污水是水与泥的结合体，污泥也是水与泥的结合体，只是各自所占比例不同。污泥的水分可以分为四种：间隙水、毛细水、吸附水和内部水。

颗粒间的空隙水，约占污泥水分的70%，在污泥颗粒间形成一些小的毛细管，其中充满的水称毛细水，约占20%，颗粒的吸附水被吸附在颗粒表面，约占7%左右，可用加热法脱除;存在于污泥颗粒内部或微生物细胞内的水称为内部水，约占污泥的3%，污泥中水分与污泥颗粒结合的程度由大到小的顺序为：内部水>吸附水>毛细水>空隙水，结合程度越高，越难脱除。

毛细水与吸附水可以统称为污泥菌胶团内部包含水，约占污泥总水量的27%，而菌胶团结构稳定，难以为机械作用(压滤、离心)破坏，造成脱水困难。

物理调质方法有污泥淘洗、热处理、冷冻熔融、超声波调节等方法，污泥淘洗主要用于污泥消化预处理，目的是降低碱度，节省药剂，但是淘洗会降低污泥肥效，并且对污泥浓缩生污泥不太有效。热处理法对污泥加热，可以加速粒子的热运动，提高碰撞和结合的频率，破坏胶体结构达到粒子间的凝聚。同时有机物受热水解、溶化、改善脱水性能。污泥还可以在热作用下进行水解(中性，碱性或酸性)。热处理法包括高温热处理和低温热处理。高温热处理(180-200度)的主要缺点是分离液BOD、COD高，色度大，臭气度大。低温热处理(135-165度)的温度不得高于175度，有机物含量在50%-70%效果较好。冷冻熔融处理法是指将污泥冻结，然后加热溶解的调节技术。由于温度发生大幅度变化，胶体颗粒脱稳凝聚，颗粒由细变大，失去了毛细状态，同时细胞壁破裂，细胞内部水分变成自由水分，从而提高污泥的沉降性能与脱水性能。在控制良好的情况下，冷冻熔融处理同时可以减少污泥内的致病菌量以及大幅度改善脱水性能，大幅降低污泥后处理的成本，但是它面临的问题是如何有效地设计机械冷冻设备。污泥冷冻调节主要用于给水污泥的调质，对污水污泥调质的有效性存在不少问题。过多的加入化学调质剂量，一定程度上也是增加的污泥(污泥+絮凝剂)量的产生。

超声波调节是近年来新开发的技术，大功率超声波可以降解污泥，降低其含水率。超声波对污泥能够产生一种海绵效应，使水分更易从波面传播产生的通道通过，从而使污泥颗粒团聚，粒径增大，当颗粒径大到一定程度，就会做热运动相互碰撞、黏结、最终沉淀。超声波对污泥的其他一些作用，如局部发热、界面破坏、扰动和空化，能够使污泥中的细胞破壁，并且加速固液分离，改善污泥的脱水性能。另外，超声波对混凝有促进作用。当超声波通过有微小絮体颗粒的流体介质时，其中的颗粒开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的振动速度，颗粒就相互碰撞，黏合，体积与质量均增大。当粒子变大到不能随超声振动时，只能做无规则运动，继续碰撞、黏合、变大、最终沉淀。

污泥菌胶团内部包含水约占污泥总水量的27%，而菌胶团结构稳定，难以为机械作用(压滤，离心等)破坏，造成脱水困难。采用一定的预处理方式，0.11—0.22W/mL的超声波处理可以破坏菌胶团的结构，使其中的内部水排出，同时保持污泥较大的颗粒，从而提高污泥的沉降性能。超声波和其他方法的结合可以使污泥凝聚，改善生物活性，可以降低超过10%的污泥含水量。此外，超声波还可以使细胞破壁，细胞内含物溶出，可以加速污泥的水解过程，从而达到缩短消化时间、减少消化池容积、提高甲烷产量的目的。超声波能有效地破坏菌胶团结构，将其内部包含水被释放成为可以比较容易去除的自由水。除了改变污泥性质，超声波还能加快微生物生长，提高对有机物的分解吸收能力，而且促进效应在超声波停止后数小时内依然存在。超声波污泥预处理是一种高效干净的友好环境技术。

国外已经有了相关的应用。可以作为我们的借鉴和参考。

作者简介

金亚飚，宝钢工程技术集团有限公司高级工程师，注册公用设备工程师，毕业于同济大学环境工程学院。中国环境保护产协会水污染治理委员会专家，水网专家，中国 城镇供水排水协会行业学术专家，节能专家，中国环境科学学会高级会员，上海市金属学会会员，上海发明协会会员，中国能源环境科技协会膜与水处理技术专委会 会员，中国低碳协会专家，上海市科委专家，《工业水处理》杂志编委。具有消防设施技术检测单项资格。