物理調(diào)理泛指通過外加能量或應(yīng)力以改變污泥性質(zhì)的方法。傳統(tǒng)物理調(diào)理主要包括熱處理調(diào)理法、冷凍熔融調(diào)理法和污泥淘洗法。此外，對污泥超聲波調(diào)理技術(shù)、微波調(diào)理技術(shù)、磁場調(diào)理技術(shù)以及電離輻射調(diào)理技術(shù)的研究也在進行中，但目前正處于實驗室研究階段，尚未發(fā)展成熟。

進行污泥熱處理調(diào)理的原理是污泥中的固體顆粒由親水性膠體粒子組成，其內(nèi)部含有大量的水分，通過對污泥加熱可加速粒子的熱運動，提高污泥膠體粒子之間的碰撞和結(jié)合頻率，增加了膠體粒子間相互凝聚概率，而且，加熱破壞了污泥膠體結(jié)構(gòu)，進而失穩(wěn)，釋放出大量內(nèi)部結(jié)合水，同時實現(xiàn)污泥粒子的凝聚沉淀，改善污泥脫水性能，提高污泥可脫水程度。
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另外，污泥中的糖類和脂類等有機物在通常情況下較容易降解，而受到細胞壁保護的蛋白質(zhì)卻不能參與酶水解。但是，熱處理會使污泥細胞體在受熱的條件下膨脹而破裂，形成細胞膜碎片，同時釋放出胞內(nèi)蛋白質(zhì)、膠質(zhì)和礦物質(zhì)。熱處理對于脫水性能很差的活性污泥效果尤其顯著。對熱處理污泥進行機械脫水后，泥餅含水率可降到30%～45%，泥餅體積減小為單純施以濃縮和機械脫水得到泥餅的1/4。Haug等的研究表明，相對于無前處理過程的常規(guī)消化法，預(yù)先經(jīng)過熱處理的污泥再經(jīng)消化作用，其能量能夠減少25%。

在污泥的焚燒與堆肥處置中，熱處理比加藥處理更為適合。該法適用于初沉池污泥、消化污泥、活性污泥、腐殖污泥及它們的混合污泥。污泥熱處理法的主要缺點是污泥分離液濃度很高，回流處理將大大增加污水處理構(gòu)筑物的負荷，有臭氣，設(shè)備易腐蝕，需要增加高溫高壓設(shè)備、熱交換設(shè)備及氣味控制設(shè)備等，費用很高，這些條件通常限制了熱處理法優(yōu)點的充分發(fā)揮，因此難以普及。

污泥熱處理法主要分為高溫法和低溫法兩種。其中，高溫?zé)崽幚硎侵肝勰嘣?.8~2.0MPa的壓力條件和180～200℃的高溫條件下加熱1～2h，使其膠體結(jié)構(gòu)遭到破壞，細胞內(nèi)水分釋放，從而達到改善污泥脫水效果的目的。對預(yù)先經(jīng)過高溫?zé)崽幚淼奈勰噙M行濃縮，其含水率可降低至90%以下，如果再通過機械脫水方法進一步處理，含水率可降低到45%～55%范圍內(nèi)。但高溫能耗較高，加熱處理會導(dǎo)致臭氣問題的加劇，增加了尾氣處理的技術(shù)難度。會使污泥中的有機物質(zhì)溶出，進而導(dǎo)致分離液COD、BOD濃度升高，色度大，使后續(xù)的分離液處理過程提高了復(fù)雜程度和處理費用。

而低溫?zé)崽幚韺囟鹊囊筝^低，一般控制在135~165℃之間，不得高于175℃。采用低溫?zé)崽幚矸椒〞r，有機物含量在50%～70%效果較好。較之高溫?zé)崽幚矸ǎ勰嗖捎玫蜏責(zé)崽幚頃r，能耗較低，且分離液中BOD濃度較低，一般約低40%~50%。鍋爐容量可減少30%~40%。污泥經(jīng)熱處理后，不僅脫水性能得以有效改善，臭味和色度明顯降低，污泥中可溶性物質(zhì)的含量也有所提高，有利于污泥消化過程的進行。但當(dāng)溫度升至175℃以上時，將會引起熱處理設(shè)備的結(jié)垢，導(dǎo)致傳熱效率降低。

高溫法和低溫法熱調(diào)質(zhì)脫水工藝流程如圖所示。