重力濃縮技術發展至今已有50多年的歷史，是目前主流的同時也是應用最多的污泥濃縮技術，不需要外加能量，在所有濃縮方法中最為節能。但重力濃縮法并非對任何污泥種類都適用，僅適用于質量較重的初沉池污泥，而對于活性污泥等一些相對密度接近于1的輕質污泥，其重力沉降效果不好。此外，如果采用重力濃縮法處理生物除磷剩余污泥時，污泥中的磷會大量釋放，因此對上清液還需要進行除磷處理。

(1）重力濃縮原理

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重力濃縮法的原理是利用污泥中固體顆粒的重力作用進行自然沉降與壓密，從而形成高濃度污泥層，達到濃縮污泥的目的。不需要外加能量，是一種最節能的污泥濃縮方法。重力濃縮本質上是一種沉淀工藝。根據懸浮物質的性質、濃度及絮凝性能，沉淀可分為以下4種類型。

1）自由沉淀

當固體顆粒濃度不高時，顆粒在沉淀過程中相互之間不發生碰撞，而表現為單顆粒狀態并各自獨立地進行沉淀，可用牛頓第二定律及斯托克斯公式加以描述。沉降的粒子與上清液之間不形成清晰的界面，但可以見到澄清區域。不過，所含膠體粒子如果不失穩，還是得不到澄清的上清液。粒子的沉降速度不受固體顆粒濃度的影響，而決定于粒子的大小和密度。比較具有代表性的自由沉淀是沉砂池中的砂粒沉淀以及初沉池中的低懸浮物濃度污水沉淀。

2）絮凝沉淀

也稱干涉沉淀，即當固體顆粒濃度范圍介于50~500mg/L時，顆粒在沉淀過程中可能互相碰撞從而產生絮凝作用，使顆粒的粒徑與質量逐漸加大，沉淀速度不斷加快，故實際的絮凝沉淀速度很難用理論公式計算，主要靠試驗測定。具有代表性的絮凝沉淀例子是二沉池中的活性污泥沉淀。

3）區域沉淀

又稱擁擠沉淀或成層沉淀，即當固體顆粒濃度大于500mg/L時，在沉淀過程中，相鄰的顆粒之間會發生相互干擾和妨礙，沉降速度大的顆粒無法超越沉降速度小的顆粒，因而被迫保持相對不變的位置，并在聚合力的作用下結合成一個整體向下沉淀的顆粒群，與澄清水之間形成清晰的液-固界面，此類沉淀表現為界面下沉。具有代表性的區域沉淀有二沉池下部的沉淀過程及濃縮池在開始階段的沉淀等。

4）壓縮沉淀

由于污泥固體顆粒的集結，上一層的污泥顆粒在重力作用下壓縮下一層的污泥顆粒，而下一層的污泥顆粒又會對上一層的污泥顆粒起到支承作用，從而使污泥固體顆粒相互之間接觸得更加緊密而擠出下層污泥中的間隙水，并不斷提高固體濃度而使污泥得到濃縮。此類沉淀可以看作是區域沉淀的延續。

在重力濃縮池的實際運行過程中，以上4種類型的沉淀過程均依次存在，只是沉淀進行的時間不同,并在重力濃縮池中形成以下4個基本區域。

①澄清區。為固體濃度極低的上層清液。

②阻滯沉降區。在該區懸浮顆粒以恒速向下運動，一層沉降固體開始從區域底部形成。

③過渡區。其特征是固體沉降速率減小。

④壓縮區。在該區上一層的污泥顆粒在重力作用下壓縮下一層的污泥顆粒，從而使污泥顆粒之間的間隙水被排擠出來，直至達到所要求的底流污泥濃度并最終從底部排出。