脱水是活性污泥处理处置的重要环节,也往往是工程技术的瓶颈。数十年来,已经提出十余种强化活性污泥脱水的技术方法,其中热水解法由于简单易行、效果较好而受到广泛的关注,但是存在能耗大、对设备要求高等问题,相关脱水机理也不甚明了。一些阳离子,如ca2+,能够通过压缩污泥胶体双电层、在带负电荷的絮体间架桥等方式改善污泥的脱水性能。为了降低活性污泥脱水能耗、提高脱水性能,本文采用热水解联合CaCl2处理活性污泥,研究工艺效果,剖析作用机理,在中试的基础上简要分析技术经济指标,为后续研究和工程化打下坚实的基础。常压热水解(50-90℃)处理时,活性污泥脱水性能恶化；常压热水解联合CaCl2处理则显著改善了活性污泥的脱水性能。随着CaCl2投加量的增大,污泥的表面电荷显著减少。升高温度能够强化CaCl2的电中和作用。红外光谱表明,Ca2+能和活性污泥中的蛋白质、酚类以及O-H等官能团结合。活性污泥经常压热水解处理后,絮体破裂,蛋白质和碳水化合物溶解,为Ca2+提供了更多的结合位点,强化了絮体间的连接。随着CaCl2投加量的增多,溶解性碳水化合物浓度呈降低趋势,而溶解性蛋白质浓度则在常压热水解处理后呈先降低后升高趋势,故推测Ca2+和溶解性蛋白质之间存在架桥平衡,而Ca2+和溶解性碳水化合物之间的架桥作用在促进污泥脱水方面起着更重要的作用。水热法(100-200℃)处理活性污泥的效果与温度密切相关。低于13℃时,污泥脱水性能恶化,高于此温度时得到改善,130℃为转折温度。在水热法条件下,CaCl2能进一步促进污泥的脱水,20.0mg/g DS的CaCl2即可避免单一水热法低于转折温度时出现的脱水性能恶化现象。随着反应温度升高和CaCl2投加量的增加,脱水性能不断改善；当CaCl2投加量超过60.0mg/g DS时,脱水性能趋于稳定。在水热法处理污泥过程中,100-16℃时,生物聚合物溶解所引起的电中和主导了污泥脱水性能的变化；高于160℃时,与水分子有强作用力的生物聚合物的分解成为主导因素。Ca"+与污泥中一些溶解性生物聚合物结合,改变了污泥的组成,形成紧密的絮体,从而改善了污泥的脱水性能。中试表明,活性污泥经常压热水解联合CaCl2法处理后滤饼含固率能够提高到30%以上。污泥在80℃、212.0mg/g DS CaCl2条件下处理1.0h、0.27MPa下压滤4.0h,滤饼含固率达37.7%。该方法的能量消耗低于水热法、热酸法、热碱法、热干化和电脱水。从节约成本的角度,可利用废盐酸和Ca(OH)2反应来取代投加固体CaCl2处理污泥,或增加污泥初始含固率。热水解联合CaCl2法改变了活性污泥的表面电荷、生物聚合物组成、絮体微观结构和内部连接,从而有效地改善了活性污泥脱水性能,具有较好的应用前景。