在城市污泥處理處置中應用污泥深度脫水技術的探析

肖磊

摘 要：污泥處理與處置問題是世界性難題，而無論采取何種處置方式，污泥的脫水干化都是其必要前提。污泥脫水技術是一個長期值得探索的問題。隨著城市的進一步發展，污水處理廠將發揮著更加重要的角色，污泥的脫水技術勢必朝著效率高、控制方便、過程穩定、能耗低的方面發展，也將會給城市環境保護提供更大的貢獻。筆者根據多年的工作經驗，主要針對城市污泥處理處置中污泥深度脫水技術進行分析和討論。

關鍵詞：污泥處理；污泥；深度脫水；技術

隨著世界人口的不斷增長和城市化進程的飛速發展，城市污泥的產量與日俱增，如何安全經濟地處理污泥以減少其對環境所造成的二次污染，已成為世界各國共同面臨的環境問題。目前，我國大部分城市污泥只經過初步處理、濃縮和脫水后，便進行無序地臨時堆存或者簡單填埋，占用大量的土地資源，嚴重影響生態環境和人體健康。

1 我國城市污泥處理處置的形勢

改革開放三十年來，中國經濟取得了舉世矚目的成就，經濟總量躍居世界第二。然而經濟高速增長的背后，卻是環境的日益惡化。目前，全國90%的地表水都遭受了不同程度的污染，其中60%的地表水污染嚴重。用水危機已經成為制約我國經濟發展的最大威脅。因此，污水治理已經成為我國“十二五”和“十三五”規劃的當務之急，并上升為國家長期發展的戰略。污泥是污水處理后的最終產物，富集了污水中的有機物、鹽和大量的磷、氮等物質以及病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質，可以說，污泥是污水中污染物的濃縮體，具有相當大的環境危害。目前污泥處理處置普遍成為頭痛的難題。污泥處理處置除受經濟條件與政策方面因素影響外，在很大程度上是由于污泥的不良性質所造成。因此實現污泥更高效濃縮以減少污泥體積、實現污泥高干度脫水，大幅度降低脫水污泥產量和實現污泥無害化，對降低污泥處理處置成本和推進后續處置及資源化利用具有十分重要的意義。

2 城市污泥深度脫水技術

污泥深度脫水處理，一般包括污泥濃縮、污泥調理、脫水等步驟。

2.1 污泥濃縮

污泥處理前，如果含水率在97%以上，一般需要先濃縮，使污泥形成大顆粒沉淀，初步降低污泥含水率，使其適合通過污泥入料泵進入污泥壓干設備。濃縮后的污泥加入調理劑，破壞污泥分子結構，使其與水分的親和性減小，從而經過機械壓干后形成超干泥餅，實現污泥的減量化處置。污泥濃縮去除的主要是污泥的空隙水，由于污泥水分中空隙水所占的比例最大，因此污泥濃縮是減少污泥體積最經濟有效的方法。目前污泥濃縮最常用的方法有：重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮等。污泥經過濃縮后，含固率提高到5%～10%，為污泥的進一步脫水提供了基本的條件。

2.2 污泥調理

污泥的調質處理是污泥深度脫水的關鍵環節和核心技術，可以說污泥調理技術決定污泥深度脫水項目的成敗。國內污泥調質的方法比較多，普遍采用在污泥中添加脫水劑、絮凝劑或混凝劑的方法，改變污泥中水分子（主要是間隙水和毛細水）存在方式和結構，有利于水與泥在一定條件下實現分離。經過濃縮和消化，污泥中的固體物主要由親水性帶負電的膠體顆粒組成，污泥水與污泥固體顆粒的結合力很強，比阻值較大，脫水性能較差。為了改善污泥脫水的性能，提高機械脫水的效果，需要通過調理來改變污泥的理化性質，減少膠體顆粒與水的親和力，為固液分離創造條件。污泥調理方法主要有物理調理法、化學調理法和微生物調理法三大類。

采用物理方法（如高溫高壓的水熱處理技術、凍融處理、微波處理、超聲波處理等等）或化學方法（如以添加大量石灰或粉煤灰-三氯化鐵或聚合氯化鋁PAC-PAM為代表的改性方法）預處理然后再隔膜廂式壓濾脫水的方法，能使脫水污泥含水量降低到60%以下。采用微生物瀝浸處理技術最大特點是即能污泥實現深度脫水（含水率低于60%）、也能實現污泥無害化（污泥中重金屬80%以上脫出回收、病原物99%以上殺滅、惡臭完全消除），更重要的是，經過微生物處理，污泥有益成分（有機質、熱值等）并不損失。生物瀝浸后之污泥餅非常容易地資源化利用（如高溫發酵后開發成園林綠化用肥、土壤改良劑以及作為低值燃料等）。三種方法在實際中都有應用，但生物調理法是目前比較合理的方法。

2.3 污泥的脫水

利用過濾板、隔膜板和濾布組成的過濾單元，在液壓系統恒壓壓緊所有濾板的條件下，利用進料泵壓力在進泥過程中對物料進行初步固液分離，并在進料結束后，注入高壓水到隔膜板腔對泥餅進行壓榨，提高壓濾機的脫水效率。

3 深度脫水技術的前景

和其他污泥處理處置技術相比，污泥深度脫水技術的優勢主要表現在：

3.1 減量效果

雖然污泥深度脫水在原理上與帶式壓濾脫水和離心脫水沒有根本上的差異，但從減量效果看，后兩種方式根本無法達到深度脫水的效果，采用深度脫水技術能在傳統脫水方式的基礎上再減量50%以上，減量效果相當驚人。

3.2 能源消耗

采用污泥深度脫水技術對污泥進行脫水，僅需要少量的電力即能去除污泥中的大量水分（去除污泥中的一噸水用電10kWh）。直接焚燒或熱力干化雖然能獲得更低的含水率，但蒸發一噸水約需消耗0.2噸煤炭或者1.2噸蒸汽的汽化熱。污泥深度脫水技術的能耗優勢不言而喻。

3.3 污染效應

填埋、土地利用除了占用土地資源外，污泥和污泥中的水分對土壤和地下水是嚴重的環境威脅。熱力干化消耗的一次能源也增加了二氧化硫等污染物的排放。污泥深度脫水后用于建材，能將污染控制在最小的范圍。雖然污泥深度脫水在國內仍處于發展完善階段，也存在一些技術障礙，但根據我國的國情和污泥深度脫水技術的不斷進步成熟，污泥深度脫水技術和系統將會在我國污泥處理處置方面充當主要角色，成為主要的技術途徑。污泥深度脫水技術將會廣泛用于市政污水處理廠、工業企業污水處理站以及污泥集中處置點，為節能減排、保護環境發揮積極作用。

結束語

污泥深度脫水技術在國外起源較早，隨著污泥處理處置領域技術進步和業內人士認識的提高，近幾年在國內逐步得到重視并有一定范圍的應用，主要表現在各類科研機構在污泥調質處理技術上不斷推陳出新，以及高壓壓濾脫水技術及裝備快速發展。雖然污泥深度脫水只是城市污泥處理處置的一個環節，目前的工藝技術尚未完全成熟，但業界對污泥處置技術的認識正在逐步向深度脫水方向靠攏。

參考文獻

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