干化場(chǎng)是一種古老而簡(jiǎn)單的污泥脫水方法，其運行效果與污泥的性質(zhì)和當地氣候條件有關(guān)。根據濾水層結構的不同，干化場(chǎng)可分為自然濾水層干化場(chǎng)和人工濾水層干化場(chǎng)兩種。前者適用于自然土質(zhì)滲透性能好、地下水位低的地區，但由于滲透下去的污泥水可能會(huì )污染地下水及給滲人土層帶來(lái)不可;?轉的污染，因此一般不推薦使用這種方式。后者的底板是人工不透水層，上鋪濾水層，滲下去的污泥水由埋設在人工不透水層上的排水管截留，送到污水處理場(chǎng)重新處理。圖4- [#]1是常見(jiàn)人工濾水層干化場(chǎng)示意圖。
干化場(chǎng)主要依靠滲透、蒸發(fā)兩種方法脫除水分，滲透脫水一般在污泥排人干化場(chǎng)的初2~ [#]d內完成，此時(shí)含水率可下降到 [#]5%左右，接著(zhù)以蒸發(fā)為主繼續干化，根據污泥的性質(zhì)和氣候條件的不同，1周到幾周后含水率可降到70%左右。
干化場(chǎng)適用于處理含無(wú)機顆粒多的污泥，含油脂多的污泥不宜使用干化場(chǎng)處理。干化場(chǎng)具有結構簡(jiǎn)單、管理方便、基建費用低、一般不需要化學(xué)調理等優(yōu)點(diǎn)，但占地面積大，能占到污水處理場(chǎng)面積的1/4，另外，敞開(kāi)式的干化場(chǎng)衛生條件較差，受氣候條件影響較大，夏季多雨季節和冬季冰凍季節的脫水效果較差。
污泥機械脫水是以多孔性物質(zhì)為過(guò)濾介質(zhì)，過(guò)濾介質(zhì)兩側的壓力差作為推動(dòng)力，強制污泥中的水分通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)以濾液的形式排出，固體顆粒被截留在過(guò)濾介質(zhì)上成為脫水后的濾餅（有時(shí)稱(chēng)泥餅），從而實(shí)現污泥脫水的目的。常用機械污泥脫水的方法有以下三種：
真空過(guò)濾依靠減壓與大氣壓產(chǎn)生壓力差作為過(guò)濾的動(dòng)力，其優(yōu)點(diǎn)是操作平穩，處理量大，整個(gè)過(guò)程可實(shí)現自動(dòng)化，適用于各種污泥的脫水；缺點(diǎn)是脫水前必須進(jìn)行預處理，附屬設備多，工序復雜，運行費用也較高。真空過(guò)濾器分為轉筒式、轉盤(pán)式和水平式，轉盤(pán)式真空過(guò)濾器形式變化較少，而轉筒式和水平式根據濾餅剝離排料方式和過(guò)濾室構造的不同，又有多種形式。圖 [#]- [#]2為轉筒真空過(guò)濾器的工作原理示意圖。
轉筒每旋轉一周，依次經(jīng)過(guò)濾餅形成區、吸干區、反吹區和休止區四個(gè)功能區，休止區主要起正壓與負壓轉換時(shí)的緩沖作用。真空過(guò)濾機的功率消耗約1000W/㎡,處理污泥的單耗約 [#]~8W/m3污泥。
除了真空過(guò)濾主機以外，還需要配備調理劑投加系統、真空系統和空氣壓縮系統，有時(shí)還需要在污泥槽內設置攪拌設施。如果將轉筒與污泥槽的間隙改為40~ [#]0mm,可以取消攪拌設施。真空過(guò)濾機的脫水能力與污泥性質(zhì)和污泥濃度有關(guān)，進(jìn)泥濃度為 [#]%~8%時(shí)，處理生活污水污泥的脫水能力為10~ [#]0kg干固體/(㎡-h)0轉筒真空過(guò)濾機對消化污泥脫水時(shí)，泥餅的含水率約 [#]0%~ [#]0%;對單純的活性污泥脫水時(shí)，真空過(guò)濾機的產(chǎn)率較低；如果與初沉池污泥或浮渣混合脫水，可提高過(guò)濾產(chǎn)率。轉筒真空過(guò)濾脫水機的影響因素有：
①污泥性質(zhì)：污泥種類(lèi)和調理情況對過(guò)濾性能影響很大，原污泥的濃度越大，過(guò)濾產(chǎn)率越高。但污泥含固量好不超過(guò)
8%~10%，否則污泥的流動(dòng)性較差，輸送困難。另外，污泥在真空過(guò)濾前的預處理及存放時(shí)間應該盡量短，貯存時(shí)間越長(cháng)，脫水性能越差。
圖4-12轉筒真空過(guò)濾器工作原理示意圖I—濾餅形成區；n—吸干區；in—反吹區；iv—休止區；
1一空心轉筒；2—污泥槽；3—扇形格；4一分配頭；5—轉動(dòng)部件；
6—固定部件；7—與真空泵通的縫；8—與空壓機通的孔；
9~與各扇形格相通的孔；10—刮刀；11—泥餅；12—皮帶輸送器；
13—真空管路；14一壓縮空氣管路
②真空度：真空度是真空過(guò)濾機的動(dòng)力，真空度越高，泥餅的厚度越大、含水率越低。但濾餅厚度的增大又使過(guò)濾阻力增大，不利于脫水。一般來(lái)說(shuō)，真空度增加到一定程度后，過(guò)濾速度的提高就會(huì )變得不明顯，處理經(jīng)過(guò)濃縮的污泥時(shí)更是如此。而且真空度的增加不僅加大動(dòng)力消耗和運行費用，還容易使濾布堵塞和損壞。通常濾餅形成區的真空度約為400汞柱，吸尸區的真空度約為500~ [#]00_汞柱。
③轉筒浸沒(méi)深度：浸沒(méi)深度大，濾餅形成區與吸干區的范圍廣，過(guò)濾產(chǎn)率高，但泥餅含水率也高。浸沒(méi)深度淺，轉筒與污泥的接觸時(shí)間短，濾餅較薄、含水率也較低。
④轉筒轉速：轉速高，過(guò)濾產(chǎn)率高，泥餅含水率也高，同時(shí)濾布的磨損也會(huì )加劇。轉速低，濾餅含水率低，產(chǎn)率也低。因此，轉筒的轉速過(guò)高或過(guò)低都會(huì )影響脫水效果，一般轉速范圍為
0.7~1.5r/min,轉筒線(xiàn)速度一般< 0.3m/min，具體轉速值需要根據污泥性質(zhì)、脫水目標和真空過(guò)濾機轉筒直徑等因素綜合考慮。
⑤濾布性能：濾布孔目大小決定于污泥顆粒的大小和性質(zhì)。網(wǎng)眼太小，污泥固體回收率高、產(chǎn)率低，濾布容易堵塞，過(guò)濾阻力也大。網(wǎng)眼過(guò)大，過(guò)濾阻力小，但污泥固體回收率低，濾液渾濁。
(2)壓濾脫水
利用空壓機、液壓泵或其他機械形成大于大氣壓的壓差進(jìn)行過(guò)濾的方式稱(chēng)為加壓過(guò)濾，壓濾的壓差為0.3~0.5MPa,—般適用于對高濃度污泥的脫水處理，其基本原理與真空過(guò)濾類(lèi)似，兩者區別在于壓濾使用正壓，真空過(guò)濾使用負壓。在污泥脫水中應用較多的污泥壓濾機有板框壓濾機和帶式壓濾機兩種，其中板框壓濾機一般是間歇運行，而帶式壓濾機為連續運行方式。
板框壓濾機比真空過(guò)濾機過(guò)濾能力強，可降低調理劑的消耗量和使用較便宜的、效率較差的藥劑，甚至可以不經(jīng)過(guò)預先調理而直接進(jìn)行過(guò)濾脫水。板框壓濾機是早應用于污泥脫水的機械，雖然間歇操作、過(guò)濾脫水能力也較低，但具有泥餅含固率高、固體回收率高、調理劑耗量少的優(yōu)點(diǎn)。除了板框壓濾機主機外，還需要配備進(jìn)泥系統、投藥系統和壓縮空氣系統。
帶式污泥脫水機又稱(chēng)帶式壓榨脫水機或帶式壓濾機，是一種連續運轉的固液分離設備，污泥經(jīng)過(guò)加脫水劑絮凝后進(jìn)人壓濾機的濾布上，依次進(jìn)人重力脫水、低壓脫水和高壓脫水三個(gè)階段，后形成泥餅，泥餅隨濾布運行到卸料輥時(shí)落下。用于城市污水
處理廠(chǎng)消化污泥的脫水時(shí)，泥餅的含水率可小于80%，而用于小規模的工業(yè)廢水處理場(chǎng)未經(jīng)濃縮的新鮮剩余污泥脫水時(shí)，泥餅的含水率也可降到90%以下。
帶式壓濾脫水的工作原理是利用上下兩條張緊的濾帶夾帶著(zhù)污泥層，從一系列按規律排列的輥壓筒中呈S形彎曲經(jīng)過(guò)，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨力和剪切力，把污泥中的毛細水擠壓出來(lái)，從而獲得較高含固量的泥餅、實(shí)現污泥脫水。壓濾機的工作原理如圖4- [#]3所示。
帶式壓濾機有很多形式，但一般都分為以下四個(gè)工作區：
重力脫水區：在該區內，濾帶水平行走。污泥經(jīng)調理后部分毛細水轉化成了游離水，這部分水分在該區內借自身重力穿過(guò)濾帶，從污泥中分離出來(lái)。一般來(lái)說(shuō)，重力脫水區可脫去污泥中 [#]0%?70%的水分，使含固量增加7%~ [#]0%。
楔形脫水區：楔形區是一個(gè)三角形的空間，濾帶在該區內逐漸靠攏，污泥在兩條濾帶之間逐步受到擠壓。在該段內，污泥的含固量進(jìn)一步提高，并由半固態(tài)向固態(tài)轉變，為進(jìn)人壓力脫水區作準備。
低壓脫水區：污泥經(jīng)楔形區后，被夾在兩條濾帶之間繞滾壓筒作S形上下移動(dòng)。施加到泥層上的壓榨力取決于濾帶張力和滾 [#]08?
壓筒直徑。在張力一定時(shí)，滾壓筒直徑越大，壓榨力越小。污泥經(jīng)低壓區之后，含固量會(huì )進(jìn)一步提高，但低壓區的作用主要是使污泥成餅，強度增大，為接受高壓作準備。
高壓脫水區：經(jīng)低壓區后的污泥，進(jìn)人高壓區之后，受到的壓榨力逐漸增大，其原因是輥壓筒的直徑越來(lái)越小。至高壓區的后一個(gè)輥壓筒，直徑往往降至25cm以下，壓榨力增至大。污泥經(jīng)高壓區之后，含固量進(jìn)一步提髙，一般大于20%,正常情況下在25%左右。
(3)離心脫水法
污泥的離心脫水技術(shù)是利用快速旋轉所產(chǎn)生的離心力使污泥中的固體顆粒和水分離，分離性能常用分離因數作為比較系數。分離因數是液體中顆粒在離心場(chǎng)(旋轉容器中的液體）的分離速度同其在重力場(chǎng)(靜止容器中的液體）的分離速度之比值，即離心機產(chǎn)生的離心加速度與重力加速度之比，可用下式表示：a=rxn2/9QO,式中/*、n分別表示旋轉半徑（m)和轉速（r/min)。即隨著(zhù)轉速增加，0值提高更快。離心機械產(chǎn)生的離心力場(chǎng)很容易達到用于沉淀的重力場(chǎng)的1000倍以上，遠遠超過(guò)了重力沉淀池中的沉淀速度，因而可以在很短的時(shí)間內使污泥中很細小的顆粒與水分離。
離心脫水機主要由轉鼓和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，如圖4- [#]4所示。
污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋轉產(chǎn)生的離心力作用下，立即被甩人轉鼓腔內。污泥顆粒由于比重較大，離心力也大，因此被甩帖在轉鼓內壁上，形成固體層，稱(chēng)為固環(huán)層；水分由于密度較小，離心力較小，只能在固環(huán)層內側形成液體層，稱(chēng)為液環(huán)層。固環(huán)層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動(dòng)下，被輸送到轉鼓的錐端，經(jīng)轉鼓周?chē)某隹谶B續排出；液環(huán)層的液體則由堰口連續“溢流”排至轉鼓外，形成分離液，然后匯集起來(lái)，靠重力排出脫水機外。
污泥脫水所用的臥式離心脫水機一般為轉筒離心機，按進(jìn)泥方向和出泥方向是否相同又分為順流式和逆流式兩種。高速離心機通常采用逆流中心進(jìn)泥方式；而低速離心機則采用順流始端進(jìn)泥方式，這也是污泥脫水使用較多的型式。
順流離心機進(jìn)泥和脫水污泥的流出方向是一致的，這樣可以消除逆流離心脫水機不可避的渦流現象。始端進(jìn)泥方式還可以使離心脫水機全長(cháng)都起到凈化作用，與逆流離心機相比，延長(cháng)了沉淀距離和時(shí)間，使微細的顆粒也能沉淀下來(lái)，因而可以得到含水率更低的脫水污泥和更清澈的分離液，并能有效地減少脫水藥劑的投加量，有時(shí)甚至可以不用再投加藥劑。由于順流離心機內污泥流態(tài)得到了很大改善，而且可以加大轉筒直徑來(lái)提高離心力，因此這種脫水機的轉速可以降低到500?l_r/min，不僅節約了電能，而且降低了機器的噪音，延長(cháng)了使用壽命。
轉筒式離心機特別適用于含油污泥和難以脫水污泥的處理，不適用于處理固液密度差較小的污泥，一般也不用于無(wú)機成分較多的污泥的脫水處理。在投加有機高分子污泥調理劑
聚丙烯酰胺的情況下，經(jīng)過(guò)轉筒式離心機脫水處理后的泥餅含固率一般為 [#]0%~25%。與其他機械脫水方式相比，轉筒式離心機可以在少投加或不投加調理劑的條件下對污泥進(jìn)行脫水，從而可以降低污泥脫水的藥劑費用。.
