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1. 定期檢查泵和電機：檢查泵和電機的外觀是否正常，有無磨損、變形、損壞等情況。檢查泵和電機的連接是否牢固，螺栓是否緊固。
2. 檢查泵的密封：檢查泵的密封件是否磨損、老化、損壞，密封效果是否良好。如果密封件損壞，需要更換新的密封件。
3. 檢查泵的潤滑：檢查泵的潤滑情況是否良好，潤滑油是否充足，是否有漏油現象。如果潤滑油不足或變質，需要更換新的潤滑油。
4. 檢查泵的進出口壓力：檢查泵的進出口壓力是否正常，壓力表是否準確。如果壓力異常，需要調整泵的工作參數或檢修泵的密封件。
5. 檢查泵的振動和噪音：檢查泵的振動和噪音是否正常，有無異常的振動或噪音。如果振動或噪音異常，需要檢修泵的軸承或密封件。
6. 檢查泵的冷卻水：對于需要冷卻水的泵，檢查冷卻水是否充足、水質是否干凈。如果冷卻水不足或水質不好，需要更換或清理冷卻水。

需要注意的是，在進行板框式壓濾機泵的常規檢查時，需要遵循安全規范和操作說明，確保檢查過程的安全性和準確性。

Slurry treatment equipmentIn recent years, it has been used in the construction of subways and real estate in large and medium-sized cities, and the mud generated during the construction will pollute the cityscape, basic agricultural land and underground water. Construction mud is mainly produced by the following types of projects: drilled pile construction mud is produced by rotary drilling rigs, forward and reverse cycle drilling rigs, percussion drilling rigs and other drilling methods; underground continuous wall construction mud is produced by continuous wall, double-wheeled milling and other equipment to form a trench; mud and water shield construction mud is produced by the mud and water balanced shield tunnel construction; non-excavation construction mud is produced by horizontal directional drilling and mud and water pipe jacking construction. Construction mud consists of liquid and clay, supplemented by additives, and is mainly used to protect the hole wall and carry the drill cuttings out of the hole. In the process of drilling, due to the drilling slag constantly entering into the mud, the specific gravity, viscosity and sand content of the mud change, and cannot meet the requirements of mud performance, it must be purified, that is, the solid-liquid separation and then the drilling slag in the mud is separated and circulated for use. At present, a large amount of waste mud is generated during and after the operation cycle of diaphragm wall and pile foundation construction. The waste mud contains clay minerals such as montmorillonite and rock debris, and its consistency is so large that it can neither be discharged directly, nor can it settle naturally within a short period of time. If not treated in time, it will not only affect the construction, but also cause environmental pollution or water pollution and other secondary public hazards, such as the waste slurry is difficult to degrade in the natural state, which will cause soil crusting in the surrounding areas, salinisation of the soil, and massive destruction of vegetation; the waste slurry accumulates and infiltrates into the sub-surface layer of the groundwater for a long period of time, or flows into the rivers and creeks along with the spillage of rainwater, which will pollute the water sources and endanger the people's health; and the waste slurry piles up in the vicinity of the construction site, which will occupy large amounts of cultivated land or grassland. Waste slurry piled up around the construction site occupies a large amount of arable land or grassland, so that the occupied land loses its use value and becomes a new source of pollution. At present, there are more and more researches on waste slurry treatment in China, and the main treatment methods include chemical solidification treatment method, land cultivation treatment method, solid-liquid separation treatment method, etc. Among them, the solid-liquid separation treatment method is the most suitable method for the treatment of waste slurry. Among them, the solid-liquid separation method is relatively simple, the produced water can be discharged directly, and the discharged dry mud can be landfilled, which is especially suitable for the treatment of drilling mud in municipal underground projects. This paper gives an overview of domestic solid-liquid separation mud treatment equipment on the basis of extensive research, and designs a new type of mobile mud treatment equipment.

1 common domestic slurry treatment equipment

At present, the main mechanical equipment used to treat slurry by solid-liquid separation methods include vibrating screens, cyclone slurry purifiers and horizontal screw centrifuges.

1.1 Vibrating screens use high-frequency vibration to separate the solid particles in the slurry flowing through the screen cloth. Vibrating screen cloth is available in a variety of mesh sizes, with 100 mesh (separating particles with a diameter of 0.15 mm or larger) or coarser cloth generally used, and 200 mesh being the densest cloth used. Vibrating screens are generally located at the front end of the process and are mainly used to treat large solid phases.

1.2 Cyclone slurry purifier After pumping the slurry into the cyclone, the slurry will be restricted by the shape of the cyclone and produce high speed cyclone. Under the action of centrifugal force, the solid phase with higher density than the liquid will be leaning against the wall of the cylinder, while the liquid with lower density will be in the middle of the cylinder, so that the coarser particles will be separated out from the slurry. Cyclone mud purifier solves the problem of recycling mud on site, improves the efficiency of mud recycling, and saves cost, but it does not solve the problem of disposal of waste mud.

1.3 Horizontal screw centrifuge is the only solid-liquid separation device that can remove the free liquid on the surface of solid-phase particles. The larger the rotational speed of the centrifuge, the smaller the particle size of the solid phase particles that can be separated, and when the rotational speed of the centrifuge reaches 3200 r-min-1, the smallest particle size that can be separated is 2 μm. The centrifuge is generally located at the end of the treatment process, and it is mainly used to treat small particles of solid phase. According to the particle size and particle size grading of the solid phase substances in the slurry, and considering the performance requirements of the treated slurry, different treatment processes can be selected, but the order of treating the large particles first and the small particles second must be followed. Since the working principle of horizontal screw centrifuge is to separate solid and liquid by using the centrifugal force generated by mass difference, it is necessary to pre-treat the slurry, that is to say, to add flocculants to destroy the colloidal structure of the slurry and form the mass difference between the inner substances. Since there are many kinds of flocculants (anion, cation, organic flocculants, etc.), each of which has different effects on the soil, and the price of flocculants is high, generally RMB 20,000 yuan per tonne, and the quantity of pre-treatment is also large, about 5kg-m-3; therefore, the cost of using horizontal centrifuge is high, which is not conducive to the promotion of it.

2 Design of new mobile slurry treatment equipment

2.1 Design Principle The main structural parts of this equipment include screen filter head, slurry pump, vacuum tank, valve, hydraulic cyclone, diaphragm filter press, press system, backblowing system, automatic pulling plate system, belt machine. The specific work flow is as follows: firstly, the vacuum tank is filled with clean water, and the operator turns on the slurry pump start button, and the lead water in the vacuum tank is pumped out, which makes the vacuum tank generate negative pressure, and the slurry in the slurry tank is automatically sucked into the vacuum tank when the pressure is large enough to achieve continuous self-absorption of the slurry; when there is a need to recycle the slurry, the inlet to the valve of the hydraulic cyclone is turned on and the solid particles of the slurry, such as gravel with a large particle size, are filtered, and the slurry can be filtered to obtain a higher quality of the solid particles. When the cyclone valve is closed and the valve of the diaphragm filter press is activated, the slurry is fed to the filter chambers through the central aperture of the diaphragm filter press, and the slurry is filtered through the filter cloths in the filter chambers, and the filtered water is discharged through the discharge port to the clean water pool, while the solid particles are deposited on the filter cloths; the cake on the filter cloths reaches a high level after a certain period of time; the slurry is then recycled to the clean water pool. After a certain period of time, when the cake on the filter cloth reaches a certain thickness, the press pump starts, and the filtration process is automatically transferred to the pressing process, and the feeding is stopped at the same time; the high-pressure press pump sends the press water from the press tank to the diaphragm plate, and the elastic inner plate of the diaphragm plate bulges up, and squeezes uniformly with the formed cake, so as to further reduce the water content of the cake on the filter cloth; after the end of the pressing process, the press pump stops, and the press water is returned to the tank, and then the residual moisture in the centre orifice is blown out by the compressor using compressed air. After the press is finished, the press pump stops, the press water flows back to the water tank, and then the slurry remaining in the centre aperture is blown out by compressor air; the automatic pulling system is activated, and the filter plates are pulled apart one by one, the cakes are separated from the filter cloths and fall down to the belt machine at the bottom, which is started at the same time, and the cakes are discharged to the mud pit dug at the front end of the plant, and then shoveled away by a loader; then the filter cloths are cleared, and the next cycle is started, and the slurry treatment is completed. The core of this equipment is the filtration technology. Filter press technology originated in Europe and has been widely used in Germany and the UK in the petroleum, mining, coal, chemical and medical industries. After hundreds of years of development, the filtration technology has been continuously improved. As a solid-liquid separation technology, it has the advantages of good separation effect and wide applicability, especially for the separation of viscous and fine mixed liquids with unique superiority. Compared with other technologies, press filtration technology has the following features: small unit filtration surface area, high adaptability to materials, wide selection of filtration surface area, high filtration pressure, low cake water content, simple structure, easy operation, fewer failures, convenient maintenance, clear filtrate with high solid phase recovery after cake filtration, and stable filtration operation with no noise.

2.2 Design programme

2.2.1 Integral frame In order not to exceed the limit of highway transport and to facilitate the transfer, the overall size of this equipment is designed as 9.6m×3m×2.5m, and the integral frame is made of 100mm×100mm channel steel welded together, which mainly serves to connect the functional parts and facilitate lifting, and there is a steel mesh structured walkway around the frame for the convenience of workers, and there is a sun- and rain-protection shed on the top. The top is equipped with a sun- and rain-proof shed.

2.2.2 Vacuum self-priming units Vacuum self-priming units consist of a vacuum tank and a slurry pump.

(1) Vacuum tank. Considering the pressure of sucking up the slurry from the slurry tank, the capacity of the vacuum tank is set at 700L, with a filling port and an air vent at the top and a drain port at the bottom.

(2) slurry pump. Slurry pump not only to ensure that the work of the filter pressure (8bar), but also to consider the efficiency of the material into the problem, so choose the head of 80m, flow rate of 100m3-h-1 centrifugal pump.

2.2.3 Pressing mechanism The pressing mechanism of this equipment consists of hydraulic pump station, oil cylinder, pressing plate and voltage gauge.

(1) Cylinder. Considering that the filtration pressure is 8 bar during normal operation, the cylinder compression pressure should be 12-20 bar; so Φ350 cylinder is used.

(2) Electrical contact pressure gauge. When the hydraulic cylinder is being pressed, when the pressing force is greater than the setting value of the pressure sensor (16 bar), the relief valve starts to unload, the power supply of the hydraulic motor is cut off, and the pressing action is completed. When the compression force reaches the lower limit of the pressure gauge, the cylinder motor starts and the oil pump supplies oil to ensure continuous compression of the cylinder during the filtering process.

2.2.4 Filter Structure The filter structure consists of a diaphragm filter plate and filter cloth.

(1) Filtration method. There are two types of filtration methods: open flow and concealed flow, in order to ensure the compactness of the equipment structure and the cleanliness of the equipment during operation, the equipment adopts the concealed flow method, with liquid outlet holes at the corners of each filter plate, and four liquid outlet ports are connected together by pipes at the end of the equipment.

(2) Filter cloth. Filter cloth is the main filtration medium, and the selection and use of filter cloth have a decisive effect on the filtration effect. It is necessary to choose suitable filter cloth material according to the pH value, solid particle size, sand content and other factors of the filtering material, so as to realise lower filtration cost and higher filtration efficiency, and ensure that the filter cloth is smooth and not wrinkled in the process of use. Since the construction slurry is mainly alkaline, and considering the problems of cake release and efficiency, this equipment adopts nylon monofilament filter cloth with air permeability of 800L-m-2-s-1.

2.2.5 Press mechanism The press mechanism consists of a press pump, press tank and press hose.

(1) Press pump. Comparing the effect of pressing force on the water content of the cake and the cost of press plates available on the market, a diaphragm press plate with a pressure resistance of 12 bar was selected, and the working pressure of the press pump was set at 8 bar; the upper limit of the pressure gauge was set at 10 bar.

(2) Press tank. The working water consumption is about 3.5m3, so the volume of the press tank is 4m3.

2.3 Structural design and process design

(1) Design the product structure according to the design programme.

(2) Process design. Establish the process flow for the final treatment of slurry.

3 Engineering application and analysis and evaluation

3.1 Application of the project The project is based on the sixth standard section of the construction of the first phase of the R2 railway line in Jinan (Figure 3). According to the data of field research, the project mainly adopts the technology of diaphragm wall construction, in which 200-300m3 of mud slurry is used in one trench (generally 400m3 in consideration of the surplus), and the mud slurry is generally recycled 4-6 times during the operation, and the mud slurry used in one trench is recycled to produce about 55m3 of waste mud slurry in the end, and there may be 3-4 trench construction at the same time in the later stage when the working surface is opened up completely. The equipment will carry out the mud slurry according to the construction time. The equipment will treat the slurry accordingly to the construction time.

According to the data calculation, the waste slurry treatment capacity is 55~220m3-1, and the treatment time is 24h. The average daily waste slurry treatment capacity is 140m3. According to the present situation, the application of this equipment is good, and it basically achieves a flow process of 2h after steady operation, and the slurry treatment capacity is 20m3 in each flow process, and the water content of discharged clean water and solid cake is about 35%. The water content of discharged water and solid cake after treatment is about 35%.

3.2 Factors Affecting Treatment Effectiveness

(1) Factors affecting cake thickness. According to the processing situation, it can be seen that the thickness of dry cake is positively proportional to the filtration time when the concentration of feed slurry is fixed, but the thickness of cake does not increase obviously when the filtration time reaches 45min.

(2) Factors affecting the water content of mud cake. The water content of the cake is related to the pressing pressure, the higher the pressing pressure is, the lower the water content is, at the same time, through the test, it can be determined that it is appropriate to control the pressing time at about 30min.

3.3 Optimisation of inlet design In practice, it is found that the inlet of the equipment is often clogged, so the inlet is optimised to solve the problem of clogging of the inlet in case of highly concentrated slurry.

3.4 Analysing and evaluating

3.4.1 Calculation of slurry handling capacity

(1) Single-cycle slurry treatment volume. The size of the slurry tank is 3m×6m, the liquid level of the single-cycle slurry tank is 40cm, and the single-cycle slurry treatment volume is about 7.2m3.

(2) Single-cycle water discharge. According to the flowmeter that comes with the slurry treatment equipment on site, it can be known that: the maximum water discharge is 10.9m3-h-1 when feeding, the minimum water discharge is 1.2m3-h-1, the feeding time is 1h, the feeding and draining time is about 50min; the maximum water discharge is 2.2m3-h-1, the minimum water discharge is 1.0m3-h-1, the pressing time is 30min, the pressing and draining time is 30min. The maximum water discharge during pressing is 2.2m3-h-1, the minimum water discharge is 1.0m3-h-1, the pressing time is 30min, and the press drainage time is 30min.

(3) Single-cycle mud cake discharge volume. According to the actual situation, the size of mud cake is 1m×1m, the average thickness of mud cake is 2.5cm, the number of mud cake discharged from one cycle is 59, and the volume of mud cake discharged from one cycle is 1.48m3.

3.4.2 Comparison of slurry treatment costs

(1) Cost calculation of adopting the mud transport method in the construction organisation design. According to the cost calculation of the project department, adopting professional tanker truck to transport and treat the waste slurry, one tanker truck can transport 25m3 of waste slurry, and the unit price of one truck is about RMB 2,000 per time, and the unit cost of treatment is RMB 80m-m-3.

(2) Costing of mud treatment with this equipment. After preliminary calculations, the use of new equipment for on-site waste mud treatment, equipment machine power of about 50kW, according to the efficiency of 7.2m3-h-1 treatment of waste mud, time about 2h, power consumption of 100 degrees, according to the industrial electricity tariffs, a work with electricity costs about 100 yuan. After separation of mud and water, the water can be directly recycled for on-site construction, and the dry mud can be transported by dump trucks, and the cost of dump trucks is 40 RMB-m-3, and the transport cost is 59.2 RMB. According to this calculation, the cost of adopting new equipment for waste slurry treatment is 22.1 RMB-m-3. In summary, the cost of using this equipment to treat 1m3 slurry is 57.9 RMB less than that of transporting.

4 Conclusion

(1) In this paper, field tests were carried out on loess slurries with specific gravity ranging from 1.08 to 1.32, and the slurries with specific gravity greater than 1.2 needed to be pre-treated with filter to remove large sand particles, otherwise the inlet would be easily clogged. After adopting the screen filter, the inlet was not clogged, but there was cake layering because the specific gravity of the slurry was different during the feeding process, which was solved by adding a stirring device to the filter.

(2) After the second pressing and backblowing technology, the water content of the cake is around 35%, and the specific gravity of the slurry is 1.08, so the compression ratio of the slurry treatment is around 9:1.

(3) The equipment designed in this paper covers an area of about 25m2, it is necessary to do a good job in advance of the site hardening, for the mud pool is small and more dispersed, can consider the equipment for miniaturisation of the design, so as to reduce the cost of a single piece of equipment, and more convenient for the transfer of the site.

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Technical Consultancy: 188517-18517

1 工程概況溫州市甌海區仙巖街道鳳池村城中村改造安置房建設項目，地下室開挖深度4 m左右，采用樁基礎（鉆孔灌注樁），鉆孔灌注樁共需施工691根。本工程地層復雜、樁基數量較大。為了保證如期完成施工任務，投入14臺GPS-15型以上鉆機進行樁基施工。本工程擬采用廂式壓濾機泥漿固化工法施工，固化泥漿約46 958 m3。離出的泥餅含水率低，且運行速度快。具有較好的脫水效果，具備場地條件的項目能大量進行現場固化處理，減少運輸過程的污染，節約固化時間。

2 工法特點及適用范圍

1）本工法采用廂式壓濾機進行泥漿過濾脫水固化，設備結構簡單、拆裝方便、機械化程度高，易操作，所分

2）相對泥漿外運，泥餅外運處理成本較低，環境污染小。如溫州城區泥漿，往往需通過陸運及水運方式運輸至集中消納地點處理，路程較遠，運輸成本較高。采用本工法則大大減少了外運的泥漿數量，道路沿途的滴、灑、漏污染及部門管控投入費用也相應減少。同時，基本不用在消納場地再行固化，節約土地資源，減少生態環境污染。

3）分離出的泥土再進行無害化處理后，還可深化加工利用。通過一系列技術改良措施，使廢棄的土方轉化為具有一定強度和滲漏性的填方材料；泥餅中的固相物有黏土和石屑，再加入水泥和砂子，配制成黏土水泥砂漿，并進一步調整配方，改善養護條件，黏土砂漿完全可以滿足一般建筑要求；還有其他各種再利用方法，從而實現變廢為寶。

4）排出的清水用于循環打樁和洗車，節約工程用水，有利于環境保護。

5）本工法是工程建設中將廢棄泥漿通過專用機械設備深度脫水的工藝，適用于建筑工程泥漿護壁灌注樁泥漿處理、橋梁樁基工程泥漿處理、勘察鉆探泥漿處理、鉆井工程廢棄泥漿的無害化處理等。

3工藝原理在泥漿護壁灌注樁樁基施工過程中，安排適合的場地設置廂式Slurry Filter Press，并配套泥餅堆積外運場地，按照施工現場實際泥漿日產量、泥漿日處理消耗量等要求，確定添置設備的規模。樁基施工過程產生的泥漿集中收集至儲漿池，儲漿池再集中將泥漿輸送至泥漿混合箱，通過加入一定比例的生石灰攪拌混合后，再輸送至廂式壓濾機進行脫水固化，分離出泥土、其他固態物和清水。泥土等固化物堆積整理外運，清水可循環用于樁基鉆孔施工。最終達到節約用水、泥漿固化外運、降低成本的目的。

4施工工藝流程及操作廂式壓濾機泥漿固化工法的施工工藝流程。

4.1 施工準備1）了解工地地勘資料、設計圖紙、相關規范等文件。

2）編制泥漿固化的專項施工方案，經項目部審核、批集水池進行混合攪拌準備石灰外加劑汽車外運施工準備樁基濕作業成孔過程中的泥漿生成及循環使用泥漿匯集廂式壓濾機泥漿壓榨清水匯集泥餅堆放工程現場道路灑掃除塵，加藥劑處理后排入市政管網等圖2廂式壓濾機泥漿固化工法施工工藝流程示意準，報監理、業主批準實施。

3）設備進場前，提供詳細參數、質保資料及人員備案資料等。

4）計算泥漿量，選擇泥漿池、沉淀池、循環池布置位置并開挖，泥漿池按照樁基工程1 d完成的樁基成孔體積的3倍計算，再乘以充盈系數，通常溫州地區取1.15。依照此標準可再適當放大容量，以便在泥漿排出不及時的情況下可增加泥漿存儲量，保證施工進度。

5）安排泥漿固化設備設置場地，進行場地平整，設備基礎按專業設計圖紙施工，待基礎達到混凝土設計強度后，設備方可進場安裝。

6）廂式壓濾機安裝完成后進行調試，保證運行正常。

4.2 泥漿生成及循環使用在施工過程中泥土與水混合產生泥漿，通過泥漿循環，將樁身及底部泥漿、沉渣攜帶至沉淀池沉淀凈化，使泥漿達到一定的黏度、密度、含砂率，以滿足樁身護壁、攜渣、冷卻鉆具、潤滑等施工要求。在滿足現場鉆孔施工所需護壁泥漿量的基礎上，多余泥漿進行固化處理。

4.3 泥漿固化管線布置及匯集在樁機進場施工前，項目部根據場地環境及施工部署要求，按照施工方案科學合理地設置泥漿固化管線。樁機在施工過程中產生的泥漿匯總排放至總泥漿池，可增設沉淀池用以沉淀沉渣。在總泥漿池架設泥漿泵，通過直徑至少為150 mm的輸送管連接至泥漿與生石灰匯集池（集水池），采用電磁流量計控制泥漿輸送量。泥漿與生石灰混合攪拌后，經集水池輸送至壓濾機進行壓榨，產生的清水經引流槽排至清水池。清水池再通過清水泵排放至樁機處循環施工或用于現場噴灑除塵、車輛沖洗等。

4.4 集水池混合攪拌泥漿與生石灰混合攪拌，在集水池中進行融合。

1）泥漿池通過沉淀過濾后，濃度、密度需滿足固化要求。在濃度過低的情況下，應將低濃度泥漿排向循環池循環使用，直至滿足固化要求后，再輸送至集水池。

2）工程現場采用30 t容積的生石灰罐，每天可固化泥漿618 m3。經流量表測得每天消耗生石灰3.75 t，每立方米泥漿消耗生石灰6 kg，生石灰與泥漿充分攪拌融合，經過化學反應，可起到吸水板結的作用。周 莉、閆相明、周星中: 應用廂式壓濾機進行樁基廢棄泥漿固化處理

4.5 廂式壓濾機泥漿壓榨

4.5.1進料壓榨廂式壓濾機過濾部分由按一定次序排列在主梁上的濾板、夾在濾板之間的濾布組成，濾板與濾布相間排列，形成了若干獨立的過濾單元——濾室。過濾開始時，料漿在進料泵的推動下，經止推板上的進料口進入各濾室，并借進料泵產生的壓力進行過濾。由于濾布的作用，固體留在濾室內形成濾餅，濾液由水嘴（明流）或出液閥（暗流）排出。若需洗滌濾餅，可由止推板上的洗滌口通入洗滌水進行洗滌；若需要較低含水率的濾餅，同樣可從洗滌口通入壓縮空氣，穿過濾餅層，以帶走濾餅中的部分水分。

4.5.2清水過濾及泥餅出料

1）通過泥漿壓榨，清水從濾板側邊水嘴流向設置好的水槽，水槽再外排至清水池。

2）經壓榨固化的泥餅通過人工控制按鈕，以每塊濾板5 s的速度松板卸泥，本工程采用1500型程控液壓廂式壓濾機，濾室容積為8 m3，每臺設備有濾板125塊，一次循環可固化處理22.5 m3泥漿，用時1 h，產生7.5 m3泥餅，卸泥時間需要15 min，泥餅落入下方的泥餅堆放場地，定時清運。

4.6 泥餅及清水處理

1）每日通過現場配備的挖機收集泥餅并集中堆放，定期通過渣土車清運至外場指定地點消納，以滿足現場施工要求，也可用于資源繼續加工再利用。

2）經過6級處理的清水可排放至清水池，繼續用于樁基工程循環施工，也可用于現場道路噴灑除塵、洗清等。含有氫氧化鈣的廢水不能直接用于飲用或土壤農業灌溉等，經過藥劑中和處理，并檢測合格后可排放至市政管網。

3）另外，因黏土中堿的質量分數高達2.5%～2.7%，砂巖中堿的質量分數為0.1%～0.3%，在樁基鉆進施工過程，過濾水如長期循環使用，會增加水中堿的質量分數，且在樁基混凝土澆搗過程中，因水泥本身含有K O H、NaOH等堿活性骨料，堿的質量分數過高會影響樁基混凝土的施工質量，使混凝土產生較大的內應力，導致結構破壞，產生裂縫，影響耐久性。參照JGJ 63—2006《混凝土用水標準》，工程用水水質要求堿質量濃度≤1 500 mg/L，堿質量濃度檢測應符合GB/T 176—2017《水泥化學分析方法》中關于KOH、NaOH測定的火焰光度計法的要求。水質取樣不少于5 L，再生水應在取水管（出水口）終端接取，送至實驗室測定，每個月做1次檢測。如檢測水堿質量分數過高，達不到繼續循環使用要求，可加水稀釋，達到要求后方可投入使用。

5效益分析

5.1 社會效益

1）節能環保。泥漿固化施工工法減少了泥漿排放量，土方可再生利用，處理后的水可進行再循環施工，節約了工程用水，很好地保護了環境。

2）文明、美觀。泥漿固化施工工法使施工場區能更好地保持整潔美觀，便于日常場區清理，避免了以前鉆孔灌注樁樁基施工時場地泥漿外溢、環境臟亂的現象，更好地響應文明施工的要求。

5.2 經濟效益現以溫州市甌海區仙巖街道鳳池村城中村改造安置房項目為例，將廂式壓濾機泥漿固化后的土方外運效益與傳統的泥漿外運效益進行對比。經過成本對比分析，溫州市甌海區仙巖街道鳳池村城中村改造安置房工程采用了廂式壓濾機泥漿固化施工工法，與普通泥漿外運施工工藝相比，在沒有影響施工效率的前提下，通過施工工藝，在土方外運的前提下，省去了泥漿外運處理，節約了相關費用支出共計109 571元。可見，廂式壓濾機泥漿固化施工工法具有可觀的經濟效益，有很好的推廣前景。

6結語采用泥漿固化施工工法后，在一定程度上緩解了泥漿外排的壓力，固化后的多余土方可堆放在場地內，進行覆蓋后臨時堆放，節約了成本，保證了施工進度，取得了良好的應用效果。在文明施工要求日益趨于嚴格的當下，廂式壓濾機泥漿固化施工工法為類似有樁基工程的施工項目提供了一種可借鑒的廢棄泥漿處理方法。

Sludge Filter Press，污水經過沉淀處理后會產生大量污泥，既使經過濃縮及消化處理，含水率仍高達，體積很大，難以消納處置，必須經過脫水處理，提高泥餅的含固率，以減少污泥堆置的占地面積。一般大中型污水處理廠均采用機械脫水。脫水機的種類很多，按脫水原理可分為真空過濾脫水、壓濾脫水及離心脫水三大類。本文就國內污水處理廠經常選用 的壓濾機包括帶式壓濾機及板框式壓濾機和離心式脫水機的工作原理、設備選型時需重點考慮的問題以及維護運行成本等作一介紹。

帶式壓濾脫水機帶式壓濾脫水機是由上下兩條張緊的濾帶夾帶著污泥層，從一連串有規律排列 的輥壓筒中呈形經過，依靠濾帶本身的張力形成對污泥層的壓榨和剪切力，把污泥層中的毛細水擠壓出來，獲得含固量較高的泥餅，從而實現污泥脫水。一般帶式壓濾脫水機由濾帶、輥壓筒、濾帶張緊系統、濾帶調偏系統、濾帶沖洗系統和濾帶驅動系統構成。作機型選擇時，應從以下幾個方面加以考慮濾帶。要求其具有較高的抗拉強度、耐曲折、耐酸堿、耐溫度變化等特點，同時還應考慮污泥的具體性質，選擇適合的編織紋理，使濾帶具有 良好的透氣性能及對污泥顆粒的攔截性能。輥壓筒的調偏系統。一般通過氣動裝置完成。濾帶的張緊系統。一般也 由氣動系統來控制。濾帶 張力一般控制在一，常用值為。帶速控制。不 同性質的污泥對帶速的要求各不相同，即對任何一種特定的污泥都存在一個最佳的帶速控制范圍，在該范圍內，脫水系統既能保證一定的處理能力，又能得到高質量的泥餅。帶式壓濾脫水機受污泥負荷波動的影響小，還具有出泥含水率較低且工作穩定、能耗少、管理控制相對簡單、對運轉人員的素質要求不高等特點。同時，由于帶式壓濾脫水機進人國內較早，已有相當數量 的廠家可以生產這種設備。在污水處理工程建設決策時，可以選用帶式壓濾機以降低工程投資。目前，國內新建的污水處理廠大多采用帶式壓濾脫水機，例如北京高碑店污水處理廠一期工程五臺脫水機全部是帶式壓濾脫水機，自投人運行以來情況 良好，所以在二期設備選型時仍然選用了這種機型。

離心式脫水機離心脫水機主要由轉毅和帶空心轉軸的螺旋輸送器組成，污泥由空心轉軸送入轉筒后，在高速旋轉產生的離心力作用下，立即被甩人轉毅腔內。污泥顆粒比重較大，因而產生的離心力也較大，被甩貼在轉毅內壁上，形成固體層水密度小，離心力也小，只在固體層內側產生液體層。固體層的污泥在螺旋輸送器的緩慢推動下，被輸送到轉毅的錐端，經大大改善運行人員的工作環境，因而受到業轉毅周圍的出口連續排出，液體則由堰口溢 界人士的青睞。流排至轉毅外，匯集后排出脫水機。

板框式壓濾脫水機離心脫水機最關鍵的部件是轉毅，轉毅板框式壓濾機是通過板框的擠壓，使污的直徑越大，脫水處理能力越大，但制造及運 泥內的水通過濾布排出，達到脫水目的。它行成本都相當高，很不經濟。轉毅的長度越主要由凹人式濾板、框架、自動一氣動閉合系長，污泥的含固率就越高，但轉毅過長會使性統、側板懸掛系統、濾板震動系統、空氣壓縮能價格比下降。使用過程中，轉毅的轉速是 裝置、濾布高壓沖洗裝置及機身一側光電保一個重要的控制參數，控制轉毅的轉速，使其護裝置等構成。設備選型時，應考慮以下幾既能獲得較高的含固率又能降低能耗，是離個方面心脫水機運行好壞的關鍵。目前，多采用低對泥餅含固率的要求。一般板框式速離心脫水機。在作離心式脫水機選型時，壓濾機與其他類型脫水機相比，泥餅含固率因轉輪或螺旋的外緣極易磨損，對其材質要 最高，可達，如果從減少污泥堆置占地有特殊要求。新型離心脫水機螺旋外緣大多 因素考慮，板框式壓濾機應該是首選方案。做成裝配塊，以便更換。裝配塊的材質一般框架的材質。為碳化鎢，價格昂貴。

濾板及濾布的材質。要求耐腐蝕，濾離心脫水機具有噪音大、能耗高、處理 布要具有一定的抗拉強度。能力低等缺點。國內只有為數不多的幾個廠濾板的移動方式。要求可以通過液家可以生產小型離心脫水機，如果選擇大型壓一氣動裝置全 自動或半自動完成，以減輕離心脫水機，就只能依靠進口，會增加工程 操作人員勞動強度。投資，同時，離心脫水機受污泥負荷的波動濾布振蕩裝置，以使濾餅易于脫落。影響較大，對運行人員的素質要求較高，因與其他型式脫水機相比，板框式壓濾機此一般污水處理廠均不采用離心脫水工藝。最大的缺點是占地面積較大。以北京高碑店但近幾年來，隨著科技進步，離心式脫水機污水處理廠一期工程使用的帶式壓濾機和鞍的脫水技術在國外有了長足進展，例如瑞典山工業污水處理廠使用的板框式壓濾機為例公司生產的螺旋離心式脫水機，作比較高碑店污水廠處理污水量為萬其泥餅含 固率可達以上，而且操作是，污泥產量，干物質，采在全封閉的環境中進行，脫水機周圍沒有任用五臺德國一型帶式壓濾機，何污泥及污水存在，也沒有惡臭氣味，可以每臺壓濾機的基礎占地面積僅為鞍山污水廠處理污水量為萬，干物質，采用六臺板框式壓濾機，每臺壓 濾 機的基礎 占地面積達。同時，由于板框式壓濾機為間斷式運行，效率低，操作間環境較差，有二次污染，國內大型污水處理廠已很少采用。但近年來，國外環保設備生產廠家在該機型上作了大量開發研制工作，使其適應了現代化污水處理廠的要求，如通過系統控制就可以實現系統全自動方式運行，其壓濾、濾板的移動、濾布的振蕩、壓縮空氣的提供、濾布沖洗、進料等操作全部可以通過遠端控制來完成，大大減輕了工人勞動強度。小結根據不同型式脫水機性能的比較分析見表可以看出，不同的污水處理廠在作污泥脫水方案選擇時，應從污泥特性、運行狀況、人員素質、對泥餅的要求以及資金、成本等幾個方面綜合考慮，才能作出相對合理的選擇。

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1煤用壓濾機的基本要求和特征

（１）設 備 大 型 化。采 用 大 型 濾 板 和 短 配 置 不 僅可 以 減 少 占 地，同時由于濾板組件變短導致壓差傳遞 次 數 減 少，壓 差 容 易 被 阻 斷，在 增 加 處 理 量 的 同時還可以減少因成餅不均勻所產生的危險壓差。快開式壓濾機在濾板組件中間增加了金屬驅動板，可徹 底 阻 斷 壓 差 的 傳 遞，延長濾板和整個壓濾機的壽 命。

（２）運 行 快 速 化。要 求 壓 濾 機 入 料 快、排 液快、卸 餅 快 以 及 更 換 濾 布 快，這就有利于大型壓濾機 采 用 多 端 口 入 料、明 暗 流 同 時 排 液、過 濾 面 設 計優 化、縮短隔膜擠壓技術的過濾周期以及帶入料靴的 板 布 分 離 結 構 等 措 施 的 實 現。而對于特大型的壓濾 機，采用高位槽入料法更為合適。在 過 濾 初 期，選用高位自流的方法向壓濾機無障礙入料，實 現 快速 過 濾，無 需 進 料 泵 可 以 大 大 節 省 能 耗；過 濾 后 期則 采 用 小 流 量 高 壓 泵，可 降 低 成 本。

（３）系 統 可 靠 性。在 使 用 壓 濾 機 時，除 了 要 求液 壓 系 統、拉 板 系 統、洗布系統和集液翻板系統等可 靠 之 外，及時知道濾布的損壞情況和發現損壞濾布的確切位置對整個工藝的穩定運行也是非常重要的。將德國連恩舍過濾有限公司發明的三通取樣閥應 用 到 壓 濾 機 中，可以在不影響工藝流程的情況下，精 確 發 現 損 壞 濾 布 的 確 切 位 置，避 免 濾 布 損 壞帶 來 的 一 系 列 問 題。

２煤 用 壓 濾 機 及 濾 板 選 擇

２．１廂 式 壓 濾 機廂式壓濾機主要依靠入料泵提供的液壓驅動力進 行 脫 水，懸 浮 液 泵 入 壓 濾 機 后，首先在濾腔兩側的濾 布 表 面 形 成 濾 餅，然后不斷向濾腔中間增厚。連續液相的存在是保持液壓驅動力的前提，所 以 濾餅 中 心 始 終 存 在 一 個 濃 度 高 于 入 料 濃 度、并 以 液 體為 連 續 相 的 固 液 混 合 體，俗 稱“囊 心”。“囊 心”的大 小 與 煤 泥 的 性 質（如 顆 粒 大 小、灰 分、泥 化 程 度等）有 著 很 大 的 關 系。“囊 心”的 存 在 會 影 響 濾 餅的 水 分，并 阻 礙 卸 餅。對 于 相 同 的 煤 泥，采 用 高 壓入 料 可 減 小“囊 心”的 存 在，然而提高入料的壓力在 很 大 程 度 上 會 導 致 危 險 壓 差 的 出 現。現 有 兩 個 途 徑 可 以 減 少 危 險 壓 差 出 現 的 幾 率，一 是 通 過 增 加 濾 板 基 板 的 厚 度，二是通過增加濾板支 撐 凸 臺 的 數 量 或 直 徑。選 擇 壓 力 時，通 常 要 考 慮濾 板 的 承 壓，目前濾板的壓力等級分為０．８ＭＰａ、１．６ＭＰａ和 更 高 壓 力３個 額 定 壓 力 檔 次。這 些 等 級均 是 在 常 溫 下 進 行 分 類 定 義 的，忽略了溫度對濾板承 壓 能 力 的 影 響。

２．２隔 膜 壓 濾 機與廂式壓濾機的區別在于隔膜壓濾機中濾板有２個 可 前 后 移 動 的 過 濾 面（隔 膜），當 過 濾 工 序 完成 后，在隔膜與基板之間形成的擠壓腔中，通 入 擠壓 介 質（如 壓 縮 空 氣 或 液 體），可對濾餅進行二次擠 壓，使 得“囊 心”在二次擠壓的作用下均勻脫水，形成含水率更低和更加均勻的濾餅。由 于 隔 膜濾板擠壓的壓力與相鄰的隔膜濾板的工作壓力相等，二者壓力可以相互抵消，所 以 隔 膜 濾 板 即 使 在更高的二次擠壓作用下對濾餅進行深度脫水時也不會 形 成 壓 差，不 會 造 成 濾 板 的 基 板 變 形。一 般 情 況 下，隔膜濾板的擠壓介質采用壓縮空氣 或 不 可 壓 縮 液 體（例 如 水）。當 擠 壓 壓 力 低 于０．８ＭＰａ時，選 用 壓 縮 空 氣 較 多，主 要 原 因 是 由于０．８ＭＰａ的 空 壓 機 價 格 相 對 低 廉，選 擇 余 地 大，而且壓縮空氣單元的控制系統簡單且成本較低；當擠 壓 壓 力 大 于１．６ＭＰａ，使 用 壓 縮 空 氣 作 為 擠 壓 介質的安全隱患較大，為 了 安 全 考 慮，不 可 壓 縮 液 體成 為 首 選。但是使用不可壓縮流體作為擠壓介質時也 有 一 個 缺 點，特 別 是 在 高 壓 擠 壓 完 成 前，由 于 濾餅的壓縮性近乎消失，擠 壓 壓 力 會 迅 速 升 高，為 了控 制 壓 力，設 計 的 壓 榨 單 元 較 為 復 雜，成 本 較 高。

２．３干 燥 壓 濾 機隨著對濾餅含水率的要求越來越低，僅靠提高隔膜擠壓壓力這種機械脫水方法已經很難達到要求，此時干燥壓濾機應運而生。干燥壓濾機是將隔膜壓濾機和熱力干燥合二為一的一種設備，某些情況下可以將濾餅水分脫至１％以下，干燥壓濾機由機架、干 燥 濾 板（混 合 組 件）、加熱系統以及真空冷凝等系統組成。干燥濾板組中的隔膜濾板不作任何改變，而 其 中 廂式濾板的材料換成了導熱系數更高的金屬材料。由于 聚 丙 烯 隔 膜 濾 板 的 最 大 工 作 溫 度 為１００°C，為 了提高干燥的溫差驅動力，通 常 采 用 真 空 泵 將 過 濾 腔室 抽 至－１０～－２０ｋＰａ的 真 空 狀 態，降 低 濾 液 的沸 點。同 時 采 用 加 熱 系 統 循 環 加 熱 水 至８０°C～９５°C，并從下端將水泵入干燥濾板，帶 盤 形 的 熱 水 流道的干燥濾板，以 保 證 干 燥 板 處 于 較 高 的 傳熱 溫 度，并 采 用 熱 力 學 的 方 法 降 低 濾 餅 水 分。在 干燥 階 段，必 須 保 持 隔 膜 處 于 擠 壓 狀 態，保 證 濾 餅 始終完全緊貼干燥濾板，沒 有 空 氣 縫 隙，保 證 傳 熱 效率。如果隔膜沒有對濾餅進行擠壓，就 會 隨 著 不 斷脫水 而 收 縮 變 薄，濾餅則有可能與干燥濾板脫離，導致濾餅處于懸空狀態，干 燥 并 不 充 分。所 以 干 燥時，壓濾機必須處于擠壓、加 熱、真 空 三 者 同 時 工作 的 狀 態。

２．４濾板與壓濾機的壓緊力當濾板組件在壓濾機中壓緊時，塑 料 的 濾 板 及濾 布 會 被 壓 縮，并且操作溫度的變化也會造成濾板及濾布材料的熱膨脹和冷收縮。由 于 有 很 大 的 伸 縮量，所 以 壓 緊 力 在 長 度 方 向 上 應 有 伸 縮 的 補 償 功能，這個伸縮補償功能主要由壓濾機的壓緊裝置來完 成。壓濾機的壓緊裝置所產生的壓力不僅要抵消過 濾 壓 力 和 擠 壓 壓 力，而且還必須保證過濾腔室的密 封 性，所 以 在 壓 濾 機 工 作 時，必須保證有一個有效的 最 小 壓 緊 力Ｆｍｉｎ，同時為了防止濾板的永久變形 和 機 架 的 過 載 損 壞，根據操作壓力和溫度的不同，必 須 將 壓 緊 力 限 制 在 最 大 壓 緊 力Ｆｍａｘ以 下。壓濾機的操作壓緊力必須介于Ｆｍｉｎ和Ｆｍａｘ之 間。壓 緊力 太 小，會 導 致 板 間 漏 液，物 料 擠 出，而 極 端 情 況下 會 導 致 設 備 損 壞，還有可能影響人身安全。

濾 布 的 選 擇從 材 質 上 講，聚丙烯的使用范圍最廣，耐 酸 堿性 優 良，而且在市場上作為可選的透氣率范圍也最廣；尼 龍 濾 布 有 更 好 的 耐 磨 蝕 性 能，所 以 在 煤 泥 和精 煤 過 濾 中，一 般 尼 龍 布 作 為 首 選；滌 綸 布 則 能 在１５０°C的 溫 度 下 工 作，當 然ＰＥＥＫ的 耐 溫 性 更 好，可 以 達 到２００°C。一般情況下精煤過濾的濾布透氣率 在６００～７００Ｌ／ｍ２·ｓ，而 原 生 煤 泥 則 選 用 透 氣率 在２５０～４００Ｌ／ｍ２·ｓ的 單 絲 尼 龍 濾 布。在 濾 布背 面 安 裝 大 透 氣 率 的 底 布，可延長濾布的壽命１０％～２５％。對濾布做砑光處理可以減小其與濾餅的 實 際 接 觸 面 積，從而降低濾餅在濾布上的附著力，有 利 于 自 動 卸 餅，同時砑光處理還可以將濾布的 透 氣 率 向 下 做 一 些 調 整。然而盡管過度的砑光處理 可 以 使 濾 布 的 表 面 更 加 光 滑，但對濾布的強度和壽 命 明 顯 有 害。

結 語

壓濾機作為煤泥水處理系統的把關設備，必 須具 有 設 備 大 型 化、運行快速化和系統穩定可靠等基本 特 征。隨著對泥餅含水率越來越低的要求，對 煤用 壓 濾 機 的 要 求 也 逐 步 提 高，干燥壓濾機應運而生并 逐 漸 在 煤 泥 脫 水 中 推 廣 應 用。濾板是壓濾機的核心 部 件，過 濾 中 起 到 非 常 重 要 的 作 用，因 此 選 擇 濾板 時，一定要綜合考慮溫度和壓力的影響。正 確 的壓緊力是保證壓濾機系統正常工作和使用壽命的一個 前 提，尼龍單絲濾布是煤礦用壓濾機的首選。

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隨著各國對污水治理的日益重視和城市污水處理廠不斷新建，污泥的產量不斷地增長，污泥的快速有效處理已經刻不容緩。污泥具有含水率高、含有大量病原體和微生物等有害生物、重金屬及有機物含量高等特點，若在排放前不經處理，則會對環境造成二次污染。通常情況下，污泥處理所需費用高達整個污水治理廠建設和運行費用的50%～60%，因此，污泥的處理面臨著巨大的挑戰。污泥的處理原則是實現污泥的減量化、穩定化、無害化和資源化，其中，污泥減量化無疑是污泥后續處理的關鍵及污泥處置的重點[3]。污泥減量化可有兩種途徑，一是減少污泥中有機物的含量，二是降低污泥的含水率。無論從技術還是資金方面來說，第2個途徑較第一個途徑簡單易行，容易實現。污泥脫水的目的是除去污泥中大量的水分，從而縮小其體積，減輕其重量，以利于污泥的運輸和進一步處理。有研究顯示，如果將污泥含水率從99.3%左右降到60%～80%，其體積可降至原體積的1/10～1/15，大大地減少了污泥外運的費用及進一步處理時產生的滲濾液量。時至今日，雖然污泥脫水理論和技術都取得了較大發展，但污泥脫水仍然是污水治理工程所面臨的一大技術性難題。本文從理論和技術2個方面歸納總結污泥脫水的發展特點和存在的問題，從排水通道的角度重點分析了污泥脫水的微觀過程，認為污泥脫水的微觀研究不能將污泥固體顆粒與水分隔開來，而應該以排水通道為“紐帶”將之視為一個整體，污泥脫水的微觀研究應該注重從排水通道的角度去分析其淤堵機理。隨后著重介紹了國內外污水處理廠的污泥脫水現狀，并基于多場聯合作用闡明污泥脫水的本質、理論核心及技術核心，最后在總結了污泥脫水現狀的基礎上指出未來的研究與發展方向。

1污泥脫水理論及技術研究污泥的脫水是一個固-液分離過程，其基礎理論是在過濾、滲透、沉積等理論的基礎上發展起來的。污泥脫水的理論研究始于20世紀30年代。20世紀30－60年代，污泥脫水的理論研究主要在于基本理論的創立，具體表現為基本概念的提出、脫水模型的建立和修正。意識到只依靠機械外力脫水污泥難度大且效果不理想，提出了助濾的概念。后來出現的絮凝脫水、超聲波脫水、電滲析脫水等技術，本質上都屬于助濾的范疇。20世紀70－90年代，學者們逐漸將研究焦點從脫水模型轉向污泥的物理化學性質，并在物性分析的基礎上探討污泥脫水性能的影響因素，同時污泥調理改性技術開始發展。污泥的物理化學性質如固體顆粒的尺寸、形狀、成分等受到了廣泛關注。在污泥物性研究基礎上，基于物理、化學及生物的污泥調理改性技術開始發展。但該時期的污泥調理改性研究停留在追求污泥脫水性能及效率在宏觀上的改善，缺乏微觀尺度上的調理改性機理分析。20世紀90年代開始，在污泥調理改性技術不斷發展的基礎上，電滲技術、絮凝技術和超聲波技術等受到關注。機械脫水替代自然干化成為污水治理廠的主要脫水技術，但由于傳統的機械脫水方法效果不理想，新技術又有諸多缺陷不能及時克服，不少學者試圖從微觀尺度去解決難題，污泥中水的研究越發受到重視。實際上，早在1956年，就提出將污泥中的水分成自由水和結合水2種，但這樣簡單的分類顯然不能滿足污泥脫水的研究。根據污泥固體顆粒與水的接觸關系將污泥中的水分成自由水、間隙水、吸附水和結合水4類（見圖1）。在接下來的20年中，許多學者對污泥中的水進行了一系列理論及測試手段的研究，取得了大量成果，概括為幾個方面：污泥中水的分布特性，結合水含量測試技術，結合水對污泥脫水性能影響。基于前人關于污泥中結合水的研究，一些學者以結合水為“橋梁”來改善污泥脫水性能，取得了良好效果。污泥的脫水與軟土的固結排水在本質上有異曲同工之處，已有人關注到軟土固結排水過程中其微觀結構的變化特征，而在污泥中此類研究還處于空白，從而導致對污泥脫水及其淤堵機理理解不夠深入，這也是真空預壓法廣泛用于軟土地基處理，而極少用于污泥脫水的原因。實際上，污泥脫水是一個污泥中的水在外力驅動下克服淤堵從排水通道排出的過程，簡化模型如圖2所示（便于討論，認為污泥固體顆粒為球狀且不可壓縮，將污泥中的水分為自由水和結合水）。

隨污泥脫水的進行（階段1→2→3），自由水不斷排出，同時排水通道也在不斷變化，相應地，每個階段的淤堵機制也不一樣。階段1：排出的水主要為自由水，顆粒之間呈連通狀態的自由水作為排水通道；階段2：顆粒之間的自由水不再相互連通，排水通道的形成需要突破結合水的束縛，脫水難度較階段1增大，該階段有少量的結合水隨自由水排出；階段3：污泥中只剩下結合水，結合水的排出不僅要克服自身的束縛，還受固體顆粒的影響。雖然實際情況并不能完全由上述的簡化模型說明，但該模型表明污泥脫水的微觀研究不能將固體顆粒和水分隔開來，而應該以排水通道為“紐帶”將之視為一個整體。目前，研究者們往往將焦點集中在污泥絮體的特征、水的分布特征及含量測試、通過污泥調理改性手段降低結合水的含量等，缺乏對污泥脫水過程中污泥顆粒和水（尤其是結合水）的整體微觀分析及脫水機理探討，如脫水過程中排水通道的變化、脫水過程中的淤堵機理及改善途徑等。導致許多學者在研發新型脫水技術或設備時，往往只注重宏觀上的脫水程度和脫水效率，缺乏基于污泥中固體顆粒與水微觀分析的淤堵機理研究，沒有從本質上解決污泥脫水難的問題。進入21世紀后，圍繞“污泥深度脫水”這一主題，機械脫水技術得到不斷完善和改進，電滲脫水技術進一步發展，基于物理、化學及生物技術的污泥調理改性手段成為研究熱點。在該時期，多技術的聯合使用受到關注，形成了許多以機械脫水為核心的多手段聯合技術。在室內污泥機械脫水裝置上施加電場，結果發現由于電場的作用，污泥中水分的去除率提高了10%～24%。研究了電磁場和化學調理后污泥的脫水性能，結果表明，二者聯合調理污泥的效果要優于單獨調理，說明磁場對污泥脫水性能有改善。則利用濾餅模型從理論上分析了磁場和壓濾改善固 – 液分離效果的機理，并指出磁場增強壓濾這一技術具有很大的應用潛力[37]。國內一些學者研究了不同污泥調理改性技術的聯合使用，如超聲波與絮凝劑、冷融調理與化學調理等[38-39]。鄧立新利用真空桶對污泥進行脫水，并在污泥周圍和中部分別安置放電電極以形成環形電場，初步論證了真空預壓聯合電滲脫水污泥的優勢[40]。湯連生等人在此基礎上進一步設計出真空預壓聯合電滲的雙池式脫水系統，實現“內池脫水，外池排水”。如圖3所示，整個脫水裝置分為內池（a1×a1×b）和外池（a1×a1×(b+c)）2個部分，外池底部設有排水口用于連接真空泵和排水，高出內池的部分用作系統密封，在內池底部和側壁安置網狀放電電極，同時在4個側壁上設計“上大下小”的脫水口（其位置和大小與放電電極相對應），該系統通過改變放電電極的接入方式，實現電流場和滲流場的改變，從而使得污泥脫水更徹底，再者，側壁脫水口“上大下小”的設計方式充分利用了污泥的自重濃縮脫水，同時避脫水口處濾布受力不均的情況。隨后湯連生及其研究團隊將熱水解脫水和閃蒸技術聯合，也取得了不錯的效果。但在脫水設備的產業化上存在不足。總體上講，污泥脫水的多技術聯合使用本質上屬于多場的聯合作用，已取得突破性進展，但是，其脫水系統及設備的研發方面目前還處于進一步探索和優化階段。概括來說，污泥脫水理論及技術的研究大致經歷這樣的發展趨勢：從理論脫水模型到實際脫水設備、從宏觀脫水效率到微觀機理分析、從污泥物性影響脫水性能分析到污泥調理改性研究、從單一技術到多技術的聯合。雖然取得了可觀的理論成果，但缺乏與污泥的脫水實踐聯系，污水處理廠廣泛采用的機械脫水方式已經無法滿足更有效的污泥處置方式，新型技術雖然具有很好的應用前景，由于種種原因還未能得到廣泛應用。

2污水處理廠污泥脫水現狀

20世紀80年代以前，各國都不太注重污泥的處理，污泥脫水主要采用自然干化。隨著城市化的發展，污泥產量劇增，各國開始重視污泥的脫水處理，機械脫水逐漸代替自然干化成為主要的污泥脫水方式。近年來，污泥處理與處置過程中環境問題的凸顯和對低成本低能耗的追求，各國愈發注重污泥的減量化和穩定化，這無疑對污泥脫水提出了更高的要求。然而，污泥脫水實踐遠遠落后于理論研究，進入21世紀以后，這種現象異常明顯。雖然各國的污水處理廠均設置了較為完善的污泥脫水設施，擺脫了初期的干化場和干化塘，但機械脫水仍然占據主導地位，污泥的成分、結構復雜，直接進行機械脫水往往達不到預期的處理效果。雖然電滲脫水、超聲波脫水和絮凝脫水等新技術已經得到論證，但是由于造價和實施不便等原因沒能廣泛推廣運用，并且我國污泥處置起步較晚，無論是制度還是技術都落后于發達國家。在國內，污泥脫水主要存在以下問題：

1）重水輕泥。我國污水工程發展過程中長期存在“重水輕泥”的情況[47]。大部分污水處理廠缺乏快速有效的污泥脫水設備，僅僅將污泥進行簡單濃縮處理后便外運，并未達到減量化、穩定化要求。

2）脫水效率低，深度脫水工藝過于復雜。工程實踐已經表明，傳統的機械脫水已經遠遠無法滿足脫水要求，新型脫水技術（熱水解、超聲波、磁場、電場等）的引進又需要污水處理廠支付高昂的費用，且操作復雜[48]。然而，企業化經營模式導致追求最大的經濟效益成為污水處理廠的根本目的。污泥脫水現狀與污泥脫水要求之間存在很大差距，所以利用低成本、廣泛運用的技術實現高效脫水污泥將是未來城市污泥脫水的有效出路。

3）污水處理分布化與污泥處理集約化矛盾加深，實現污泥的快速有效脫水迫在眉睫。胡維杰從工藝銜接的角度指出污泥處理與污水處理應為一個有機的整。實際上，無論在效率還是模式上都應該注重污泥處理與污水處理的有效銜接。首先，污水處理效率遠遠高于污泥處理，通常情況下，污水處理只需要短短數小時，而污泥處理則耗時幾天，甚至幾個星期。所以，污水處理和污泥處理是隔離開的。其次，隨著污水處理廠的小型化和分布化，單個污水處理廠產生的污泥將相應減少，污泥集約化處理模式成為首要選擇[52]。這就需要在污水處理廠引入快速有效的脫水技術，以達到降低污水處理廠運營成本，同時又滿足污泥減量化、穩定化的要求。縱觀國內外污水處理廠的污泥脫水現狀，可以得知污泥脫水的生產實踐遠遠落后于理論研究，主要由以下2個原因導致：

1）理論研究往往集中在脫水效率、環保等方面，缺乏考慮技術成本和能耗，而污水處理廠的企業化運作模式導致許多企業忽視污泥治理，更別說污泥脫水了，導致一些看似完美的技術淪為空談；

2）許多污泥脫水技術雖然可行，但大多局限于理論分析和模型實驗論證，很少結合污水處理廠的污泥脫水需求開展現場實驗。

3多場聯合作用污水處理廠處理Sludge Filter Press脫水的典型流程是：污泥→預濃縮池→機械濃縮→機械脫水→泥餅。無論選用何種脫水技術，污泥脫水的本質就是通過特定的脫水設備實現固 – 液分離，在高含水率的濃縮污泥上施加作用場以得到低含水率的目標污泥。筆者認為，污泥脫水的理論核心是作用場之間以及作用場與污泥之間的相互作用，其技術核心是合理高效的脫水設備。從上述污泥脫水研究現狀及特點可以發現，人們對理論核心的重視程度遠遠超過技術核心。目前，用于污泥脫水的作用場主要包括應力場、溫度場、電場、化學場和磁場等。在以上作用場中，應力場在現有污泥脫水技術中處于核心地位，而溫度場、電場、化學場及磁場多處于輔助地位，其中化學場和磁場常應用于污泥深度脫水的預處理階段。應力場具有獲取容易、實施簡便等優點，也是人們最原始的脫水辦法，例如污泥在自重下排水固結（重力濃縮）、機械脫水等屬于應力場的作用，而污泥自然干化則屬于溫度場的作用，電場作用脫水則是過去20年研究最多的技術。但在單一場作用下污泥的脫水效率太低，無論是脫水時間還是脫水效果，往往不能滿足污水處理廠的實際生產需求，這就需要應力場與其它作用場的聯合作用。然而，現有理論、實驗研究多集中于不同技術的聯合使用，而對場與場的相互作用缺乏更透徹的理解，污泥脫水過程中多場的耦合作用研究幾乎處于空白，所以未來污泥脫水研究的關鍵在于如何創新脫水設備以充分發揮各個作用場的優勢。并且許多研究成果還停留在理論上的可行性，缺乏與污泥脫水實踐結合，也很少注重基于理論的污泥脫水設備研發與創新。

4結 語經過不斷發展，污泥脫水已經擺脫了早期的自然干化，在理論及技術上都取得了較大的進步，機械脫水不斷完善，電滲技術、絮凝技術、超聲波技術及其它污泥調理改性手段受到廣泛關注和研究。由于成本、施工等因素，目前國內外污水處理廠的污泥脫水方式仍以機械脫水為主。但機械脫水無法滿足更有效的污泥處置。所以，污泥脫水研究的重要內容就是要改變“脫水實踐嚴重落后于理論研究”這一現狀。無論選取何種脫水技術和設備，污泥脫水的目的是實現污泥的減量化，其本質是通過特定的脫水設備實現固 – 液分離，在高含水率的濃縮污泥上施加作用場以得到低含水率的目標污泥。脫水過程的理論核心是作用場之間以及作用場與污泥之間的相互作用，其技術核心是合理高效的脫水設備。已有的污泥脫水理論和實驗研究多集中在多技術的聯合使用，而缺乏對污泥脫水過程中多場的相互作用進行透徹的分析，并且現有研究對污泥脫水理論研究的重視程度遠超過脫水設備的研發。所以未來污泥脫水的關鍵是基于多場聯合理論創新污泥脫水設備以充分發揮各個作用場的優勢。現有污泥脫水理論研究多集中于追求宏觀上的脫水效率，而對污泥脫水的微觀機理分析不夠透徹，從而導致不能從本質上解決污泥脫水難的問題。實際上，污泥脫水是水在外力驅動下克服淤堵從排水通道排出的過程，隨著脫水過程的進行，排水通道及相應的淤堵機制都會發生變化，所以污泥脫水的微觀研究應該注重從排水通道的角度分析其淤堵機理，這也是污泥脫水未來的重要研究方向。污泥脫水理論及技術經歷了從理論脫水模型到湯連生等，污泥脫水研究現狀與新認識實際脫水設備、宏觀脫水效率到微觀機理分析、污泥物性影響脫水性能分析到污泥調理改性研究、單一技術到多技術聯合使用的發展，取得了大量研究成果。實踐已經證明，單一技術或設備無法滿足生產的要求，多技術的聯合使用已經成為研究熱點。總體上講，多技術聯合使用本質上屬于多場的聯合作用，已取得突破性進展，但是，其脫水系統及設備的研發方面目前還處于進一步探索和優化階段。由于成本、施工等因素，因此污水處理廠的污泥脫水實踐嚴重落后于理論研究，還存在“重水輕泥”、脫水效率低下等問題。從而導致許多新型污泥脫水技術淪為空談，所以利用低成本的、廣泛運用的技術高效脫水污泥將是城市污泥脫水實踐的有效出路，而如何實現新型技術的產業化成為未來污泥脫水研究的重中之重。污水處理分布化與污泥處理集約化矛盾日益加深，如何在污水處理廠引入快速有效的污泥脫水技術亟待解決。

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