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目前污水处理厂泥水分离主要依赖于常规的重力式泥水分离装置-二沉池，但使用二沉池进行泥水分离，存在着系统占地面积大、表面负荷量大、回流污泥浓度低以及对于中性颗粒（即密度接近1的颗粒）重力和机械式去除效果不明显的问题。水动力分离装置（Hydraulic Dynamic Seperation，HDS）是帕洛阿尔托研究中心(PARC)研发并由江苏凌志环保公司授权的产品，该装置可以实现颗粒分离和絮体分离，特别是对于密度接近1的中性颗粒具有很好的去除效果。针对活性污泥法污水处理泥水分离技术的问题，本研究应用水动力分离装置(HDS)对污泥回流系统进行了优化，研究分析了不同HDS装置对于系统污泥回流和泥水分离的改善效果，确定分离效果最好的HDS装置。同时，应用HDS装置进行强化泥水分离实验，研究分析HDS用在二沉池之前是否可以有效地提升系统的泥水分离效能。 实验中采用的各HDS装置的流道高度分别为0.4mm、1.0mm和1.1mm，流道宽度分别为6mm和15mm，通过分析七种HDS装置的泥水分离效果研究，结论如下: ①HDS装置的分离效果按照LZ半-1→LZ半-2→LZ半-3→LZ全-4→LZ全-5→PARC-1→PARC-2的顺序越来越好。从LZ半-1依次到LZ半-2、LZ半-3、LZ全-4、LZ全-5、PARC-1、PARC-2两个出水的污泥浓度差异逐渐增高。在LZ半-1，两个出水的污泥浓度差异只达到456mg/L，到PARC-1已经获得浓水污泥浓度比清水污泥浓度高了2倍(清水污泥浓度为2441mg/L，浓水污泥浓度为6444mg/L，差异达到4003mg/L); PARC-2的浓水污泥浓度已达到清水污泥浓度放的4倍(清水污泥浓度为2741mg/L，浓水污泥浓度为11716mg/L，差异达到8975mg/L)。 ②从固体回收率以及固体去除率角度来说，从LZ半-1依次到LZ半-2、LZ半-3、LZ全-4、LZ全-5、PARC-1、PARC-2固体收回率和去除率也逐渐增高。根据HDS装置的固体收回率和去除率分析结果可以看出PARC-1、PARC-2获得固体回收率是最高，PARC-1的固体回收率达到52％，PARC-2的固体回收率达到67％，去除率也比LZ半圈装置高了3倍以上。 ③同一个水力直径、迪恩数De和雷诺数Re值HDS半圈（LZ半-1、LZ半-2、LZ半-3）实现泥水分离效果不如HDS整圈（LZ全-4、LZ全-5、PARC-1）的分离效果好。分析结果表明LZ半-1、LZ半-2、LZ半-3的两个出水差异不大(小于1350mg/L)，分离现象不太明显。污泥通过HDS整圈（LZ全-4、LZ全-5、PARC-1）实现泥水分离，清水和浓水的污泥浓度差异都比HDS半圈（LZ半-1、LZ半-2、LZ半-3）的清水和浓水的污泥浓度差异大3倍(两个出水的污泥浓度差异达到4000mg/L)。 ④同样流道模型（半圈或者整圈），10个流道的HDS装置（包括LZ半-1、LZ全4）不如1个流道的HDS装置（LZ半-2、LZ全5）实现泥水分离效果好。对于HDS装置半圈模型，进行对照LZ半-1（10个流道的HDS装置）和LZ半-2（1个流道的HDS装置）获得:LZ半-1实现分离效果进水污泥浓度为3406mg/L，通过LZ半-1分离成浓度为3132mg/L的清水和浓度为3588mg/L的浓水，两个出水的污泥浓度差异是456mg/L。LZ半-2实现分离效果进水污泥浓度为4384mg/L，通过LZ半-2分离成浓度为4033mg/L的清水和浓度为4605mg/L的浓水，两个出水的污泥浓度差异是572mg/L。对于HDS装置整圈模型，进行对照LZ全-4(10个流道的HDS装置)和LZ全-5（1个流道的HDS装置）获得:LZ全-4实现分离效果进水污泥浓度为5716mg/L，通过LZ全-4分离成浓度为5247mg/L的清水和浓度为7091mg/L的浓水，两个出水的污泥浓度差异是1844mg/L。LZ全-5实现分离效果进水污泥浓度为4947mg/L，通过LZ全-5分离成浓度为3714mg/L的清水和浓度为6562mg/L的浓水，两个出水的污泥浓度差异是2848mg/L。 ⑤研究过程得出PARC-2实现泥水分离的回收率达到67％，污泥浓度从5000mg/L分离成2000mg/L和11000mg/L。但是污泥的颗粒粒径高于60μm运行一段时间就堵塞，而且运行需要使用功率大的水泵才能达到流道压力要求为20psi(等于151.6kPa)流量为250mL/min。 ⑥在同一进水条件下:进水流量为0.6L/min，进水污泥浓度相同，处理系统1(无HDS)的出水TSS浓度都比处理系统2（有HDS）的出水TSS浓度大2倍，处理系统1的出水TSS浓度大概151 mg/L，同时处理系统2（有HDS）可以达到出水TSS浓度为68mg/L。 ⑦针对获得出水的TSS浓度值相同(130mg/L)，处理系统1（无HDS装置）进水流量为0.6L/min，处理系统2（有HDS装置）的进水流量达到4L/min，大于系统1的进水流量6倍。 ⑧在进水流量相同为0.6L/min，系统2（有HDS装置）的二沉池回流泥量达到528mg/min，系统1（无HDS装置）的二沉池回流泥量为1147mg/min。加上HDS装置的处理系统，二沉池回流泥量已经减少50％，在调整HDS进水流量时，系统2（有HDS）的二沉池回流泥量都比系统1（无HDS）的二沉池回流泥量减少30～40％。 ⑨同一个进水流量为0.6L/min，二沉池的表面面积W=0.0314m2，处理系统1（无HDS）的二沉池表面负荷为1.15m3/(m2.h);处理系统2（有HDS）的二沉池表面负荷为0.8m3/(m2.h)。综上所述，在同一进水流量条件下，在传统处理系统中加上HDS装置可以增加二沉池的30％的表面负荷以及进水流量，也可以说，相比传统处理系统，在相同的进水流量条件下，加上HDS装置可以减少二沉池的表面积30％，同时可以缩小二沉池占地面积。 ⑩在二沉池出水水质一致时，系统1（无HDS）的二沉池表面负荷为0.8m3/(m2.h)，同时系统2（有HDS）的二沉池表面负荷为5.35 m3/(m2.h)，这个结果表明加上HDS设备，处理系统可以接受二沉池的表面负荷增高7倍。 (⑩)HDS装置是可以有效提升系统的泥水分离效能。加上HDS装置的处理系统能够减少二沉池的回流污泥量，引致减少回流泵功率，节约处理系统能量。同时采用HDS装置可以减少二沉池的表面负荷，减少二沉池的占地面积。实验中使用系统是中试规模，采用HDS装置是单片，安装系统利用高差来运行实验，因此运行费用只包括在HDS装置的回流环节中用回流泵的电能费。因为HDS装置的回流流量很小，使用回流泵功率因此不大，消耗电能少，对于经济方面是有利。