1.含水率

前段时间有个厂家跟我说，他的设备能把活性污泥的含水率降到50%，采用的是板框压滤机。我说这种污泥达不到50%的含水率。他坚定的说，可以做到45%-55%的含水率。我只能笑而不语。这几年见识了很多做污泥处置的人，其中不乏高喊我的设备能把含水率降到0%。也有声称，用我一公斤药，让你的污泥能达到含水率10%。这一类的人，我觉得应该恭敬的称呼他们为“神棍”。

举个比较典型的含水率的数值例子：

焚烧飞灰含水率很低的细小尘粒，呈浅灰色粉末状，一般所灰样的含水率为10%-23%。那么是不是对含水率的概念有个基础比对参照物了，0%含水率也就不攻自破了。

再比如我们常见的石头，一般讲含水率在1-5%之间，绝对不含水是不存在的。如果考虑到空气湿度问题，这种0含水率，是不存在的。

那么市政污泥的含水率有没有可能做到50%？答案是：肯定的。但前提是这类污泥应该是无机颗粒是主导成分，这样含水率才能真正的降下来。比如施工工地的这类泥浆，基本不含有机（微生物）成分，那么含水率降到50%，还是有可能的。再比如想一些自来水厂的混凝的沉淀物，主要以无机颗粒为主的，这个数值，是有可能可以达到的。

那活性污泥能不能降到50%那？答案是：有可能，但概率是很低的事情。存在的前提是污泥泥质必须是全是无机颗粒，才有可能实现，如果污泥脱水不谈泥质，谈含水率，那就是耍流氓。

 

如果你去问度娘，度娘告诉你，污泥中含有这几种水，但这种含水率比例的界定前提是99.7%含水率的活性污泥，有机物含量在75%的，可以理解为我们常说的排放的剩余污泥。

2.其中含水率的成分比例结构如下：

间隙水，约70%，颗粒间隙中的游离水，可通过重力沉淀而分离；

毛细水，约20%；是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水，由毛细管现象而形成的，

表面吸附水，约5%，是在污泥颗粒表面附着的水分，其附着力较强；

内部结合水，约5%，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分、无机污泥中金属化合物所带的结晶水等。

假设你将间隙水脱除之后，那么理论上系统中可假设仅含毛细水，表面吸附水，内部结合水。那么从99%的含水率降低到97%的含水率的时候，体积减少约1/3，实际在原占比30%的其它水的比例增加到了50%。如果进一步降低含水率，这个比例会逐步升高。（计算见附录）

 

 

市政污泥中微生物的细胞核水含量可以受到多种因素的影响，包括废水的性质、处理工艺、微生物的类型等。一般来说，微生物的细胞核水占细胞的总体积的一定比例。对于一般的活性污泥，这个比例可以大致估算为细胞总体积的20%到40%左右。

我们参照一个普通市政污水厂的管理要求来看，一般理想状态是MLVSS（挥发性悬浮固体总量）跟MLSS（悬浮固体总量）的占比是不能低于75%（低于75就会影响到系统的处理效率），比较好的状态是在85%左右。MLSS稳定运行数值一般在3000-5000mg/L.

我们也可以理解为无机物：有机物=15:85。那么主导含水率是微生物。那么我们主要脱除的其实是微生物细胞核的水。随着活性污泥中微生物的含量的提高，也就意味着微生物的核内水占比会进一步提高。

打个不恰当的比方，就像我给你一块生肉，让你把里面的水分挤出来，依靠机械办法是很难达到的。只有用加热的办法破坏细胞璧，从而有效的把细胞内的水分排出来。这也就是低温干化和热水解的基本工作原理。通过破壁技术来释放核内水，所以所谓的压榨技术根本无法解决脱除这部分水，都需要外借热源或者药剂等方法来处理。

由于市政污水处理厂的污泥在每个运行阶段，泥质都会有所变化。比如夏季会采用低污泥浓度运行，冬季会采用高污泥浓度运行。排泥控制污泥龄的过程中，微生物的数量和活性都处于变动状态，所以在污泥脱水技术上，要做到含水率稳定，需要根据不同的污泥特性去调配相关的药剂，否则会直接影响污泥脱水的效果。所以所谓的0%含水率的故事，只是天方夜谭。只要泥质变化，就一定会影响到污泥的脱水效果，所以抛开泥质谈含水率只是宣传局部放大的手段罢了。

3.洗砂污泥：

 

 

市政污泥中还有一种特殊物质，那就是胶体。

市政污泥中的胶体含量占总固体量的比例可能在10%到30%之间，胶体颗粒具有相对较大的比表面积，这意味着它们能够与水分子接触的表面积较大，增加了与水分子的结合可能性。胶体颗粒在水中形成胶体溶胶，它们与水分子形成了一种稳定的分散体系。这也增加了水分子与胶体颗粒之间的结合作用。胶体颗粒能够吸附和保持水分子，使得污泥具有一定的保水性，有助于维持污泥的流动性。胶体的水，可以通过药剂之类的化学办法调理，从而达到脱水目的。目前使用厌氧消化技术则是从胶体含水率的角度去解决污泥脱水的问题。通过厌氧降解污泥中的胶体，从而达到污泥较易脱水的目的。这也就是很多时候，厌氧污泥比活性污泥更容易脱水的原因之一。

微生物核内水?毛细水?胶体结合水共同构成了系统中难以脱水的部分。在运行中，一般板框最佳状态就是到含水率73%左右。要进一步降低含水率，就是要使用破壁技术来解决污泥脱水问题了。

在破壁上出现过多种技术：有微波，超声波，激光破壁，高级氧化破壁，化学药剂法（石灰?铁盐），热水解法，厌氧消化，低温干化等等。核心工作原理就是脱除细胞核内的水，主要是通过外力作用，杀灭微生物从而达到排出细胞核内水的目的。各路大神逐一展示实力。但由于很多外在成本等因素，造成目前没有特别经济有效的污泥深度处理技术。目前在成本上较为合适的是石灰?铁盐的破壁技术，但由于泥中混有重金属等问题，化学药剂法处理之后的污泥很难二次利用，所以一般不做为主流工艺推荐。此类污泥的含水率，可以做到60%左右。

当然，在运行上还有一些非常规手段，比如延时曝气，纯氧曝气。利用的其实就是微生物在高氧环境下会自氧化特性，让微生物在高氧状态下自身消减，以达到污泥减量，易脱水的目的。这类技术在2000年左右就出现过，但由于各种原因，这个技术的受众面比较小，并没有得到市场的认可。

所以在污泥脱水中，如果要进一步降低含水率，真正的技术难点在于细胞核内水的脱除。有人跟我说，不加药剂就能靠压力将含水率降到50%左右，你就权当一个笑话看看。但对于数据偏差的困惑，始终围绕着我，这个50%的数值是怎么来的，直到我看见他们的化验报告！用土壤的含水率方法检测污泥的含水率，数据偏差，由此产生！

4.污泥含水率检测规范：

CJ/T 221-2005《城市污水处理厂污泥检验方法》中测定污泥含水率是将均匀的污泥样品放置于103℃～105℃的烘箱内烘至恒重，烘干时间30分钟，需防止有机物挥发，时间不宜过长。在测试过程中采用感量为0.001g的电子分析天平进行称重，以减少的重量计算污泥含水率。

5.土壤含水率检测规范：

置于烘箱内，在105～110℃的恒温下烘至恒重。 烘干时间对粘土、粉土不得少于8h，对砂土不得少于6h，对含有机质超过干土质量5%的土，应将温度控制在65～70℃的恒温下烘至恒重。

 

如果你用土壤的检测含水率的方法去测污泥的含水率，在有机物含量蒸发，温度，时间上均有优势，自然也就会得出了，含水率50%的结果！

所以含水率这个问题，由于泥质，化验方法引起了很多数据上的数据偏差，确实坑了不少人，让我们现在把这个坑填上吧！

污泥含水率减量计算公式

假设含水率99%的污泥脱水至97%，体积约减少多少

V2=V1*[(100-P1)/(100-P2)]

=V1*[(100-99)/(100-97)]

=V1*(1/3)

所以体积从3缩到1，大概缩了66%