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污泥脫水(shuǐ)研究現(xiàn)狀與新↓™×認識

污泥脫水(shuǐ)研究現(xiàn)狀與新認識

 

污泥脫水(shuǐ)研究現(xiàn)狀與新認識

日(rì)期：2016年(nián)8月(yuè)13日(rì) ↕₽®18:19
 
       随著(zhe)各國(→≤guó)對(duì)污水(shuǐ)治理(lǐ)的(de)日(rì)益重' 視(shì)和(hé)城(chéng)市↓★ ±(shì)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)不(bù)斷新建，污∞✔✘♣泥的(de)産量不(bù)斷地(dì)增長(cháng)，污泥的(de)快(σ$™kuài)速有(yǒu)效處理(lǐ)已"≥₽經刻不(bù)容緩。污泥具有(yǒu)含水(sh×¥§uǐ)率高(gāo)、含有(yǒu)大(d>♥'φà)量病原體(tǐ)和(hé)微(wēi)生(shē ♦ng)物(wù)等有(yǒu)害生(sh£≠✔™ēng)物(wù)、重金(jīn)屬及有(yǒu)機(jī)α 物(wù)含量高(gāo)等特點，若在排放(fàng)$₩φ前不(bù)經處理(lǐ)，則會(huì)對(duì)環境造成二次污↔∏染。通(tōng)常情況下(xià)，污泥處理(lǐ)所需費(fèi×✔)用(yòng)高(gāo)達整個(gè)污水(sσ≈✘σhuǐ)治理(lǐ)廠(chǎng)建設和(‌←€hé)運行(xíng)費(fèi)用(yòn♦∏g)的(de)50%～60%，因此，污泥的(de)處理(lǐ)面臨↕€著(zhe)巨大(dà)的(de)挑戰。
 
       污泥的(de)處∑↓™理(lǐ)原則是(shì)實現(xiàn)污泥的(de↔∏≤✔)減量化(huà)、穩定化(huà)、無害化(huà)和(hé©β>→)資源化(huà)，其中，污泥減量化(huà)無疑是(shì)污∏←'泥後續處理(lǐ)的(de)關鍵及污泥處置的(de)重點。污泥減量化(hu‍∏β±à)可(kě)有(yǒu)兩種途徑，一(yī)是(shì)減少(shǎo)污泥<λ中有(yǒu)機(jī)物(wù)的(de)含量，二是(shì)降低≤™ Ω(dī)污泥的(de)含水(shuǐ)率。無論從(cóng)技(jì)‌☆α術(shù)還(hái)是(shì)資金(≥£★jīn)方面來(lái)說(shuō)，第2個(gè)途徑較第一(yī)個↔<☆(gè)途徑簡單易行(xíng)，容易實現(x↕ε∏iàn)。污泥脫水(shuǐ)的(de)目的(de)是↓₩↔(shì)除去(qù)污泥中大(dà)量的(de)水'✔•(shuǐ)分(fēn)，從(cóng)而縮小(xiǎo)其體πε✘(tǐ)積，減輕其重量，以利于污泥的(de)運輸和(hé)進一(yī)步處理(↕₹lǐ)。有(yǒu)研究顯示，如(rú)果将污泥含水(shuǐ)率從(δ σcóng)99.3%左右降到(dào)60%～ 80%，其體(→♦✔tǐ)積可(kě)降至原體(tǐ)積的(de)1/10～1/φ£15，大(dà)大(dà)地(dì)減少(shǎo)了(le)污 π★泥外(wài)運的(de)費(fèi)用(yòn←£↔g)及進一(yī)步處理(lǐ)時(shí)産‍π生(shēng)的(de)滲濾液量。時(shí)至今日(rì)，雖然污泥脫♥✔水(shuǐ)理(lǐ)論和(hé)技(jì)術(shù)都(dōu)取得♥"(de)了(le)較大(dà)發展，但(dàn)污泥脫水(shuσσ‌ǐ)仍然是(shì)污水(shuǐ)治理(lǐ)工(gōng)程所 $&面臨的(de)一(yī)大(dà)技(jì)術(shù)性難題。
 
      &n↕§bsp;本文(wén)從(cóng)理(lǐ)論和(h♣•¶é)技(jì)術(shù)2個(gè)方面≠‍歸納總結污泥脫水(shuǐ)的(de)發展特點和(hé)存在的Ω★↕$(de)問(wèn)題，從(cóng)排水(shuǐ)通(t∏✔✔ōng)道(dào)的(de)角度重點分(fēn)析了(le)污泥脫水(shu♠γǐ)的(de)微(wēi)觀過程，認為(w襕i)污泥脫水(shuǐ)的(de)微(wēi)觀研究不(bù)↓←能(néng)将污泥固體(tǐ)顆粒與水(shuǐ)分(f≠₽¥πēn)隔開(kāi)來(lái)，而應該以排水(shuǐ)通(tōng)道$€≥(dào)為(wèi)“紐帶”将之視(shì↑$↑↕)為(wèi)一(yī)個(gè)整體(tǐ)，∑₽σ•污泥脫水(shuǐ)的(de)微(wēi)觀研究應該 "♦注重從(cóng)排水(shuǐ)通(tōng)道(dào)的(de✘ ★™)角度去(qù)分(fēn)析其淤堵機(jī)理(lǐ ✘)。随後著(zhe)重介紹了(le)國(guóα¥∞)內(nèi)外(wài)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎ π≠ng)的(de)污泥脫水(shuǐ)現(xiàn)狀，并基于多(duō)場≈₹ '(chǎng)聯合作(zuò)用(yòng)闡↓•☆明(míng)污泥脫水(shuǐ)的(de)✘ε÷×本質、理(lǐ)論核心及技(jì)術(shù)核心，π  ×最後在總結了(le)污泥脫水(shuǐ)現(xiàn)狀的(de)基礎 ✔上(shàng)指出未來(lái)的(de∞ε)研究與發展方向。
 
1 污泥脫水(shuǐ)理(lǐ)論及技(jì)術(shù)研>¥究
 
       污泥的(de)脫水δ±<♥(shuǐ)是(shì)一(yī)個(gèπ∏© )固-液分(fēn)離(lí)過程，其基礎理(l♦ →ǐ)論是(shì)在過濾、滲透、沉積等理(lǐ)論£♦ ™的(de)基礎上(shàng)發展起來(lái)的(d₽→e)。污泥脫水(shuǐ)的(de)理(lǐ)論研究始于20世紀3δγ0年(nián)代。20世紀30-60年(n¥&Ω≠ián)代，污泥脫水(shuǐ)的(de)理(lǐ)論研究主要(yào)σ♣₽在于基本理(lǐ)論的(de)創立，具體(•¥∞tǐ)表現(xiàn)為(wèi)基本概念的(de)提出、脫水(shuǐ)模$≥λ型的(de)建立和(hé)修正。Cogger和(hé)Merke♦→r意識到(dào)隻依靠機(jī)械外(wài)力脫水(shuǐ)污泥難€→¥度大(dà)且效果不(bù)理(lǐ)想，提出了(le>φ♥)助濾的(de)概念。後來(lái)出現(xiࣙεσn)的(de)絮凝脫水(shuǐ)、超聲波脫水(shuǐ)、電(diàn₩∏™↑)滲析脫水(shuǐ)等技(jì)術(shù)，Ωα Ω本質上(shàng)都(dōu)屬于助濾的(de÷λ£₹)範疇。
 
      20世紀70-9÷∏δ<0年(nián)代，學者們逐漸将研究焦點從(cóng)脫水(sh®↔uǐ)模型轉向污泥的(de)物(wù)理(lǐ)化(huà)學∞α性質，并在物(wù)性分(fēn)析的(de)基礎上(shàng)探討(tǎoδ₩≈•)污泥脫水(shuǐ)性能(néng)的(deδ↓™)影(yǐng)響因素，同時(shí)污泥調理(lǐ)改性技(jì)術★≈×≤(shù)開(kāi)始發展。污泥的(de)物(wù)理(lǐ)化(huà)學↓¥性質如(rú)固體(tǐ)顆粒的(de)πφ®尺寸、形狀、成分(fēn)等受到(dào)了(le)廣泛關注。在污泥物(wù)↑•性研究基礎上(shàng)，基于物(wù)理$≤♥β(lǐ)、化(huà)學及生(shēng✔Ω♠✘)物(wù)的(de)污泥調理(lǐ)改性×♣ γ技(jì)術(shù)開(kāi)始發展。但(dàn)該時(shí¶∑ )期的(de)污泥調理(lǐ)改性研究停留在追求污泥脫水(shuǐ)性能(♠¥♠néng)及效率在宏觀上(shàng)的(de)改善，缺乏微(•¶♠wēi)觀尺度上(shàng)的(de)調理(lǐ)改性機(j•≠‌ī)理(lǐ)分(fēn)析。
 
      20世紀90年® β(nián)代開(kāi)始，在污泥調理(lǐ)改性技(j∏£✔★ì)術(shù)不(bù)斷發展的(de)基礎上(♦<shàng)，電(diàn)滲技(jì)術(shù)、絮凝技(±¶>£jì)術(shù)和(hé)超聲波技(jì)≠↕ε術(shù)等受到(dào)關注。機(jī)械脫水(shuǐ)替代自(zì)$‍≠然幹化(huà)成為(wèi)污水(shuǐ)治理(lǐ)廠(chǎng)的★ ←÷(de)主要(yào)脫水(shuǐ)技(jì)術(shù)，但(dàn)由于✘♦傳統的(de)機(jī)械脫水(shuǐ)方法效果不(bù)理(lǐ)↕≈★想，新技(jì)術(shù)又(yòu)有(yǒu)諸多(duō)缺陷不(∑♣×>bù)能(néng)及時(shí)克服，不(₽$¶→bù)少(shǎo)學者試圖從(cóng)微(wēi)觀尺度≤≠‍©去(qù)解決難題，污泥中水(shuǐ)的(de)研究÷₩δ₽越發受到(dào)重視(shì)。
 
      實際上(>→shàng)，早在1956年(nián)，Heukele K♦ε☆&ian和(hé)Weinberg就(jiù)提出将污泥中的(de)水(shuσ±δǐ)分(fēn)成自(zì)由水(shuǐ)和(hé)結合水(shuǐ)2種☆×φ，但(dàn)這(zhè)樣簡單的(de)分(fēn)類₹≤顯然不(bù)能(néng)滿足污泥脫水(shuǐ)的(d‌≈×e)研究。Tsang等人(rén)根據污泥固體(tǐ)顆粒§Ω與水(shuǐ)的(de)接觸關系将污泥中的(de)水(shuǐ)✔φπλ分(fēn)成自(zì)由水(shuǐ)、間(jiān)ε&≤隙水(shuǐ)、吸附水(shuǐ)和(hé)結合水(shuǐ​♣ ∞)4類(見(jiàn)圖1)。
 
疊螺
      在接下(xià)來(lái)的(de$>)20年(nián)中，許多(duō)學者對(duì)污泥中的(de)水(™>₽shuǐ)進行(xíng)了(le)一(yī)系列理(lǐ)÷σ論及測試手段的(de)研究，取得(de)了(le)大(dà)量成果，概§↓✘括為(wèi)幾個(gè)方面：污泥中水(§♦ ↔shuǐ)的(de)分(fēn)布特性，結合水(♣∞ ¥shuǐ)含量測試技(jì)術(shù)，結合水(∞¥¶←shuǐ)對(duì)污泥脫水(shuǐ)性能(nén♥‌↔γg)影(yǐng)響。基于前人(rén)×∞關于污泥中結合水(shuǐ)的(de)研究，一(yī)些(xiē)±®‌¥學者以結合水(shuǐ)為(wèi)“橋梁&r↕♥dquo;來(lái)改善污泥脫水(shσ>∏uǐ)性能(néng)，取得(de)了(le)良好(hǎo)效" ₽☆果。
      污泥的(de)脫水(sλ★☆εhuǐ)與軟土(tǔ)的(de)固結排水♣© (shuǐ)在本質上(shàng)有(yǒu)異曲同工(gōng)¶™之處，已有(yǒu)人(rén)關注到(dà★±o)軟土(tǔ)固結排水(shuǐ)過程中其微(wē ∑αi)觀結構的(de)變化(huà)特征，而在污泥中此類研究還(hái)處于空α©♠♥(kōng)白(bái)，從(cóng)而導緻對(duì)污泥脫水(shu→ ǐ)及其淤堵機(jī)理(lǐ)理(lǐ)解不€₩±(bù)夠深入，這(zhè)也(yě)是(shì)真空(kōng)‌<預壓法廣泛用(yòng)于軟土(tǔ)地(dì)基處理(lǐ)，而極少(sh¶✔₽ǎo)用(yòng)于污泥脫水(shuǐ)的(de)原因。&€♦∏實際上(shàng)，污泥脫水(shuǐ)是(shì)一(yī)個(gè$'♥)污泥中的(de)水(shuǐ)在外(wài)力驅動下(xià)克服淤堵從(c☆÷óng)排水(shuǐ)通(tōng)道(dào)排出的(de)過程，簡化(h >uà)模型如(rú)圖2所示(便于討(tǎo)論，認為(wèi)污泥固體(t∑π↓≠ǐ)顆粒為(wèi)球狀且不(bù)可(kě)壓縮，将污泥中的(de£¶)水(shuǐ)分(fēn)為(wèi)自(zì)由水(shuǐε")和(hé)結合水(shuǐ))。
 
疊螺
 
      随污泥脫水(shuǐ)的(de)進行>>₩(xíng)(階段1→2→3)，自(zì)由水( ₽shuǐ)不(bù)斷排出，同時(shí)排水(shuǐ)​σ>通(tōng)道(dào)也(yě)在不(bù)斷變化(huà)，相®♠(xiàng)應地(dì)，每個(gè)階段的(de)淤✘¥Ω 堵機(jī)制(zhì)也(yě)不(bù)一(yī)樣​↕λ。階段1：排出的(de)水(shuǐ)主要(yàε‌ <o)為(wèi)自(zì)由水(shuǐ)，顆粒之間(jiān)呈&≥連通(tōng)狀态的(de)自(zì)由水(s∞ <huǐ)作(zuò)為(wèi)排水(shu≥™✘'ǐ)通(tōng)道(dào);階段2：顆粒之間(jiān)的(dΩδe)自(zì)由水(shuǐ)不(bù)再相(xiàn↕λ→g)互連通(tōng)，排水(shuǐ)通(tōng)道(dào)的(de)≥÷ 形成需要(yào)突破結合水(shuǐ)的(de)束縛，脫水♥←<"(shuǐ)難度較階段1增大(dà)，該階₩•段有(yǒu)少(shǎo)量的(de)結合水(shuǐ)随®φ§自(zì)由水(shuǐ)排出;階段3：污泥中隻剩下(xià§λβ∑)結合水(shuǐ)，結合水(shuǐ)的(de)排出不(bù)僅要(y∞Ω₽♦ào)克服自(zì)身(shēn)的(de)束縛，還(∏δπhái)受固體(tǐ)顆粒的(de)影(y≠ ǐng)響。雖然實際情況并不(bù)能(néng)完全由上(shàng)述的®φ&∞(de)簡化(huà)模型說(shuō)明(míng)，但(dàn) <≈φ該模型表明(míng)污泥脫水(shuǐ)的(de)微(wēi)<¥觀研究不(bù)能(néng)将固體(tǐ)顆粒和(hé)水(shu↑γ♠±ǐ)分(fēn)隔開(kāi)來(lái)，而應該以排水(shuǐ)通"↕α(tōng)道(dào)為(wèi)“紐帶”将之δ​"視(shì)為(wèi)一(yī)個(gè)整體(t→♦<♠ǐ)。
 
      ¥σ目前，研究者們往往将焦點集中在污泥絮體(tǐ)的(de)特征、水(shuǐ)β€的(de)分(fēn)布特征及含量測試、通(tōng)過污泥調>€₽理(lǐ)改性手段降低(dī)結合水(shuǐ)的(de)含量等，缺乏≈¶對(duì)污泥脫水(shuǐ)過程中污泥顆粒和(hé)水€φ★​(shuǐ)(尤其是(shì)結合水(shuǐ))的(d×≈δ÷e)整體(tǐ)微(wēi)觀分(fēnπ>)析及脫水(shuǐ)機(jī)理(lǐ)探討(tǎo)，如(rα'♠ú)脫水(shuǐ)過程中排水(shuǐ)通(tōng)道(dào)♣₹ <的(de)變化(huà)、脫水(shuǐ)過程中的(de)淤堵機(j↑∏∏™ī)理(lǐ)及改善途徑等。導緻許多(duō)學者在研發新型脫水(shu¶£•ǐ)技(jì)術(shù)或設備時(shí)，★"×↓往往隻注重宏觀上(shàng)的(de)脫水(shuǐ)程度和(hé)脫水(s≤' ‍huǐ)效率，缺乏基于污泥中固體(tǐ)顆粒與水(shuǐ)微(wēi)→₽觀分(fēn)析的(de)淤堵機(jī)理(lǐ✔₹÷↓)研究，沒有(yǒu)從(cóng)本質上(shσσ☆•àng)解決污泥脫水(shuǐ)難的(de)問(wèλ↑n)題。
 
      進入21世紀後，•✔ ​圍繞“污泥深度脫水(shuǐ)”這(zhè)一(yī)γ♠÷主題，機(jī)械脫水(shuǐ)技(jì)術(shù)得(de)÷♣α∏到(dào)不(bù)斷完善和(hé)改進，電(diàn)滲脫水(s♦βhuǐ)技(jì)術(shù)進一(yī)步發展，基于物(w¶ ↑γù)理(lǐ)、化(huà)學及生(shēng)物(wù)技(jì)術‌‌←(shù)的(de)污泥調理(lǐ)改性手段成為(wèi)研究↓✘ 熱(rè)點。在該時(shí)期，多(duō)技(jì→₩♠)術(shù)的(de)聯合使用(yòng)受到(dào)關注，形成了(le‍¶)許多(duō)以機(jī)械脫水(sh ↑↑uǐ)為(wèi)核心的(de)多(duōαα★)手段聯合技(jì)術(shù)。
 
      Mahmoud等人(r≥ &én)在室內(nèi)污泥機(jī)械脫水(shuǐ)裝Ω"±置上(shàng)施加電(diàn)場(chǎng)，結果發現(xiàn≠ )由于電(diàn)場(chǎng)的(de)∏λ↑×作(zuò)用(yòng)，污泥中水(shuǐ)分(fēn)的(de)去(→‍qù)除率提高(gāo)了(le)10%～24%。Marcin↓  ✘和(hé)Bien等人(rén)研究了(le)電(diàn)磁場(★ β☆chǎng)和(hé)化(huà)學調理(☆÷lǐ)後污泥的(de)脫水(shuǐ)性能(néng)，結果表明©∑↑(míng)，二者聯合調理(lǐ)污泥的(d₽Ωe)效果要(yào)優于單獨調理(lǐ)，說(shuō)明(mín☆‍g)磁場(chǎng)對(duì)污泥脫水(shuǐ)性能(∞♦néng)有(yǒu)改善。Stolarski等™λ₽人(rén)則利用(yòng)濾餅模型從(cóng)理(lǐ)ε'論上(shàng)分(fēn)析了(le)磁場≈‍(chǎng)和(hé)壓濾改善固-液分(fēn)離(lí)效✔¶π果的(de)機(jī)理(lǐ)，并指出磁場(chǎng"↓±β)增強壓濾這(zhè)一(yī)技(jì)術(s∑λδhù)具有(yǒu)很(hěn)大(dà)的(de)應用(>•☆yòng)潛力。
 
      國(guó)內(nèi)一( φ☆πyī)些(xiē)學者研究了(le)不(bù)同污泥調理(lǐΩ☆∑©)改性技(jì)術(shù)的(de)聯合使用(yòng)，如(rú®γ)超聲波與絮凝劑、冷(lěng)融調理(lǐ)與化(huà)學調理(♠∏ lǐ)等。鄧立新利用(yòng)真空(kōng)桶對(d<<₹uì)污泥進行(xíng)脫水(shuǐλ €)，并在污泥周圍和(hé)中部分(fēn)别安置放(fσ'≈∑àng)電(diàn)電(diàn)極以形成環形電(diàn)場​©(chǎng)，初步論證了(le)真空(kōng)預壓聯$σ≠>合電(diàn)滲脫水(shuǐ)污泥的(de)優勢。
湯連生(shēng)等人(rén)在此基礎上(shàn€←♥g)進一(yī)步設計(jì)出真空(kōng)預₹® 壓聯合電(diàn)滲的(de)雙池式脫水(shuǐ)系統，實現(xiàλ♠ n)“內(nèi)池脫水(shuǐ)，外(wài)池 ¥★排水(shuǐ)”。如(rú)圖3所示，整個(gè)脫水(shuǐ•©≤)裝置分(fēn)為(wèi)內(nèi)池(a1× ε∞ a1×b)和(hé)外(wài)池(€€​a1×a1×(b+cβ₹≈×))2個(gè)部分(fēn)，外(wài)池底部設有(yǒu)排¥π≈水(shuǐ)口用(yòng)于連接真空(kōng)泵和(  hé)排水(shuǐ)，高(gāo)出內(nèi)池的(de)部分(™™βfēn)用(yòng)作(zuò)系統密封，在內(nèi)池底部和( '‌hé)側壁安置網狀放(fàng)電(diàn)電(diàn)極，同時(φ✔&shí)在4個(gè)側壁上(shàng)設計(j÷↕ì)“上(shàng)大(dà✔σΩ÷)下(xià)小(xiǎo)”的(deσ‌)脫水(shuǐ)口(其位置和(hé)大€≤(dà)小(xiǎo)與放(fàng)電(diàn←₽ )電(diàn)極相(xiàng)對(duì)應)，該系統通(t↕↔↓ōng)過改變放(fàng)電(diàn)ΩΩ≤¥電(diàn)極的(de)接入方式，實現(xiàn)電(dià&÷n)流場(chǎng)和(hé)滲流場(chǎΩλ‍ng)的(de)改變，從(cóng)而使得(de)污泥脫水(shu≈↑♠ǐ)更徹底，再者，側壁脫水(shuǐ)口&±'ldquo;上(shàng)大(dà)下(xià)小(xiǎ₩φ&o)”的(de)設計(jì)方式充分(fēn)利用(yòng)£<了(le)污泥的(de)自(zì)重濃縮脫水(s™←₽βhuǐ)，同時(shí)避脫水(shuǐ)口處濾布受力不(β ✔€bù)均的(de)情況。
 
 
疊螺
 
      随後湯連生(shē<"ng)及其研究團隊将熱(rè)水(shuǐ)解脫水(shuǐ)和(h&‌εé)閃蒸技(jì)術(shù)聯合，也(yě)取得(♣βde)了(le)不(bù)錯(cuò)的(de)效果‌σ。但(dàn)在脫水(shuǐ)設備的(de)産業(yè)化>§"(huà)上(shàng)存在不(bù)§ ¥✘足。總體(tǐ)上(shàng)講，污泥脫水(shuǐ)的(dλ↕∑↕e)多(duō)技(jì)術(shù)聯合使用(yòng)§$‌→本質上(shàng)屬于多(duō)場(chǎng)的(de)聯合作φ©≥≥(zuò)用(yòng)，已取得(de)>∏≈突破性進展，但(dàn)是(shì)，其脫水(sλ&huǐ)系統及設備的(de)研發方面目前還(hái)處于進 ★一(yī)步探索和(hé)優化(huà)階段。
 
      概<≥≈₹括來(lái)說(shuō)，污泥脫水(÷¶≈ shuǐ)理(lǐ)論及技(jì)術(s€ hù)的(de)研究大(dà)緻經曆這(zhè)樣的(de)發展趨勢：從(c→ óng)理(lǐ)論脫水(shuǐ)模型到(dào)實際脫水(shuǐ)設備♥ ≥↓、從(cóng)宏觀脫水(shuǐ)效率到(dào)微(wēi)觀機(&≥★₽jī)理(lǐ)分(fēn)析、從(cóng)污泥物(wù)性影(yǐ→'πng)響脫水(shuǐ)性能(néng)分(fēn)析到(dà§♥o)污泥調理(lǐ)改性研究、從(cóng)單一(yī)技(j₽♦<ì)術(shù)到(dào)多(duō)↔  技(jì)術(shù)的(de)聯合。雖然取得(de)了(le)可(kě)觀的€$(de)理(lǐ)論成果，但(dàn)缺乏與污泥的ε♦φ←(de)脫水(shuǐ)實踐聯系，污水(shuǐ)處理♠ ©×(lǐ)廠(chǎng)廣泛采用(yòng)的(de)機(jī)​₽£ 械脫水(shuǐ)方式已經無法滿足更有(yǒu)效的(de£‍)污泥處置方式，新型技(jì)術(shù)雖然具有(yǒu)≤↓很(hěn)好(hǎo)的(de)應用(yòng)前ε‌景，由于種種原因還(hái)未能(néng)得(de)到(dào)廣泛應用(±'yòng)。
 
2污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎ ∞→ng)污泥脫水(shuǐ)現(xiàn)狀
 
      20∏£δ₽世紀80年(nián)代以前，各國(guó)都(dōu)不(bù)太注重λσ®♠污泥的(de)處理(lǐ)，污泥脫水(shuǐ)主要(yào)采用(yòng)≥≠自(zì)然幹化(huà)。随著(zhe)城(¥"chéng)市(shì)化(huà)的(de)發展，污泥産量劇(♥&∑jù)增，各國(guó)開(kāi)始重視(shì)污₩π♥☆泥的(de)脫水(shuǐ)處理(lǐ)，機(jī)械脫水(sh↑₹¥uǐ)逐漸代替自(zì)然幹化(huà)成為(wèi)主要(yào)的(de∑∏)污泥脫水(shuǐ)方式。近(jìn)年(nián)來(lái)，污泥處理(™$€lǐ)與處置過程中環境問(wèn)題的(de"≈')凸顯和(hé)對(duì)低(dī)成​↕本低(dī)能(néng)耗的(de)追☆∑π₹求，各國(guó)愈發注重污泥的(de)減量化(huà)"σ✘和(hé)穩定化(huà)，這(zhè)無疑對(duì)污泥£Ω脫水(shuǐ)提出了(le)更高(gāo)的★αε(de)要(yào)求。
 
      然而，↕±<污泥脫水(shuǐ)實踐遠(yuǎn)遠(yuǎn)落後于理(lǐ)論研究，β♠↓¥進入21世紀以後，這(zhè)種現(xiàn)象異常明(míng)顯。雖然各≥₽£國(guó)的(de)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(ch§≥ǎng)均設置了(le)較為(wèi)完善的(de)污₽π泥脫水(shuǐ)設施，擺脫了(le)初期的(de)幹化(huà)場(c $∞™hǎng)和(hé)幹化(huà)塘，但(dàn)機(jī)械∏π↑脫水(shuǐ)仍然占據主導地(dì)位，污泥的(₹£≥≥de)成分(fēn)、結構複雜(zá)，直接進行(x •₽βíng)機(jī)械脫水(shuǐ)往往達不(bù)•±≤→到(dào)預期的(de)處理(lǐ)效果。雖然電(diàn)★ ✔↑滲脫水(shuǐ)、超聲波脫水(shuǐ∏•σ')和(hé)絮凝脫水(shuǐ)等新技(jì)術(shù)已經得(de)φ★到(dào)論證，但(dàn)是(shì)由于©σ←造價和(hé)實施不(bù)便等原因沒能±•(néng)廣泛推廣運用(yòng)，并且我國(guó)污泥處置 ✘∞起步較晚，無論是(shì)制(zhì)度還(hái)是"✔<♣(shì)技(jì)術(shù)都(dōu)落後于發達國(guó)家<γ(jiā)。
 
      在國(guó)內(nèi)，污泥脫"¶水(shuǐ)主要(yào)存在以下(xià)問(w✘₽èn)題：1)重水(shuǐ)輕泥。我國(guó)污水(shuǐ€↕&∞)工(gōng)程發展過程中長(cháng)期存在“重水(s"  huǐ)輕泥”的(de)情況。大(dà)部分(fēn)污水<π®<(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)缺乏快(kuài)速有(yǒu)效的(✔•de)污泥脫水(shuǐ)設備，僅僅将污泥進¥≤ε行(xíng)簡單濃縮處理(lǐ)後便外(₹<$$wài)運，并未達到(dào)減量化(huà)、穩定化♠↔£(huà)要(yào)求。2)脫水(shuǐ)效率低(÷§​♣dī)，深度脫水(shuǐ)工(gōng)藝過于複雜(zá)。工(gō≤&☆ng)程實踐已經表明(míng)，傳統的(de)機(j™¥ε&ī)械脫水(shuǐ)已經遠(yuǎn)遠(yu ♦¶ǎn)無法滿足脫水(shuǐ)要(yào)求，新♥'<型脫水(shuǐ)技(jì)術(shù)(熱(rè)水(shuǐ)解、超聲波±¥©§、磁場(chǎng)、電(diàn)場(chǎng)等)的(de)引進®φγ又(yòu)需要(yào)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)支付高↔φ(gāo)昂的(de)費(fèi)用(y§≠×✘òng)，且操作(zuò)複雜(zá)。然而，企業(yè)化(huà)經營模式¥ ÷導緻追求最大(dà)的(de)經濟效益成為(wèi)污水 →♥(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)的(d♠Ωe)根本目的(de)。污泥脫水(shuǐ)現(xiàn)狀與污↔φ泥脫水(shuǐ)要(yào)求之間(jiān)≠ 存在很(hěn)大(dà)差距，所以利用(yòng)低(dī)成本、廣泛運用‌$(yòng)的(de)技(jì)術(shù)實現(xiàn)高¶≠(gāo)效脫水(shuǐ)污泥将是(shì)未來(l↑™♥ái)城(chéng)市(shì)污泥脫水(shuǐ)©↑的(de)有(yǒu)效出路(lù)。3)污水(shuǐ)處理(lǐ±≠Ω)分(fēn)布化(huà)與污泥處理(lǐ)集約化(huà) σ​☆矛盾加深，實現(xiàn)污泥的(de)快​​(kuài)速有(yǒu)效脫水(shuǐ)迫在眉睫。
 
      胡維傑從(cóng)工♣§(gōng)藝銜接的(de)角度指出污泥處理(lǐ)與污水(shuǐ)處理>§(lǐ)應為(wèi)一(yī)個(gè)有(yǒu)機(jī)∞π✔ 的(de)整體(tǐ)。實際上(shàng)，無論在效率還(hái)是(shì ≤π)模式上(shàng)都(dōu)應該注重©α≥©污泥處理(lǐ)與污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)有(yǒu) ₩> 效銜接。首先，污水(shuǐ)處理(lǐ)效率遠(yu​ε&§ǎn)遠(yuǎn)高(gāo)于污泥處理(lǐ)，通(t§₹¥ ōng)常情況下(xià)，污水(shuǐ)處理(lǐ)隻需要(yào)短±♠(duǎn)短(duǎn)數(shù)小(≈©γ÷xiǎo)時(shí)，而污泥處理(lǐ)則耗時(s≤£₽>hí)幾天，甚至幾個(gè)星期。所以，污水πγ∏(shuǐ)處理(lǐ)和(hé)污泥處理(lǐ)是(sh'→ì)隔離(lí)開(kāi)的(de)。其次，随著(zh±β↓↓e)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)的(de)小(xiΩσ€ǎo)型化(huà)和(hé)分(fēn)布化(huà)，單個(gσ$★♣è)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)産生(sh₹€ ↑ēng)的(de)污泥将相(xiàng)應減少(shǎo)，污泥集約δπ∏化(huà)處理(lǐ)模式成為(wèi)首要(yào)選擇。這±<£(zhè)就(jiù)需要(yào)在污水(shuǐ♠'₹)處理(lǐ)廠(chǎng)引入快(ku↔≤↔∞ài)速有(yǒu)效的(de)脫水(sh$≤≠uǐ)技(jì)術(shù)，以達到(dào)降低(dī)污水(shuǐ♣‌↕)處理(lǐ)廠(chǎng)運營成本，同時(sh¥αí)又(yòu)滿足污泥減量化(huà)、穩定化(Ω©π huà)的(de)要(yào)求。
 
      縱觀國(g ₹φuó)內(nèi)外(wài)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠('απchǎng)的(de)污泥脫水(shuǐ)現(xiàn)狀，可↑"(kě)以得(de)知(zhī)污泥脫水(shuǐ)的(©λde)生(shēng)産實踐遠(yuǎnγ↕>)遠(yuǎn)落後于理(lǐ)論研究，主要(yào)由£©•以下(xià)2個(gè)原因導緻：1)理(lǐ)論研究往往集中在脫水(shuβקǐ)效率、環保等方面，缺乏考慮技(jì)術(shù)成本和(hé)能(φ‌néng)耗，而污水(shuǐ)處理(lǐ)>∞廠(chǎng)的(de)企業(yè)化(huà≠→ ')運作(zuò)模式導緻許多(duō)企業(yè∏♦<)忽視(shì)污泥治理(lǐ)，更别說(sh∑→₽λuō)污泥脫水(shuǐ)了(le)，導緻一(yī)些(xiē)看(k≠ ™àn)似完美(měi)的(de)技(jì)術§♠(shù)淪為(wèi)空(kōng)談;2)許多(duō)污泥脫水(sh←♥♦λuǐ)技(jì)術(shù)雖然可(kě)行(xíng)，但(dàn)大(dà≥α∑π)多(duō)局限于理(lǐ)論分(fēn)析和(hΩβé)模型實驗論證，很(hěn)少(shǎo)結合污水(↕  shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)的(de)±≤$污泥脫水(shuǐ)需求開(kāi)展現(xiàn)場(ch€'Ωǎng)實驗。
 
3多(duō)場(chǎng)聯合作(zuò)用(y​Ωòng)
 
      污水(&>shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)處理(lǐ)污泥的(de)典型流程是(♥× →shì)：污泥→預濃縮池→機(jī)械濃≤₩✘β縮→機(jī)械脫水(shuǐ)→泥餅。無論•÷↔選用(yòng)何種脫水(shuǐ)技(jì)術(←×Ωshù)，污泥脫水(shuǐ)的(de)本質就>"←(jiù)是(shì)通(tōng)過特定的(de)脫水(shuǐ)設備實←×< 現(xiàn)固-液分(fēn)離(lí)，在∏≥Ω高(gāo)含水(shuǐ)率的(de)濃縮污泥上(σ$€♦shàng)施加作(zuò)用(yòng)場(chǎng)以得∏γ↔(de)到(dào)低(dī)含水(shuǐ♦λ)率的(de)目标污泥。
 
     筆↓₽™(bǐ)者認為(wèi)，污泥脫水(sh♦☆♠uǐ)的(de)理(lǐ)論核心是(shì)作(zuò)用(yòng)場(÷♥←chǎng)之間(jiān)以及作(zuò)用(yòng)場(chǎng)與★≈ε§污泥之間(jiān)的(de)相(xiàng)互作(zuò)γ×用(yòng)，其技(jì)術(shù)核心是(shì)合 ↑‍÷理(lǐ)高(gāo)效的(de)脫水(shuǐ∏≠☆✘)設備。從(cóng)上(shàng)述污泥脫水(shu★ ǐ)研究現(xiàn)狀及特點可(kě)以發現(xi"γ'àn)，人(rén)們對(duì)理(lǐ)' ≤'論核心的(de)重視(shì)程度遠(yuǎn)遠×≥≠(yuǎn)超過技(jì)術(shù)核心。
 
      目前，用(yòng)于污±£泥脫水(shuǐ)的(de)作(zuò)用(yòng)場(chǎ→↕✔ng)主要(yào)包括應力場(chǎng)、溫度場(ch>£α∏ǎng)、電(diàn)場(chǎng)、化(huà)學場(c®™&₹hǎng)和(hé)磁場(chǎng)等。在以上(s™₽hàng)作(zuò)用(yòng)場(chǎng)中，應力場(chǎ♠ §ng)在現(xiàn)有(yǒu)污泥脫水(shuǐ)技(jì)術(shù)♥≠∞中處于核心地(dì)位，而溫度場(chǎng)、電(diàn)場(c♣ε∑®hǎng)、化(huà)學場(chǎng)及磁場(ch‍₹ǎng)多(duō)處于輔助地(dì)位，其中£β化(huà)學場(chǎng)和(hé)₽¥✘磁場(chǎng)常應用(yòng)于污泥深度脫水(shuǐ)'‌的(de)預處理(lǐ)階段。應力場(chǎng)具有(yǒu)獲取容易、實®↔≈β施簡便等優點，也(yě)是(shì)人(rén)們最原始的(d'✔e)脫水(shuǐ)辦法，例如(rú)污泥在σ✔¥∑自(zì)重下(xià)排水(shuǐ)固結(重力濃縮)、機(jī)械脫水©σγ​(shuǐ)等屬于應力場(chǎng)的(de)作(zuò)用( §yòng)，而污泥自(zì)然幹化(huà)則屬于溫度場(c'©★hǎng)的(de)作(zuò)用(yòng)，電÷&✘÷(diàn)場(chǎng)作(zuò)用(yòng)脫≥⧩水(shuǐ)則是(shì)過去(qù)20年(n✔ ián)研究最多(duō)的(de)技(jì)術(shù)。但(dàλ&n)在單一(yī)場(chǎng)作(zuò)用(yòng)下(​∞xià)污泥的(de)脫水(shuǐ)效率太低(dī)，無論是(s©×hì)脫水(shuǐ)時(shí)間(jiān)還(h<¶ái)是(shì)脫水(shuǐ)效果，往往不(bù)能(néng)滿足污水(✘¶¥✔shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)的(de)實際生(×'shēng)産需求，這(zhè)就(jiù)需要(yào)應←•力場(chǎng)與其它作(zuò)用(yòng)場¥☆λ×(chǎng)的(de)聯合作(zuò)用(yòn‌>g)。
 
      然而，現(£♦∞xiàn)有(yǒu)理(lǐ)論、實驗研究多(duō♥©‌€)集中于不(bù)同技(jì)術(shù)的(de)聯合使用(yòn✔↑↕∞g)，而對(duì)場(chǎng)與場(chǎng)的(d¶♠≈☆e)相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)缺乏±₩更透徹的(de)理(lǐ)解，污泥脫水(shuǐ)過程中多(d★↔Ωγuō)場(chǎng)的(de)耦合作(zuò)用(yòσγ÷ng)研究幾乎處于空(kōng)白(bái)，所以未來(lá₩↑i)污泥脫水(shuǐ)研究的(de)關鍵×→在于如(rú)何創新脫水(shuǐ)設備以π→≥ε充分(fēn)發揮各個(gè)作(zuò)用(yòng♥π)場(chǎng)的(de)優勢。并且許多(duō)研究成果還(há✔™i)停留在理(lǐ)論上(shàng)的(de)可(kě)行(xíng)性，缺® 乏與污泥脫水(shuǐ)實踐結合，也(yě)很(hěn)少(sh♦±$ǎo)注重基于理(lǐ)論的(de)污泥脫水(shuǐ)設備研發與創新。©&≠ε
 
4結語
 
       經過不(bù)斷發展₹÷ε，污泥脫水(shuǐ)已經擺脫了(le)早期的(d✘≠≠e)自(zì)然幹化(huà)，在理(lǐ)論及技(jì)™↕∏₩術(shù)上(shàng)都(dōu)取得(d≥✔e)了(le)較大(dà)的(de)進步，機(jī)械脫↑→→&水(shuǐ)不(bù)斷完善，電(diàn)滲技(jì)術(shε✘≠ù)、絮凝技(jì)術(shù)、超聲波技(jì)術(shù)及σ ₹其它污泥調理(lǐ)改性手段受到(dào)廣泛關注和(hé)研究。由¥Ωφ于成本、施工(gōng)等因素，目前國(guó)內(nèi)外(wà≈♣i)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)的(de)污泥​≈← 脫水(shuǐ)方式仍以機(jī)械脫水(shuǐ)為(w∞≠★Ωèi)主。但(dàn)機(jī)械脫水(shuǐ)無法滿足更有(yǒuε∑☆™)效的(de)污泥處置。所以，污泥脫水(shuǐ)研究的(deσ£$≈)重要(yào)內(nèi)容就(jiù)是(sγ♠↕hì)要(yào)改變“脫水♣™↓(shuǐ)實踐嚴重落後于理(lǐ)論研₽♣究”這(zhè)一(yī)現(xi&Ωσàn)狀。
 
       無論選↓∑‍★取何種脫水(shuǐ)技(jì)術(shù)和(hé)設備，污泥≤§ 脫水(shuǐ)的(de)目的(de)是(shì)實現‌♠≈≥(xiàn)污泥的(de)減量化(huà)，σ♣γ其本質是(shì)通(tōng)過特定的(d׶♥♥e)脫水(shuǐ)設備實現(xiàn)固-液分(fēn)離(lí)，在高(♣≥♥ gāo)含水(shuǐ)率的(de)濃縮污泥上(shàng)施加作©₹₩™(zuò)用(yòng)場(chǎng)→≤φ以得(de)到(dào)低(dī)含水(shuǐ)率的(de)目标污泥。脫水↓ §(shuǐ)過程的(de)理(lǐ)論核心是(shì)作(‌≤€λzuò)用(yòng)場(chǎng)之間(jiān)以及作(zuò)用(®®♠↓yòng)場(chǎng)與污泥之間(jiān)的(de)•↔₽相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)，其技(jì)術​₩¶(shù)核心是(shì)合理(lǐ)高(gāo)效的(de)脫水(λ±™shuǐ)設備。已有(yǒu)的(de)污泥脫水(shuǐ)理≤≈$δ(lǐ)論和(hé)實驗研究多(duō)集中在多(duō)技(jì)術  ÷(shù)的(de)聯合使用(yòng)，而缺乏對(duì)污泥脫水(shσ ​‍uǐ)過程中多(duō)場(chǎng)的(d>©¥e)相(xiàng)互作(zuò)用(yòng®"♣)進行(xíng)透徹的(de)分(fēn)析，并且現(xiàn)有>★(yǒu)研究對(duì)污泥脫水(shuǐ)理(lǐ)論研究的(d↔‍✘∏e)重視(shì)程度遠(yuǎn)超過脫水(shuǐ)設備的(✘β&de)研發。所以未來(lái)污泥脫水(shuǐ)的(de)關鍵是(shì)基♣↓α于多(duō)場(chǎng)聯合理(lǐ)論創新污泥脫✘₽水(shuǐ)設備以充分(fēn)發揮各個(gè₩> )作(zuò)用(yòng)場(chǎng)的(de)優勢。
 
       π<現(xiàn)有(yǒu)污泥脫水(shuǐ)理€γ(lǐ)論研究多(duō)集中于追求宏觀上(shàng)的(de)脫水(shu≥£ǐ)效率，而對(duì)污泥脫水(shuǐ)的(de)微(wēi)∑≈€觀機(jī)理(lǐ)分(fēn)析不(bδ∑×ù)夠透徹，從(cóng)而導緻不(bù)能(néng←₽↑)從(cóng)本質上(shàng)解決污泥脫水(shuǐ)難的(d≤↑e)問(wèn)題。實際上(shàng)∏ ，污泥脫水(shuǐ)是(shì)水(shuǐ)在外(↕πwài)力驅動下(xià)克服淤堵從(cóng)排水(shuǐ)通(tō ↔ng)道(dào)排出的(de)過程，随著(zhe)脫水(λ δ↑shuǐ)過程的(de)進行(xíng)，排水(shuǐ)通(tōng)道♣✔(dào)及相(xiàng)應的(de)♠✘‍淤堵機(jī)制(zhì)都(dōu)會(huì)發生(≥←₩≠shēng)變化(huà)，所以污泥脫水(shuǐ)的(de)微 ©±(wēi)觀研究應該注重從(cóng)排水(s↑‍∞huǐ)通(tōng)道(dào)的(de)角度分(fēn)析其ε✘→淤堵機(jī)理(lǐ)，這(zhè)也(yě)是(shì)污泥脫水(✔'shuǐ)未來(lái)的(de)重要(yào)研究方向↔¶©。
 
       污泥 &‍≈脫水(shuǐ)理(lǐ)論及技(jì)術(shù)經曆了(le)從(c✔₽óng)理(lǐ)論脫水(shuǐ)模型到(dào)實際脫水($×shuǐ)設備、宏觀脫水(shuǐ)效率到(dào)微(w↕$₹ēi)觀機(jī)理(lǐ)分(fēn)析&↓、污泥物(wù)性影(yǐng)響脫水(shuǐ)性能(néng↓≥♣)分(fēn)析到(dào)污泥調理(l€¶♠™ǐ)改性研究、單一(yī)技(jì)術(shù)到(dào)多(du₩​‍ō)技(jì)術(shù)聯合使用(yòng∏< )的(de)發展，取得(de)了(le)大(dà∞→)量研究成果。實踐已經證明(míng)，單一(yī)技(jì)術(shù)或設♦φ備無法滿足生(shēng)産的(de)要(yào)求，多(duō)技§≠(jì)術(shù)的(de)聯合使用(yòn±→♣g)已經成為(wèi)研究熱(rè)點。總體(tǐ)上(shàng)講，♠©多(duō)技(jì)術(shù)聯合使用(yòng) δ本質上(shàng)屬于多(duō)場(chǎng)的(de)聯合作(zuò₽>)用(yòng)，已取得(de)突破性進展，但(∏♥×dàn)是(shì)，其脫水(shuǐ)系統及設備的(®★&de)研發方面目前還(hái)處于進一(≠×Ω♦yī)步探索和(hé)優化(huà)階段。
 
       由于成本、施工(↓•α₽gōng)等因素，因此污水(shuǐ)處理Ω✘(lǐ)廠(chǎng)的(de)污泥脫水(shuǐ)>♦∑π實踐嚴重落後于理(lǐ)論研究，還(hái)存在&ldqu∑≈αo;重水(shuǐ)輕泥”、脫水(s≤"σ§huǐ)效率低(dī)下(xià)等問(wèn)題。從(cóng)而導緻許多(♠€ duō)新型污泥脫水(shuǐ)技(jì)術(shù)淪為( ∏₹wèi)空(kōng)談，所以利用(yòn¶✘¥≥g)低(dī)成本的(de)、廣泛運用(yòng)的(de)技(>♥<£jì)術(shù)高(gāo)效脫水(shuǐ)污泥将是(shì)‌±ββ城(chéng)市(shì)污泥脫水(shuǐ)實踐的(de)§™✘​有(yǒu)效出路(lù)，而如(rú)何★∞¶實現(xiàn)新型技(jì)術(shù)的(de)γ♦₽産業(yè)化(huà)成為(wèi)未來(lái)污泥₩→£↕脫水(shuǐ)研究的(de)重中之重。
 
     ™↑♠♣  污水(shuǐ)處理(lǐπε↕↓)分(fēn)布化(huà)與污泥處理(lǐ)集約☆★πφ化(huà)矛盾日(rì)益加深，如(rú)何在污水(shuǐ)∑↕處理(lǐ)廠(chǎng)引入快(kuài)速有(yǒ₹​u)效的(de)污泥脫水(shuǐ)技(jì)術(shù)亟待<®¥解決。

 

 

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