污泥含水率太難降？搞清楚這些，輕松降到60%以下
【谷騰環保網訊】含水率，是污泥中水分所占的質量分數，它不僅決定了活性污泥的體積，并與后續處置一起決定了污泥所采用的脫水方法。
污泥的含水率（以%表示）：
w=(m-m1)/m×100%
式中，m為活性污泥樣品的質量，單位為g；m1為樣品經105℃烘干至恒重后的質量，單位為g。
污泥的含固體率（以%表示）：
W1=1-w=m1/m×100%
污泥脫水率（以%表示）：
W(脫水)=[m(未處理)-m(處理后)]/m(未處理)×100%
若要降低污泥含水率，得到較好的污泥脫水效果，有必要對污泥進行前期處理以改變其特性。
01、影響污泥含水率的2要素——污泥顆粒、污泥中水形態
含水率一般由污泥顆粒的大小及其中固體的種類決定，污泥的相對密度為1左右。
一般情況下，固體顆粒越小，有機質含量越高，污泥含水率就越高。
同時，污泥中水的存在形態是直接導致其是否便于過濾、脫水污泥的體積大小的因素。
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污泥的水分形態通常分為4類。
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1、與固體顆粒沒有關聯的自由水。是被污泥顆粒包圍，卻并不與污泥顆粒連接的那些水，一般占總水分的70%左右。
自由水分離的過程相對簡單，可以通過重力沉淀而分離。
2、顆粒與顆粒之間毛細管內的毛細水。是被束縛在絮體與微生物的間隙和夾縫中或者由于產生毛細現象而密集聚集在細小污泥顆粒旁邊的水，約占總水分的20%。
向污泥施加外力，如施加負壓力（真空過濾）或離心力等，破壞毛細管表面張力或凝聚力去除。
3、污泥顆粒的吸附水。是污泥表面的強力吸附的水，通過吸附和粘附方式在固體顆粒表面。
只有通過改變固體顆粒的物理性狀，降低表面張力，如采用超聲波空化，酶水解等才能使吸附水從污泥顆粒上分離。
4、化學束縛水（內部水）。存在于污泥顆粒內部，吸附水和化學束縛水約占總水量的 10%。
需通過熱干燥或焚燒，使化學鍵斷裂才能釋放去除的水。
02、幾種污泥的處理工藝——濃縮、穩定、調理、脫水
一般來說，初沉污泥的含水率大約為95%至97%，剩余活性污泥的含水率也高達90%以上。
正是由于污泥具有含固率低以及顆粒結構松散等物理性質和非常不穩定的化學性質，處理難度較高，處理成本較大。
因而在最終處置之前，需要將污泥進行前期處理以改變其特性，降低污泥含水率。
1、污泥的濃縮
污泥濃縮是為了得到干凈的分離水，同時得到高濃度的濃縮污泥，縮小體積。
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重力濃縮
重力濃縮主要使用在混合污泥的濃縮。重力濃縮的工藝常用的處理設施為間隙式污泥濃縮池和連續式污泥濃縮池。
氣浮濃縮
氣浮濃縮是依賴產生的微小氣泡與污泥顆粒結合而產生的絮體，絮體的存在使得污泥顆粒的密度變得比水要小，因此在吹氣過程中會上浮，污泥顆粒上浮收集后加以濃縮即可。
離心濃縮
離心濃縮的原理為利用污泥中固、液相的密度不同，在高速旋轉的離心機中，固相和液相受到不同的離心力作用而使二者分離。
機械濃縮
機械濃縮的方式有板框壓濾、帶式壓濾等。
其中，較早應用于污泥脫水的機械是板框壓濾機，它基建投資比較大，過濾能力偏低，cod君發現采用間歇操作方式，需至少配置兩臺，但經板框壓濾處理的脫水污泥含水率低、濾液清澈、污泥濃縮時所需藥劑用量不多，比較環保。
而帶式壓濾機能比較高效的實現固液分離，它具有工藝流程簡單、操作控制簡單、可連續運行等優點，同時基建投資相對較小。
2、污泥穩定技術
用于污泥穩定的技術目前主要有厭氧消化、兩相厭氧消化、好氧消化、污泥堆肥、熱處理、石灰穩定、氯氧化、堿性穩定工藝以及自熱式高溫好氧消化的污泥穩定技術等。
厭氧消化
厭氧消化污泥在單級消化池內進行攪拌和加熱，是目前應用最廣的工藝。
不僅可以減少初沉池污泥和剩余污泥的污泥量，還可以產生沼氣來回收能源，但厭氧消化后，回流至污水處理單元的上清液中含有很高濃度的COD和氨氮。
厭氧和好氧消化相比，污泥絮體的分解機制不同，污泥在厭氧條件下發生降解時，污泥中鐵含量由于被溶解而降低，弱化了蛋白質之間的作用力，引起污泥絮體解體，從而提高了整個厭氧過程中的污泥降解率。
好氧消化
污泥好氧消化是污泥在好氧條件下長時間的呼吸，使污泥自身氧化的處理方式。
通過好氧消化，污泥中有機質含量降低，生物穩定性提高，污泥量減少，污泥沉淀脫水性能得到改善。
與厭氧消化相比，污泥好氧消化有速度快，消化程度高，運行管理簡單，污泥減量效果明顯，生物穩定性好，不產生臭味，易于脫水等優點。缺點是電耗高，二氧化碳排放量高，運行成本高。
3、污泥調理
一般認為活性污泥的SRF在（0.981~3.924）×10的12次方m/kg之間或CST值小于20s時，進行機械脫水是較為經濟與適宜的。然而未調理的活性污泥的SRF和CST一般均大于此值, 故機械脫水前, 須進行活性污泥調理。
相對于物理調理和生物調理，化學調理因操作簡單、對設備要求低、成本較低等優點而往往成為首選。
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聚合電解質調理
陽離子PAM的主要作用機理是電性中和與吸附架橋。
相關研究表明，分批式地加入聚合物（如先加鐵鹽或者陽離子聚合物，再加入廉價的陰離子聚合物）能在減少調理劑用量的同時保證脫水效果，從而有效地降低了處理成本。
但聚合電解質調理活性污泥僅僅是加快活性污泥脫水速率卻不改變活性污泥最終脫水程度。使用聚合電解質調理活性污泥的缺點在于其價格比較高，并存在一定的生物毒性。
無機鹽調理
二價和三價陽離子有利于絮體形成團聚，因此加入此類無機鹽能提髙活性污泥脫水性能。
氧化鐵或氧化鈣的加入在活性污泥絮體表面形成一層緊密堅硬的外売，這層緊密的外殼不僅能在機械脫水過程中將壓力傳遞給絮體內部，還能有效防止活性污泥絮體在高壓時解體。
比較石灰和明礬對含油污泥的脫水性能影響cod君發現兩者均有明顯的脫水改善效果且都存在一個最佳投加量，而且明礬比石灰的調理效果更好。
煅燒過的鋁鹽作為調理劑能改善活性污泥脫水性能，它能將濾餅含水率降低到60%以下。
4、污泥干化和脫水
污泥干化脫水工藝經過污泥濃縮和污泥穩定工藝后，污泥仍具有較大的體積，這時在污泥處理中常通過對污泥進行干化和脫水處理來降低污泥的含水率。常用的有自然干化及機械脫水等方法。
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自然干化
把污泥攤開放在由砂石鋪墊的干化場上，采取蒸發、滲透和清液溢流等方法使其脫水，這個過程稱之為自然干化。
自然干化主要需要的是干化場，可以是自然濾層干化場，也可以是人工搭建的濾層干化場。自然干化的缺點是占地面積大，容易產生惡臭，管理過程所需人力物力多。
機械脫水
機械脫水指通過壓濾、離心等方式來使污泥脫除水分的過程。
相對自然干化而言， 機械脫水具有占地少、惡臭小的特點，但其也具有基建投資大、維護費用高的缺點。
但機械脫水可顯著提高污泥的含固率，一般可達到 20%至 30%，得以實現濕污泥體積的減小。目前常用的機械脫水設備有真空過濾機、板框過濾機、帶式過濾機和離心機。
03、脫水減容后的污泥處置階段——污泥填埋、干化、焚燒、堆肥
污泥在進行調理、脫水減容后，還需要進一步處置，該階段即是為了實現污泥的資源化。
目前現行的處置方式有污泥填埋、堆肥、污泥干化、污泥焚燒等幾種方式，幾種處置方式各有千秋。
1、污泥填埋。
衛生、傳統、和安全填埋是污泥填埋常見的三種。
傳統填埋是一種極其簡單沒有其他處置的方法，即是將污泥不需掩埋而直接堆置在坑、塘或洼地中。顯而易見，這是一種并不科學和環保的處理方法。
這種填埋方法會使污泥中的有害物質滲入土壤和地下水，污泥產生的異味污染大氣。20世紀60年代來，對傳統填埋進行了改善，應運而生了衛生填埋。
安全填埋則是對衛生填埋又進行了改善，主要用于有害固廢的處置。
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污泥混合填埋的工藝流程
根據我國規定，污泥用于混合填埋時應符合以下要求：
污泥與生化垃圾的混合比例不能超過8%；
污泥含水率要低于60%；
嚴格控制pH在5~10之間。
現階段，隨著標準的不斷提高，污泥填埋原本的操作簡單，費用低廉等優點都受到了不斷的挑戰。主要存在以下問題：
管理體制存在一定問題；
脫水污泥含水率達不到要求；
滲濾液的處理和費用都在激增等。
2、污泥干化
常見的污泥干化種類和設備如下表所示。
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3、污泥焚燒
污泥焚燒是一種比較徹底的處置工藝。
它破壞有機質，消滅病原體，是一種能最多減少污泥體積的方法，焚燒后的污泥變為原有體積約 1/10（以污泥含水率為75%計）。
污泥焚燒適用于條件較為嚴苛的情況，或者有害物質含量高時。但是污泥焚燒前，必須先進行脫水。
污泥焚燒的 4 種方法所示如下：
利用現有垃圾焚燒爐
利用現有的工業用爐
利用火力燒煤發電廠
污泥單獨焚燒
其中，污泥單獨焚燒設備有最常見的多段爐、次之的回轉爐以及流動床爐和噴射式焚燒爐等。
4、污泥堆肥
堆肥通俗的說就是污泥中微生物發酵的意思。按照適當的比例，在污泥中投加膨松劑和調理劑。在潮濕的環境中，微生物可以腐化有機物。
污泥堆肥的優點在于可以產生利于植物吸收的養分形態，同時可以消除臭味，殺死病原體，使之無害化。污泥堆肥后，污泥顆粒具有疏松、細小、分散的形態，給其儲藏、運輸及使用都帶來了便利。
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污泥堆肥的基本工藝流程圖
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