软固体类凝胶材料应用日益广泛,涉及到社会中的各个领域,其脱水及流变性是当前研究的热点。城市污泥属于典型的软固体类凝胶材料。随着城市化进程的加快,市政污泥的排放量急剧增加,且很难脱水,在不加预处理的情况下甚至无法脱水。本研究以城市污泥为对象,建立了适用于软固体类凝胶材料的渗透率方程以及探究了污泥的流变性能,为软固体类凝胶的过滤脱水和流变性能提供理论基础。为提高污泥的脱水性能,通常采用化学调理、物理调理、生物调理等多种预处理方式,其中化学调理应用最为广泛。基于前人研究,本文选取了聚合氯化铝(PAC)、氯化铁(FC)和阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)对污泥进行预处理,并研究其脱水和流变性能,主要结论如下:采用控制变量法,研究絮凝剂种类、絮凝剂浓度和过滤压力对污泥溶液过滤性能的影响。实验表明:絮凝剂的添加显著改变了污泥的理化特性,有机絮凝剂CPAM使得絮体粒径变大,比表面积减小,分形维数减小;无机絮凝剂PAC、FC使得絮体粒径变小,比表面积变大,分形维数减小。絮凝剂的添加明显提高了污泥溶液的过滤速率,但对滤饼的固含量影响较小;且PAC对污泥溶液过滤速率的影响比FC、CPAM更为显著。而过滤压力对过滤速率及滤饼固含量的影响均较小,且与渗透率负相关。在一定过滤压力下,采用PAC、FC、CPAM调理的污泥,其渗透率增大100倍左右,柯杰尼常数分别为4～100、13～150和100～2000,且柯杰尼常数与过滤速率线性相关。污泥溶液流变性研究表明:污泥溶液属于有屈服值的假塑性非牛顿流体,亦是触变性流体,同时又具有粘弹特性。本文的研究结果为软固体类凝胶材料的脱水提供了理论依据,为减量化工艺设计提供了参考,具有较强的理论意义和应用价值。