影响污泥脱水性能的因素

污泥脱水性能的影响因素有很多，包括水分的存在方式、粒径大小及分布、污泥颗粒的密度、胞外聚合物、消化方式、pH值、泥龄、阳离子种类及含量、絮凝剂的种类和投加量、污泥的电位、污泥输送泵的影响等。污泥脱水性能是多种因素协同作用的结果。

(1)水分的存在方式

根据污泥中所含水分与污泥的结合方式，其存在方式分为间隙水、表面吸附水、内部水和毛细结合水。间隙水环绕在固体四周，不直接与污泥固体颗粒结合，所以很容易通过重力沉淀(浓缩压密)或离心力进行分离。表面吸附水是在污泥颗粒表面附着的水分，附着力较强，去除较难，不能通过普通的浓缩或脱水方法去除。内部水是污泥颗粒内部或者微生物细胞膜中的水分，与微生物结合得很紧，用机械方法很难去除，需要破坏细胞膜并使内部水扩散出来才能得以去除。污泥颗粒比表面积较大并拥有高度的亲水性，因而带有大量毛细结合水。1994年，Vesilind把结合水定义为污泥中不能通过机械方法而去除的水量，由于毛细结合水与固体颗粒之间存在着键结，结合力大，活性较低，仅靠重力浓缩不易使其脱出，需借助机械力或化学反应的手段方能除去，故结合水的含量可视为机械脱水的上限，可以理解为结合水量越大污泥脱水就越困难。结合水含量虽然被普遍认为与污泥机械脱水有密切关系，但还有许多其他的影响污泥机械脱水的因素，如可压缩性、尺寸、结构、黏性、表面特性(主要是表面电荷和憎水性)等，所以结合水含量不能作为表征污泥脱水性能的相关物理指标。

(2)粒径大小及分布

污泥颗粒的粒径大小及其粒径分布对污泥的脱水性能有较大影响，其中针对粒径分布通常考虑粒径的级配分布。一般来说，由于污泥颗粒越小，相应的总体比表面积就越大，这时其水合程度也就越高，污泥颗粒自身带有负电荷，颗粒之间互相排斥，在水合作用下颗粒表面附着了一层或几层水层，进一步阻碍了污泥颗粒之间的结合，并最终形成一个稳定的胶状絮体分散系统，细小污泥颗粒所占的比例越大污泥的平均粒径越小，脱水性能就越差。而且对于滤布过滤，因细小颗粒能阻塞泥饼和过滤介质，从而使过滤比阻增大，浓缩、脱水性能变差。

滤网的孔径在1.0~100um内，污泥的1.0~100um的超胶体颗粒通过滤网，而大于100um的胶体大颗粒被截留。不同种类的污泥，其粒径的差异也较大，当污泥超胶体颗粒比例增加时，过滤脱水性能变差，污泥固体回收率降低，单位固体浓度对应的最优加药量增加，同等加药量调理后的污泥比阻值也上升。如图3-36所示超胶体颗粒质量分数与污泥比阻之间具有很大的相关性。超胶体颗粒所占比例增大，比阻值随着增加，脱水性能变差。

由于实际中的污泥颗粒形状不规则，因此其粒径的确定较困难，其中无机颗粒相对稳定，粒径容易测定，而对于有机颗粒，由于其易于分解的性质，因而很难测定其原始粒径。而且随测量方法的不同，测得的粒径分布也会有所差异。目前，在实验室和工程应用中，测量污泥的粒径分布的常用方法有沉降速度计算法、湿式筛分析法、显微镜法、图像分析法和激光粒度测定法。

(3)污泥颗粒的密度

污泥颗粒的密度是单个颗粒质量与体积的比值，有容积密度(容重)和颗粒密度两种表达方式。

污泥的容积密度是指单位体积污泥的质量，用以描述污泥颗粒群体的质量与体积之比。由于压实和有机物的降解作用，沉积时间长的污泥颗粒密度高，容积密度大。

般而言，初沉污泥主要由所谓的有机碎屑和无机颗粒物组成，颗粒密度较大，浓缩和脱水性能较好;而剩余污泥是由多种微生物形成的菌胶团与其吸附的有机物和无机物共同组成的集合体，颗粒密度较小，浓缩和脱水性能较差。

(4)胞外聚合物

胞外聚合物(以下简称为EPS) 是微生物在一定环境条件下分泌所产生的，其组成受到污水处理厂进水水质、消化过程的影响，其中高分子聚合物主要包括多糖、蛋白质、DNA和少量的脂类、核酸、腐殖酸等，例如微生物在加速生长期排泄的EPS主要为低分子聚合物，减速生长期和内源呼吸期排泄的EPS主要为高分子聚合物而以上亲水性物质的存在会使EPS将大量水吸附在污泥絮体中，并在一定程度上增强污泥胶体颗粒的束水性能，阻止细胞干燥。近年来，EPS对污泥沉降性能的影响逐渐引起了研究人员的注意。

对活性污泥来说，一方面，EPS在污泥絮凝过程中可以连接细胞和胶体颗粒，形成絮体并沉降，从而实现了对污泥絮凝脱水的促进作用;另一方面，EPS的高度水合作用也给污泥的脱水性能造成不利影响。当EPS含量越高时，污泥的沉降脱水性能就越差，被认为是影响污泥脱水性能的最主要因素之一，剩余污泥脱水困难的特性正是由于EPS的存在。所以，EPS含量对活性污泥脱水是先有利后有害，存在一个最佳含量的问题。二价离子，尤其是Ca2 、Mg2 ，在EPS之间及EPS与细菌之间起架桥作用，和EPS的相互作用导致了活性污泥中絮体的形成和沉降，在絮体稳定中起重要作用。但是，过量的单价金属离子会对污泥的絮体结构造成破坏，从而降低其脱水性能和沉降性能，因此可以将污泥中一价金属离子和二价金属离子的比值作为一项判断污泥脱水性能的指标。

影响EPS含量的因素包括污泥来源与种类、污泥负荷、细菌生长特征等。周健的研究表明，污水处理负荷决定了EPS含量的高低及生污泥的沉降性能，随着负荷降低，EPS含量增加，SVI增加，沉降性能恶化。

(5) 消化方式