污泥脫水研究現(xiàn)狀與新認(rèn)識(shí)

  隨著各國對(duì)污水治理的日益重視和城市污水處理廠不斷新建，污泥的產(chǎn)量不斷地增長，污泥的快速有效處理已經(jīng)刻不容緩。污泥具有含水率高、含有大量病原體和微生物等有害生物、重金屬及有機(jī)物含量高等特點(diǎn)，若在排放前不經(jīng)處理，則會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。通常情況下，污泥處理所需費(fèi)用高達(dá)整個(gè)污水治理廠建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用的50%～60%，因此，污泥的處理面臨著巨大的挑戰(zhàn)。經(jīng)過不斷發(fā)展，污泥脫水已經(jīng)擺脫了早期的自然干化，在理論及技術(shù)上都取得了較大的進(jìn)步，機(jī)械脫水不斷完善，電滲技術(shù)、絮凝技術(shù)、超聲波技術(shù)及其它污泥調(diào)理改性手段受到廣泛關(guān)注和研究。由于成本、施工等因素，目前國內(nèi)外污水處理廠的污泥脫水方式仍以機(jī)械脫水為主。但機(jī)械脫水無法滿足更有效的污泥處置。所以，污泥脫水研究的重要內(nèi)容就是要改變“脫水實(shí)踐嚴(yán)重落后于理論研究”這一現(xiàn)狀。
無論選取何種脫水技術(shù)和設(shè)備，污泥脫水的目的是實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，其本質(zhì)是通過特定的脫水設(shè)備實(shí)現(xiàn)固-液分離，在高含水率的濃縮污泥上施加作用場以得到低含水率的目標(biāo)污泥。脫水過程的理論核心是作用場之間以及作用場與污泥之間的相互作用，其技術(shù)核心是合理高效的脫水設(shè)備。已有的污泥脫水理論和實(shí)驗(yàn)研究多集中在多技術(shù)的聯(lián)合使用，而缺乏對(duì)污泥脫水過程中多場的相互作用進(jìn)行透徹的分析，并且現(xiàn)有研究對(duì)污泥脫水理論研究的重視程度遠(yuǎn)超過脫水設(shè)備的研發(fā)。所以未來污泥脫水的關(guān)鍵是基于多場聯(lián)合理論創(chuàng)新污泥脫水設(shè)備以充分發(fā)揮各個(gè)作用場的優(yōu)勢。
現(xiàn)有污泥脫水理論研究多集中于追求宏觀上的脫水效率，而對(duì)污泥脫水的微觀機(jī)理分析不夠透徹，從而導(dǎo)致不能從本質(zhì)上解決污泥脫水難的問題。實(shí)際上，污泥脫水是水在外力驅(qū)動(dòng)下克服淤堵從排水通道排出的過程，隨著脫水過程的進(jìn)行，排水通道及相應(yīng)的淤堵機(jī)制都會(huì)發(fā)生變化，所以污泥脫水的微觀研究應(yīng)該注重從排水通道的角度分析其淤堵機(jī)理，這也是污泥脫水未來的重要研究方向。
污泥脫水理論及技術(shù)經(jīng)歷了從理論脫水模型到實(shí)際脫水設(shè)備、宏觀脫水效率到微觀機(jī)理分析、污泥物性影響脫水性能分析到污泥調(diào)理改性研究、單一技術(shù)到多技術(shù)聯(lián)合使用的發(fā)展，取得了大量研究成果。實(shí)踐已經(jīng)證明，單一技術(shù)或設(shè)備無法滿足生產(chǎn)的要求，多技術(shù)的聯(lián)合使用已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)�？傮w上講，多技術(shù)聯(lián)合使用本質(zhì)上屬于多場的聯(lián)合作用，已取得突破性進(jìn)展，但是，其脫水系統(tǒng)及設(shè)備的研發(fā)方面目前還處于進(jìn)一步探索和優(yōu)化階段。
由于成本、施工等因素，因此污水處理廠的污泥脫水實(shí)踐嚴(yán)重落后于理論研究，還存在“重水輕泥”、脫水效率低下等問題。從而導(dǎo)致許多新型污泥脫水技術(shù)淪為空談，所以利用低成本的、廣泛運(yùn)用的技術(shù)高效脫水污泥將是城市污泥脫水實(shí)踐的有效出路，而如何實(shí)現(xiàn)新型技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化成為未來污泥脫水研究的重中之重。
污水處理分布化與污泥處理集約化矛盾日益加深，如何在污水處理廠引入快速有效的污泥脫水技術(shù)亟待解決。