。虽然目前不断有克服传统絮凝剂缺陷的新絮凝剂被研发，但絮凝剂的生产技术尚不成熟，成本比较高，有些絮凝剂具有毒性且难生物降解，进入环境后可能产生二次污染（如聚丙烯酰胺和聚合氯化铝等），同时还可能存在生态安全隐患。总体而言，化学调理能够保证较好的脱水效果，在相当一段时间内，仍会在污泥脱水技术中发挥重要作用，但因其安全隐患最终会被新的环境友好型调理剂所取代。
2物理预处理脱水技术
2.1超声波预处理的机械脱水技术
去除污泥颗粒的表面吸附水和内部水是污泥深度脱水技术的关键，超声波预处理技术可以达到脱除表面吸附水和内部水的目的，通过能量输出的方式进行污泥脱水，其本质是超声波空化作用的应用。苏洪敏等认为当一定频率的超声波持续作用于某个液体体系时，原来存在于液体中的许多微气泡（空化核）会随之振动，并随机形成许多大小不等的小气泡。当这些气泡破灭时，将产生极为短暂的高强度压力脉冲，并在气泡周围的微小空间产生热点。瞬间热点产生高温和高压，同时还会产生很高的剪切力，将微生物的细胞壁击破。在不添加化学药剂、生物酶及其它物质的情况下，连续的高频率超声波可以溶解微生物细胞，破坏菌胶团结构，显著提高污泥的脱水性能。齐建等在研究中发现，采用超声波技术处理城市污泥时，能够产生一种海绵效应，使水分更易从波面传播产生的通道通过，从而使污泥颗粒团聚、粒径增大，当污泥粒径增大到一定程度,就会做热运动相互碰撞、粘结，最终形成沉淀。在较短的时间内，可以改变污泥的结构特性，强化污泥脱水性能。但是如果作用时间过长,污泥EPS结构遭到破坏使颗粒被完全破碎粒径变小，反而会导致脱水性能的恶化。这是由于长时间超声波的空化及机械破碎作用，污泥絮体的颗粒粒径达到数十微米，污泥的比表面积增大，使水分子紧密地吸附在颗粒表面,脱水性能反而降低。
2.2物理调理脱水技术的优缺点
物理调理预处理的优点主要为了避免污泥的二次污染，安全处置率高，有利于进一步的资源化利用，污泥经过热水解后，微生物絮体解体，细胞破裂，细胞的有机质(如蛋白质、脂肪和碳水化合物)被释放出来，因而污泥性质也发生相应的变化，具体表现为以下三点：由于细胞结合水被释放出来，污泥的脱水性能得到改善，同时避免投加难生物降解或有毒有害脱水剂对环境造成的二次污染，有利于后续污泥减量化和资源化利用。由于固体有机物的溶出和水解，污泥的厌氧消化性能也将得到改善，从而提高了后续厌氧消化效率，增加甲烷的产量。热水解使微生物裂解释放高分子有机物，为污泥资源化利用提供有利条件。
3生物调理脱水技术
3.1生物沥浸调理技术
生物沥浸技术是基于生物湿法冶金的原理研发出的生物调理技术，主要通过化能自养的嗜酸性硫杆菌和耐酸性异养菌共同对污泥进行调理，改善污泥脱水性能，同时溶出污泥重金属。污泥经生物沥浸处理并机械脱水后，重金属含量大幅减少，恶臭消除，泥饼含水率降低60%以下，污泥干基有机物几乎不损失，便于后续资源化利用.宋兴伟等通过摇瓶培养试验研究了生物沥浸技术对城市污泥离心脱水率、污泥过滤比阻和泥饼压缩系数的影响，结果表明,以亚铁离子和硫作为复合能源物质时，污泥经过生物沥浸处理后，其离心脱水率可从原始污泥的60%提高到74.4%，污泥比阻降低了79%，明显优于其他污泥处理方式，达到不添加絮凝剂，可直接机械压滤脱水的性能要求。依据污泥生物沥浸技术在无锡太湖新城污水处理厂工程运行效果，发现该技术可实现污泥深度脱水且不影响污泥泥饼有机质含量，处理后污泥饼可有效地进行资源化利用，具有较高的环境效益、社会效益和经济效益。
3.2酶预处理脱水技术
有研究认为由于EPS对絮体的高水合作用以及在污泥絮体内的黏附作用，判断EPS的含量对污泥脱水是不利的，但也有研究表明EPS有助于污泥絮体的稳定性和过滤性。通过投加蛋白酶和纤维素酶研究EPS对污泥脱水效能的影响，原污泥毛细吸水时间为9.8s，同时经蛋白酶和纤维素酶调理污泥的平均粒径分别减小13.6%和4.5%。污泥CST的升高和粒径的减小，使污泥脱水性能变差，这主要是由于蛋白酶和纤维素酶的投加使污泥EPS中主要组分蛋白质类和纤维素类物质溶解，其对污泥颗粒的黏附性能变差，证明EPS的存在对于保证絮体的稳定性和过滤性是有利的。研究发现小试试验中污泥经酶预处理后，真空抽滤泥饼含固率可达到27%，相对于原污泥含固率提高50%，然而中试规模离心脱水试验得到的污泥含固率低于20%，表明酶处理有利于提高污泥的脱水性能，但仅限于压滤脱水，这是因为酶处理减弱了污泥絮体强度，在过滤情况下可以提高脱水效果，在更高剪切水平的离心脱水时，其脱水效果会恶化。
4新型深度脱水技术
曹晨旸等研究了超声波、絮凝剂和超声波联合絮凝剂强化污泥脱水的效果。结果表明，单独采用超声波处理时，双频超声波的污泥脱水效果优于单频超声波，超声波联合絮凝剂处理时，投加硫酸铝和超声波处理使污泥脱水效果达到最佳。利用低沸点溶剂与含水率70%~80%的脱水污泥按一定比例接触后进行真空过滤并自然干化，实现了高效率机械脱水后污泥的深度脱水，污泥含水率降低至20%以下，且污泥臭味得以去除，有机物含量损失低于2%；在自然干化时发现接触溶剂后的污泥蒸发速率是原脱水污泥的5倍，证明该深度脱水技术能够在工业中大规模应用。开展了基于废油（重油、废弃润滑油、地沟油等）调理的市政污泥深度脱水技术，并得到了一种高价值的污泥产品。实验用污泥泥饼直径13cm，长约3cm，控制温度在100之间，接触反应时间为0min，结果表明，1.5cm直径的污泥泥饼样品在下接触反应6min，污泥的干固体成分从23%提高到81.9%。当脱水污泥样品直径为1cm时，温度下接触反应20min，干固体的低位热值从12.96MJ/kg升高到27.27MJ/kg，由此证明脱水污泥经废油调理深度脱水后得到了一种热值较高的产品。
5结束语
目前国内关于深度脱水的研究主要集中在脱水药剂的筛选上，然而大多数脱水药剂仍旧存在易造成二次污染的现象，今后的研究可转向环境友好型污泥调理脱水药剂的开发，如生物质粉末和微生物絮凝剂等无二次污染且有利于后续处置的药剂，同时，针对微生物絮凝剂的研发，需要降低其生产成本。
参考文献
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