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污水處理廠的污泥處理之污泥中的水分

    污水廠在對污水中的污染物質進行物理濃縮和生物作用后形成的污泥，在各個處理環節產生，并通過污水廠的污泥排放管路進入到污水廠的污泥處置段進行處理。

    在污水廠建設發展的過程中，污泥處理也經歷了各種方式的變化，在發展的過程中，曾經有污泥厭氧消化，污泥濃縮，污泥機械脫水，污泥好氧發酵（堆肥），污泥干燥，污泥填埋，污泥焚燒等等的工藝。通過多年來的污水廠的運營實踐，越來越多的污水廠由于建設地點，工藝運行的限制，不再承擔更為復雜的污泥處理，逐步的變成只對污泥進行污泥脫水。因此公眾號的污泥系列文章，只討論污水廠內的污泥脫水問題。在我們討脫水工藝之前，我們要首先要解決為什么的問題，也就是污泥為什么要采取這些復雜的工藝或者設備來完成污泥的脫水處理。

    污水廠內的污泥是從污水中來的，因此在污泥中必然存在大量的水分。在污水廠的污泥中含有的水分很多，這些水分造成了污泥很重要的一個參數:污泥含水率，污泥含水率是指污泥中的水分占污泥總重量的百分比。污泥的含水率數值越高，污泥的中所含的水分越高。由于污泥中水分是液體狀態，液體的水分是有體積的，因此污泥中所含的水分占據了污泥中相當大的一部分的體積，因此含水率越高的污泥，污泥體積也就越高。而污水廠的污泥中占主要比例的生物污泥是由大量的微生物和無機顆粒物質絮凝聚合而成，這些水分都大量存在，對運行污水廠的剩余污泥的化驗結果也能看到剩余污泥的含水率達到了95%以上，這個數據表明在污泥中有95%以上都是水分。

    對污泥含水率的計算，進行了的討論，根據文章中的舉例計算，可以看到在污泥含水率從97.6%下降到94%，降低3.6%的情況下，污泥的體積減少了60%。那就是說污泥中水分的減少，對污泥體積的變化的作用是非常明顯的。

    但是為什么我們要這樣關注污泥中的所含的水分呢？污水處理廠所產生的污泥是濃縮的污染物質和生物處理的污泥的混合物，這部分污泥可以近似的看成是污水廠污水中污染物質的濃縮產品，在污水處理廠的主體工藝中對這部分污染物質是沒有辦法進行符合環境要求的處理的，在國內的設計中，這部分污泥的處理就和污水廠進行剝離開。這部分濃縮的污染物質送往具有污泥無害化處理的工廠，比如污泥處置中心，垃圾處理廠等等進行處理，由于污泥處置和垃圾處理都是重污染治理部門，在處理過程中，不可避免的出現對周邊環境的影響，根據一個很有名的原則“鄰避原則”，為了避免產生鄰里糾紛，政府會把這些垃圾和污泥的處理部分建設在遠離城市的偏遠地區內，而污水廠需要把這部分污泥送到這些遠離城市的處理廠去。

    我們再來看前面討論的污泥中的水分問題，污水廠產生的污泥含有大量的水分，這些水分給污泥外運帶來很大的困擾，首先液體的運輸是非常麻煩的，需要罐車，沿途還要注意跑冒滴漏，對運輸路途造成的二次污染；其次就是液體的污泥含有大量的水分，這些水分增加了運輸成本，對于后續的處理單元也非常不愿意接受這部分的水分，處理這部分污泥中的水分，對他們的運行也增加了大量的處理成本；還有一個重要的原因就是污水處理廠是處理污水的，污泥中所含的大量的水分的資源再生其實正是污水廠的專業處理對象，國內很多的垃圾處理廠的滲濾液，污泥廠的滲出液都要進行污水處理，甚至返送回污水廠進行處理，因此把污泥中的水分留到污水廠進行處理，是最符合專業化處理的概念的做法。從這三個角度來說，對于污水廠來說，在把污泥運輸到下一個處理單元之前，首要解決的問題就是如何把污水廠污泥中的水分去掉。

    從上面的分析，我們就可以了解到，去掉污泥中的水分就成為了污水廠中的污泥處理的主要工作了。從前面的污泥含水的示意圖可以看到，污泥中有一部分是游離的自由水，這部分水我們可以通過靜止沉淀排掉上清液的做法去除，比如每個污水廠的生物處理系統都設立沉淀池（SBR工藝利用了時間差來實現沉淀工序）進行泥水分離，利用靜止沉淀去除活性污泥混合液中的游離水分。但是污泥中的水分除去游離水，還有空隙水，毛細水，表面吸附水，微生物細胞內水分等等，這些水分的去除，僅僅依靠靜止沉淀是無法完成的，那就需要化學和機械作用對污泥進行脫水處理了。

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