污水处理厂污泥脱水是污水处理过程中重要的单元操作,污泥脱水程度直接关系到后续处置成本以及资源化利用的价值。电渗透脱水作为新兴的污泥脱水技术,与传统脱水技术相比有诸多优势,但是随着脱水率提高,由于阳极附近污泥干化导致其能耗大幅度提高;污泥生物干化技术以生物热能作为唯一热源,可以低成本方式达到污泥干化的目的,但对于高含水率的污泥,将会增加生物干化的投入成本且降低干化效率。本文结合电渗透脱水和生物干化这两种脱水技术的各自优势,即脱水初期利用电脱水技术快速且高效的将含水率降低至60~70%,再利用生物干化技术进行低成本脱水,探讨了“电渗透-生物干化”系统的构建。论文对污泥“电渗透-生物干化”系统的设计要点进行了总结归纳,主要包括系统流程、干化仓、干化仓进出料、供氧、混料和除臭方面的设计。并以天津市咸阳路污水处理厂机械脱水后污泥为研究对象,进行了操作参数优化和特性研究。对污泥电渗透脱水量、电流值及能耗特性的研究表明,施加于污泥的电压对污泥脱水量及电流值具有明显的正相关作用,当电压高于18 V时,脱水量增幅变小,能耗增大,故取最佳电压为18 V;机械压力越大,相同条件下脱水效果越好,但机械压力过大会增大设备的承压要求,并会减少污泥中水分流通的流道,阻碍水分流出,故选压力为0.10 MPa,并确定最佳脱水时间为9 min。污泥生物干化操作参数优化的研究表明,熟料回流比例越大,生物干化启动时间越短;添加调理剂,可以调节污泥碳氮比和孔隙率,使得微生物活动更加活跃,且添加比例越大,效果越明显;每48 h翻堆一次与72 h翻堆一次相比,体系的复温效果更为明显,表明翻堆应在堆体温度首次下降时进行,以减少高温对菌种的灭活作用;通风量过高会使堆体温度较小,空气持水能力减弱,而通风量过低会由于通入空气较少,带出的水分减少,故通风量应适中;对污泥生物干化系统进行温度控制,有利于保持微生物活性,并有利于在高温段充分利用微生物所产生的热量以快速蒸发水分。综上所述,污泥生物干化系统中最佳操作参数为:通风量0.08 m~3/(h·kg),m秸秆:m污泥=1:5,m回流:m污泥=1:5,翻堆周期2 d,设定反馈温度为55℃。对该条件下进行热量衡算可知,系统能够正常运转,但热量散失较高,并根据衡算结果提出改善建议。经过对照组验证,证实经过电渗透的污泥相对于自然干燥的污泥更适合生物干化。