污水是水與泥的結合體，污泥也是水與泥的結合體，只是各自所占比例不同。污泥的水分可以分為四種：間隙水、毛細水、吸附水和內部水。
顆粒間的空隙水，約占污泥水分的70%，在污泥顆粒間形成一些小的毛細管，其中充滿的水稱毛細水，約占20%，顆粒的吸附水被吸附在顆粒表面，約占7%左右，可用加熱法脫除;存在于污泥顆粒內部或微生物細胞內的水稱為內部水，約占污泥的3%，污泥中水分與污泥顆粒結合的程度由大到小的順序為：內部水>吸附水>毛細水>空隙水，結合程度越高，越難脫除。
毛細水與吸附水可以統稱為污泥菌膠團內部包含水，約占污泥總水量的27%，而菌膠團結構穩定，難以為機械作用(壓濾、離心)破壞，造成脫水困難。
物理調質方法有污泥淘洗、熱處理、冷凍熔融、超聲波調節等方法，污泥淘洗主要用于污泥消化預處理，目的是降低堿度，節省藥劑，但是淘洗會降低污泥肥效，并且對污泥濃縮生污泥不太有效。熱處理法對污泥加熱，可以加速粒子的熱運動，提高碰撞和結合的頻率，破壞膠體結構達到粒子間的凝聚。同時有機物受熱水解、溶化、改善脫水性能。污泥還可以在熱作用下進行水解(中性，堿性或酸性)。熱處理法包括高溫熱處理和低溫熱處理。高溫熱處理(180-200度)的主要缺點是分離液BOD、COD高，色度大，臭氣度大。低溫熱處理(135-165度)的溫度不得高于175度，有機物含量在50%-70%效果較好。冷凍熔融處理法是指將污泥凍結，然后加熱溶解的調節技術。由于溫度發生大幅度變化，膠體顆粒脫穩凝聚，顆粒由細變大，失去了毛細狀態，同時細胞壁破裂，細胞內部水分變成自由水分，從而提高污泥的沉降性能與脫水性能。在控制良好的情況下，冷凍熔融處理同時可以減少污泥內的致病菌量以及大幅度改善脫水性能，大幅降低污泥后處理的成本，但是它面臨的問題是如何有效地設計機械冷凍設備。污泥冷凍調節主要用于給水污泥的調質，對污水污泥調質的有效性存在不少問題。過多的加入化學調質劑量，一定程度上也是增加的污泥(污泥+絮凝劑)量的產生。
超聲波調節是近年來新開發的技術，大功率超聲波可以降解污泥，降低其含水率。超聲波對污泥能夠產生一種海綿效應，使水分更易從波面傳播產生的通道通過，從而使污泥顆粒團聚，粒徑增大，當顆粒徑大到一定程度，就會做熱運動相互碰撞、黏結、最終沉淀。超聲波對污泥的其他一些作用，如局部發熱、界面破壞、擾動和空化，能夠使污泥中的細胞破壁，并且加速固液分離，改善污泥的脫水性能。另外，超聲波對混凝有促進作用。當超聲波通過有微小絮體顆粒的流體介質時，其中的顆粒開始與介質一起振動，但由于大小不同的粒子具有不同的振動速度，顆粒就相互碰撞，黏合，體積與質量均增大。當粒子變大到不能隨超聲振動時，只能做無規則運動，繼續碰撞、黏合、變大、最終沉淀。
污泥菌膠團內部包含水約占污泥總水量的27%，而菌膠團結構穩定，難以為機械作用(壓濾，離心等)破壞，造成脫水困難。采用一定的預處理方式，0.11—0.22W/mL的超聲波處理可以破壞菌膠團的結構，使其中的內部水排出，同時保持污泥較大的顆粒，從而提高污泥的沉降性能。超聲波和其他方法的結合可以使污泥凝聚，改善生物活性，可以降低超過10%的污泥含水量。此外，超聲波還可以使細胞破壁，細胞內含物溶出，可以加速污泥的水解過程，從而達到縮短消化時間、減少消化池容積、提高甲烷產量的目的。超聲波能有效地破壞菌膠團結構，將其內部包含水被釋放成為可以比較容易去除的自由水。除了改變污泥性質，超聲波還能加快微生物生長，提高對有機物的分解吸收能力，而且促進效應在超聲波停止后數小時內依然存在。超聲波污泥預處理是一種高效干凈的友好環境技術。
國外已經有了相關的應用。可以作為我們的借鑒和參考。
作者簡介
金亞飚，寶鋼工程技術集團有限公司高級工程師，注冊公用設備工程師，畢業于同濟大學環境工程學院。中國環境保護產協會水污染治理委員會專家，水網專家，中國 城鎮供水排水協會行業學術專家，節能專家，中國環境科學學會高級會員，上海市金屬學會會員，上海發明協會會員，中國能源環境科技協會膜與水處理技術專委會 會員，中國低碳協會專家，上海市科委專家，《工業水處理》雜志編委。具有消防設施技術檢測單項資格。
