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1 知识点
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2 课件
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3 课堂练习
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4 课后巩固
经过浓缩和消化之后的污泥含水量仍然在96%左右，体积很大，不便于运输、处理和利用，为了提高利用率和减少处置量，需要对污泥进行进一步的脱水，提高污泥泥饼的含固率。污泥脱水有自然干化法和机械脱水两种。
9.5.1污泥的自然干化
污泥的自然干化使利用天然的蒸发、渗滤、重力分离等作用使泥水分离，以达到脱水的目的，是污泥脱水方法中最经济的一种。
自然干化使用的主要构筑物是干化场（或称晒泥场），通过自然干化的污泥含水率可降低到75%左右，污泥体积大大减小，干化后的污泥呈饼状，可以直接运输。
一、自然干化场的构造
自然干化场的四周筑有围堤，中间则用围堤或木板分隔成若干块（常不小于3块）。为了便于起运污泥，每块干化场的宽度应不大于10m。围堤高度可采用0.5~1.0m，顶宽采用0.5~1.0m。围堤上建输泥槽，坡度为0.01~0.03。输泥槽上隔一段距离设放泥口，便于往干化场上均匀布泥。
干化场应设人工排水层。人工排水层的填料可分为两层，层厚各位0.2m，上层用细矿渣或砂等，下层用粗矿渣、砾石或碎石。排水层下可设不透水层，宜用0.2~0.4m厚的黏土做成。在不透水层上敷设排水管，以接纳污泥渗下的污泥水，排出的污泥水应送至污水厂进行处理。
二、自然干化的影响因素
影响自然干化的因素只要有气候条件和污泥性质。
1.气候条件
由于污泥中占很大比例的水分是靠自然蒸发而干化的，因此降水量、蒸发量、相对湿度、风速及年冰冻期对自然干化影响很大。对于降雨量大的地区，有条件的情况可以设置隔墙围挡和透明顶盖，但会增加基建费用。
2.污泥性质
污泥性质对干化效果的影响很大。如消化污泥在消化池中，承受着比大气压高的压力，并溶解了很多消化气泡，排到干化场后，压力降低，体积膨胀，气体迅速逸出，把固体颗粒挟带到泥层表面，降低水的渗透阻力，提高了污泥的渗透性能。
对于稠密的污泥，渗透性能差，水分不易从稠密的污泥层渗透过去，往往下层会形成沉淀，上层为上清液，这种性质的污泥则主要通过蒸发作用脱水。
三、自然干化法特点
自然干化法在气候干燥、有废弃土地的地区在经济上有一定的优势，但是其占地面积大、卫生条件差、不适用于大规模的污水处理厂。
9.5.2污泥的机械脱水
一、基本原理
污泥的机械脱水是以过滤介质两面的压力为推动力，使污泥中的水通过过滤介质，达到与固体物质分离的目的。过滤完成后，固体物质被截留在介质上称为滤饼，污泥水通过介质称为过滤液。过滤介质两边压力差的来源可以是在介质下方形成负压，或在介质上方加压，也可以通过施加离心力等，根据压力差来源不同可以把机械脱水法分为真空过滤脱水法、压滤脱水（板框压滤、带式压滤）法和离心脱水法。
图9-8过滤过程示意
机械脱水的基本过程如图9-8所示，过滤刚开始时，滤液仅需克服过滤介质（滤布）的阻力；当滤饼层形成后，滤液不仅要克服过滤介质的阻力还要克服其通过滤饼的阻力，这时实际上的过滤介质是由滤布和滤饼组成的。
二、机械脱水设备
一般大中型污水处理厂均采用机械脱水，机械脱水设备很多，本节主要介绍常用的真空过滤机、带式压滤机、板框压滤机和离心式脱水机。
1.真空过滤机
真空过滤是通过在滤下区保持负压而是污泥中的水分离的一种污泥脱水机械方法，常使用GP型转鼓式真空过滤机，其结构如图9-9所示。其主要部件是空心转鼓和污泥贮槽。转鼓每旋转一周依次经过滤饼形成区、吸干区、反吹区和休止区。
图9-9 转鼓式真空过滤机结构示意图
真空过滤机目前主要用于初沉池污泥和消化污泥的脱水，其特点是能够连续操作，运行稳定，可以自动控制。但缺点是过滤介质紧包在转鼓上，再生与清洗不充分，容易堵塞，影响生产效率，附属设备多，工序复杂，运行费用高。
2.板框压滤机
板框压滤机是一种典型的压力设备，即通过对污泥施加压力，使得污泥中的水透过过滤介质而分离。板框压滤机由滤板和滤框相间隔排列而成，在滤板的两面覆有滤布（多采用合成纤维织布），如图9-10所示。滤板的两侧面凸条与凹槽相间，凸条承托滤布，凹槽接纳滤液。凹槽与水平方向的底槽相连，把滤液引向出口。
图9-10 滤板和滤框
在过滤时，先将滤框和滤板相间放置在压滤机上，并在其间放置滤布，开动电机，通过压紧装置会使得两块滤板之间形成独立的压滤室，在板框和滤板上的小孔此时连城通道，污泥由此进入各压滤室，滤液在压力下通过滤布由凹槽连通的底槽收集排走，泥饼则留在滤布表面，待压滤机松开后将其剥落，完成泥水分离过程。
剥落的方式有人工剥落和机械剥落两种。人工剥落称为人工板框压滤机，需要一块一块卸下滤板和滤框，剥离污泥并清洗滤布后，再逐块安装，劳动强度大、效率低。机械剥落的压滤机称为机械压滤机，上述过程实现自动化，效率较高，劳动强度低。
板框压滤机几乎适用于任何性质的污泥，对预处理（污泥调节）的混凝剂以简单的无机絮凝剂为主，而且对其质量要求不高。由于它使用的压力高、时间长，所以脱水效果优于真空压滤机和离心脱水机，压滤之后的污泥含水率可降至50~70%。但是板框压滤机不能连续工作，操作麻烦，相对产率较低。
3.带式压滤机
带式压滤机的脱水原理主要是滚压脱水，由滚压带、滚压轴、滤布带和传动装置组成，如图9-11所示。
图9-11 带式压滤机结构示意图
带式压滤机有两种形式：一种是滚压轴上下相对，压榨的时间几乎是瞬时，但压力大，见图9-11(a)；另一种是滚压轴上下错开，依靠滤布的张力压榨污泥，因此压力较小，但压榨时间教唱歌，并且在经过滚压轴过程中，随着滚压轴的上下交错，泥饼的弯曲度交替改变（变形），对污泥的剪切作用使得泥饼进一步脱水。
带式压滤机的成功开发是基于滤带的开发和合成高分子混凝剂发展的结果，带式压滤机的滤带具有拉伸强度大、耐折性好、耐酸碱、耐高温、滤水性好、质量轻等优点。预处理用的混凝剂效果最好的是聚丙烯酰胺（PAM）。
压滤的效果受到滤带带速和压榨压力的影响，一般带速在1~2.5m/min，压力一般采用逐段增加的方式进行加压，因为如果在压榨初始阶段突然加很大压力会使得污泥被挤出滤带，同时滤饼变薄，剥离也很困难。
此外带式压滤机不能用来处理含油污泥，因为含油污泥会使得滤带有类似“防水”的效果，且容易让污泥被从侧面挤出，离开滤带。
4.离心式脱水机
离心脱水设备主要是离心机，离心机的种类很多，适用于污泥脱水的一般为卧式螺旋卸料离心脱水机，由转筒、螺旋输送器及空心轴组成，螺旋输送器与转筒由驱动装置传动，向同一个方向转动，所以污泥在呈螺旋状前进过程中，通过离心力进行泥水分离。由于输送器的转速要高于转筒，所以污泥被送出离心机。转筒转速约为1000~2000r/min，对于活性污泥，也有人认为采用5000~6000r/min的高转速更好。
离心脱水可以实现连续生产，操作方便，可自动控制，卫生条件好，占地面积小，但对污泥预处理要求较高，必须使用高分子聚合电解质作絮凝剂，投加量一般为污泥干重的0.1~0.5%。通过离心脱水后的泥渣含水率可降至70~85%，但离心设备价格较高，对维护要求较高，因此基建和运行费用相对较高。
