本节主要讲解污泥浓缩部分内容。 01 污泥所含水分分类 污泥浓缩的含义就是把含水率高的污水中的空隙水份脱除出来，以此达到减少污泥体积的目的。对于污泥中的水份分类，主要有以下四种：空隙水、毛细水、吸附水和内部水，每一种水份的占比及适合应用什么工艺脱除，分别见如下分析。 1.空隙水：占比达到65%~85%，是污泥浓缩阶段主要脱除的目标； 2.毛细水：占比达到10%~25%，可以采用自然干化和机械脱水脱除；
本节主要讲解污泥浓缩部分内容。
01 污泥所含水分分类
污泥浓缩的含义就是把含水率高的污水中的空隙水份脱除出来，以此达到减少污泥体积的目的。对于污泥中的水份分类，主要有以下四种：空隙水、毛细水、吸附水和内部水，每一种水份的占比及适合应用什么工艺脱除，分别见如下分析。
1.空隙水：占比达到65%~85%，是污泥浓缩阶段主要脱除的目标；
2.毛细水：占比达到10%~25%，可以采用自然干化和机械脱水脱除；
3.吸附水+内部水：这两部分水份占比仅有10%，可以通过干燥和焚烧工艺脱除一部分，完全脱除非常困难。
污泥水份示意图
02 污泥浓缩和机械脱水的区别与联系
对于污泥浓缩和机械脱水的区别，相信很多考友总是分不清楚，其实这两者的目的相同，但是脱水效果不同，污泥浓缩是将99%左右含水率的污泥浓度降低到96%~97%，而机械脱水是将含水率97%左右的污泥中的大部分水脱除使其含水率大幅下降，在实际生产中，带式压滤机出泥干度能达到25%，螺旋挤压机出泥干度可以达到40%，板式压滤机出泥干度可达60%，以上工艺均需要添加污泥脱水化学品。
综合起来，就可以把污泥浓缩看成机械脱水的前处理，实际上目前生产的大多数设备，都是浓缩脱水一体机。
污泥浓缩工艺主要包括重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩，这三种浓缩工艺中，重力浓缩能耗最低，气浮浓缩能耗次之，机械浓缩中的离心浓缩能耗最高。
不同浓缩工艺的污泥浓缩能耗比较
重力浓缩方法分为两种：间歇式浓缩和连续式浓缩，对于重力浓缩来说，尤为重要的一点是，当采用生物除磷工艺时，不应采用重力浓缩。
对于间歇式浓缩多用于小型污水处理厂，池型可以建成矩形或者圆形。《室外排水设计规范》第7.2.6条规定，间歇式污泥浓缩池应设置可排出深度不同的污泥水的设施。
而对于连续式浓缩多用于大中型污水处理厂，一般采取竖流式和辐流式沉淀池的形式。
▲连续式重力浓缩池
《室外排水设计规范》第7.2.1条规定，浓缩活性污泥时，重力式污泥浓缩池的设计，应符合下列要求：
1.污泥固体负荷宜采用30~60kg/(m2?d)；
2.浓缩时间不宜小于12h；
3.由生物反应池后的二次沉淀池进入污泥浓缩池的污泥含水率为99.2%~99.6%时，浓缩后的污泥含水率可为97%~98%；
4.有效水深宜为4m；
5.采用栅条浓缩机时，其外缘线速度一般宜为1~2m/min，池底坡向泥斗的坡度不宜小于0.05。
对于二沉池的设计来说，一种方法是固体负荷法，一种方法是表面水力负荷法，之前讲解的生物反应池后面的二沉池来说，用表面水力负荷法设计，用固体通量法校核，而对于污泥浓缩池来说，应用固体通量法设计，用表面水力负荷法校核，这两者有着这样的区别。
重力浓缩池总面积用以下公式计算：
▲秘五公式17-21
?A——重力浓缩池总面积，m2；
?Q——湿污泥量，m3/d；
?C——污泥固体浓度，g/L，C=1000×（1-Pw）；
?Pw——污泥含水率；
?M——浓缩池污泥固体通量，kg/(m2?d)。
浓缩后的污泥量按如下公式计算：
▲秘五公式17-26
?V2——浓缩后污泥量，m3/d；
?Q——原污泥量，m3/d；
?P1——进泥含水率；
?P2——出泥含水率。
04 气浮浓缩
气浮浓缩适合于处理易于上浮的疏水性污泥，或悬浮液很难沉降且易于凝聚的场合。气浮浓缩具备以下6点优点：
1.浓缩度高，污泥中固体物可浓缩到5%~7%；
2.固体物质回收率高达99%以上；
3.停留时间短，浓缩速度快，处理时间是重力浓缩的1/3，因此占地面积小；
4.操作弹性大，对于污泥负荷变化及四季气候变化均能稳定运行；
5.由于污泥混入空气，造成好氧环境，不易腐败发臭；
6.管理操作简单。
对于气浮浓缩的缺点，主要是基建费用和操作费用较高。
气浮浓缩需要注意的两大公式，分别为计算溶气比和表面积，其中溶气比的计算公式如下所示，对于下面公式中，需要注意P是0.1MPa的倍数。
▲公式17-27：无回流时，采用全部污泥加压
▲公式17-28：有回流时，采用回流水加压
对于气浮池表面积的计算，采用以下两公式计算，按固体负荷通量校核：
▲17-29：无回流时
▲17-30：有回流时
气浮池浓缩池水力及表面固体负荷值见下表所示。
▲气浮池浓缩池水力及表面固体负荷值
05 机械浓缩
对于机械浓缩来说，主要有三种工艺：离心浓缩、带式浓缩和转鼓浓缩，其中离心浓缩的能耗最高，机械浓缩工艺最适合生物除磷工艺污泥浓缩脱水。
对于重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩三种浓缩工艺的比较，如下表所示：
06 本节总结
对于本节来说，污泥的气浮浓缩脱水是重点难点，需要大家好好理解。
1.对于污泥中的水份分类，主要有以下四种：空隙水、毛细水、吸附水和内部水；
2.重力浓缩能耗最低，气浮浓缩能耗次之，机械浓缩中的离心浓缩能耗最高；
3.当采用生物除磷工艺时，不应采用重力浓缩；
4.气浮浓缩需要注意的两大公式，分别为计算溶气比和表面积；
5.对于重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩三种浓缩工艺的比较。
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