3.3.6 其他浓缩技术
3.3.6.1 带式浓缩机
带式浓缩机是一种可连续运行的污泥浓缩机械，根据预期达到的污泥浓缩效果调节进泥量、滤布走速、泥耙夹角和高度等运行参数。带式浓缩机主要由框架、进泥配料装置、脱水滤布、滤布承托、进料混合器、可调泥耙、泥坝、冲洗和纠偏装置等部分组成，并一般配备有自动监控设备，在故障时可报警和自动切断电源。
将经过化学调理的污泥通过机械进料分配器均匀地分布在循环运动的滤带上，形成一层薄污泥层，由于化学药剂对污泥产生的絮凝作用，泥层污泥中大量的自由水在重力作用下而分离出来。同时，在泥耙双向搅动的作用下污泥絮体及颗粒间相互发生作用，从而改变了污泥结构，以利于污泥中水分的释放，最终使污泥得到浓缩。污泥水（滤液）在滤带水平运动过程中穿过滤带的空隙而被除去，而污泥固体颗粒则被滤布截留，并随着滤带的移动运至浓缩污泥收集系统中。带式浓缩机的工作原理如图3-32所示。
图3-32 带式浓缩机工作原理［2］
带式浓缩机的关键运行参数主要是水力负荷，普通浓缩机水力负荷一般为20～30m3/（m带宽·h），有些可以达到50～60m3/（m带宽·h），甚至更高。在缺乏详细的泥质分析资料的情况下进行设计和选型时，水力负荷可按40～45m3/（m带宽·h）进行考虑。
带式浓缩机主要用于污泥浓缩脱水一体化设备的浓缩段，可以和转鼓式浓缩机组合使用，亦可以和其他脱水机械组合在一起，从而得到较好的浓缩和脱水效果。该类浓缩设备存在的不足主要是应用范围较窄，仅适用于进泥含水率低于99.5%的情况，而且较常发生滤带跑偏、污泥外溢及滤带起拱等故障，进而影响带式浓缩机的运行和环境。
3.3.6.2 螺旋式浓缩机
螺旋式浓缩机的大体构造、工作原理、浓缩效果与转鼓式浓缩机类似，螺旋式浓缩机外壳上覆有滤网，污泥在浓缩机内行进过程中释放出的水分（滤液）通过滤网而得到分离，并进入收集容器中，浓缩后的污泥从浓缩机出口排出。
其与转鼓式浓缩机的不同之处在于其圆柱体外壳固定不动，而在内部设置可转动的螺旋推进器，在螺旋推进器缓慢转动的作用下浓缩机内的污泥结构发生变化，从而促使其实现固液分离，达到污泥浓缩效果的目的。如图3-33所示。
图3-33 螺旋式浓缩机示意［2］
1—污泥进口；2—絮凝反应器；3—螺旋式浓缩机；4—滤液排出口；5—浓缩污泥泵
目前国外螺旋式浓缩机主要参数见表3-12。
表3-12 国外螺旋式浓缩机主要参数
螺旋式浓缩机以30°倾斜安装，运行时可根据污泥的性质和预期的浓缩要求来调节螺旋推进器的转速。
3.3.6.3 膜污泥分离技术研究［10］
随着膜技术研究的深入和实际应用的推广，膜分离在污水污泥处理领域中的应用也日趋成熟，膜污泥分离技术成为了近年来迅速发展起来的一项新技术，并成为污泥浓缩技术的一个重要研究方向。
J Benitez、A.L.Lim和Renbi Bai等国内外的多位研究人员均分别开展了相关研究，研究证明利用膜分离技术处理污泥可以进行固液分离，大大浓缩污泥，提高污泥的含固率，从而有利于后续的消化和其他处理处置方式。目前膜分离技术在水污染治理中的研究热点主要集中在膜污染的原理与清洗方面。
在膜污染方面，根据A.L.Lim、Renbi Bai和R.Bai等对利用微滤处理活性污泥的研究表明，在膜污染机制中微滤膜孔堵塞和泥饼形成污染占主导作用。其中在微滤操作初期，膜孔堵塞为膜污染的主要因素，它使渗透通量随时间急剧降低；污泥颗粒的尺寸及其分布在膜的膜孔污染中占主要角色，小颗粒导致的膜污染要比大颗粒严重，膨胀污泥导致的污染要比颗粒污泥严重。在微滤操作的后期，泥饼形成的污染为主要因素，这导致随时间的延长渗透通量也会大幅衰减。此外，P.Le-Clech等的研究表明，仅仅在较低膜孔径或较低悬浮固体浓度（MLSS）水平下可观察到膜孔径对于临界通量Jc存在影响，而且MLSS对于Jc的影响是曝气影响的2倍左右，通过对一系列压力相关临界参数的临界数值的计算，表明较大的膜孔径能够降低短期膜污染，但是却存在内部膜污染。
在膜清洗方面，A.L.Lim和Renbi Bai等通过利用中空纤维微滤膜处理活性污泥混合液的试验证明，周期性的超声作用能够有效地清除膜表面的泥饼污染，因此能够极大地恢复膜通量，但是超声作用并不能有效地恢复其他机制造成的膜污染，比如孔污染，因此超声作用的效果随着清洗周期的延续而降低。而净水反冲、超声作用和酸碱化学清洗的联合作用几乎能够取得膜通量的完全恢复。
膜污泥分离原理［10］如下。
（1）膜阻力模型
膜分离最常用的模型由Chergan等于1986年提出。根据标准的Darcy 定律过滤模型，膜的溶剂透过速率的计算方法见公式（3-19）：
（3-19）
式中，J为膜通量，m3/（m2·d）；R为水力阻力，N/m2；ΔP为膜两侧压力差，Pa；μ为流体黏度系数，Pa·s。
将膜应用于污泥处理中时，阻力不仅仅只有膜阻力，还有其他的阻力，此时的水力阻力主要包括清洁膜阻力、极化层阻力、外部以及内部的污染阻力，其计算方法如下：
（3-20）
（3-21）
式中，Rm为清洁膜阻力，N/m2；Rp为极化层阻力，N/m2；Rf为膜污染阻力，N/m2；Ref为外部污染阻力，N/m2；Rif为内部污染阻力，N/m2。
（2）泥饼阻力模型
在污泥浓缩中，泥饼阻力是构成膜阻力的要素，因此泥饼阻力的形成和变化就决定了膜运行过程的通量变化。泥饼阻力模型如图3-34所示。
图3-34 泥饼阻力模型
该模型最初是从死端过滤发展而来的，它认为泥饼层中泥饼的增长是由液料主体中颗粒的无损转移所引起的。
根据物质守恒，污泥泥饼的增长可以表达为公式（3-22）：
（3-22）
式中，J为膜通量，m3/（m2·d）；δc为泥饼厚度，m；φb为料液主体颗粒物体积比（即料液主体中颗粒物占溶液的体积比）；φc为膜面颗粒物体积比（即在膜表面处颗粒物占溶液的体积比）。
而从膜阻力模型可知，在阻力构成主要是清洁膜阻力和污泥阻力的情况下，通量的计算公式为：
（3-23）
式中，Rc为泥饼阻力，N/m2；ΔP为膜两侧压力差，Pa； 
为泥饼阻力系数（δc=Rc，δc为泥饼厚度）。
将式（3-22）、式（3-23）联立，解得：
（3-24）
（3-25）
对于金属网平板膜，其膜孔径较大，其本身并不能截留住污泥，但是能通过动态微网滤膜的原理实现污泥的过滤和浓缩，即该类型的膜在运行时水通量极大，污泥会在渗流力的作用下迅速在膜表面形成一层泥饼，金属网平板膜正是利用了这层泥饼的过滤阻截性能，从而达到了固液分离效果。
金属平板膜通量的初始值趋于无穷大，而在泥饼形成后，通量完全取决于泥饼的厚度和比阻，其通量的计算公式为：
（3-26）
结合泥饼阻力模型得：
（3-27）
（3-28）
取
，得：
（3-29）
用式（3-29）即可对数据进行线性拟合。A.L.Lim、张鹏等分别对该模型进行了研究，均得出了该模型对于短期膜分离的模拟是有效结论。
（3）浓差极化模型
浓差极化模型如图3-35所示。
图3-35 浓差极化模型
由料液主体进入极化层的颗粒物的量等于由极化层往料液主体迁移的颗粒物的量时，形成稳定的极化层。
使颗粒物朝膜迁移的力主要是渗流力，在极化层的某点上，朝膜迁移的颗粒物的量Xf=Jc。
当由膜表面极化层返回的颗粒物数和由料液主体进入极化层的颗粒数达到平衡时，稳定的极化层便形成了。膜通量J的计算公式如下：
（3-30）
式中，δ为极化层厚度，可由边界层理论计算得到，mm；Cp为极化层浓度，mg/L； Cb为料液主体浓度，mg/L。