在城市污泥处理处置中应用污泥深度脱水技术的探析

肖磊

摘 要：污泥处理与处置问题是世界性难题，而无论采取何种处置方式，污泥的脱水干化都是其必要前提。污泥脱水技术是一个长期值得探索的问题。随着城市的进一步发展，污水处理厂将发挥着更加重要的角色，污泥的脱水技术势必朝着效率高、控制方便、过程稳定、能耗低的方面发展，也将会给城市环境保护提供更大的贡献。笔者根据多年的工作经验，主要针对城市污泥处理处置中污泥深度脱水技术进行分析和讨论。

关键词：污泥处理；污泥；深度脱水；技术

随着世界人口的不断增长和城市化进程的飞速发展，城市污泥的产量与日俱增，如何安全经济地处理污泥以减少其对环境所造成的二次污染，已成为世界各国共同面临的环境问题。目前，我国大部分城市污泥只经过初步处理、浓缩和脱水后，便进行无序地临时堆存或者简单填埋，占用大量的土地资源，严重影响生态环境和人体健康。

1 我国城市污泥处理处置的形势

改革开放三十年来，中国经济取得了举世瞩目的成就，经济总量跃居世界第二。然而经济高速增长的背后，却是环境的日益恶化。目前，全国90%的地表水都遭受了不同程度的污染，其中60%的地表水污染严重。用水危机已经成为制约我国经济发展的最大威胁。因此，污水治理已经成为我国“十二五”和“十三五”规划的当务之急，并上升为国家长期发展的战略。污泥是污水处理后的最终产物，富集了污水中的有机物、盐和大量的磷、氮等物质以及病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质，可以说，污泥是污水中污染物的浓缩体，具有相当大的环境危害。目前污泥处理处置普遍成为头痛的难题。污泥处理处置除受经济条件与政策方面因素影响外，在很大程度上是由于污泥的不良性质所造成。因此实现污泥更高效浓缩以减少污泥体积、实现污泥高干度脱水，大幅度降低脱水污泥产量和实现污泥无害化，对降低污泥处理处置成本和推进后续处置及资源化利用具有十分重要的意義。

2 城市污泥深度脱水技术

污泥深度脱水处理，一般包括污泥浓缩、污泥调理、脱水等步骤。

2.1 污泥浓缩

污泥处理前，如果含水率在97%以上，一般需要先浓缩，使污泥形成大颗粒沉淀，初步降低污泥含水率，使其适合通过污泥入料泵进入污泥压干设备。浓缩后的污泥加入调理剂，破坏污泥分子结构，使其与水分的亲和性减小，从而经过机械压干后形成超干泥饼，实现污泥的减量化处置。污泥浓缩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，因此污泥浓缩是减少污泥体积最经济有效的方法。目前污泥浓缩最常用的方法有：重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩等。污泥经过浓缩后，含固率提高到5%～10%，为污泥的进一步脱水提供了基本的条件。

2.2 污泥调理

污泥的调质处理是污泥深度脱水的关键环节和核心技术，可以说污泥调理技术决定污泥深度脱水项目的成败。国内污泥调质的方法比较多，普遍采用在污泥中添加脱水剂、絮凝剂或混凝剂的方法，改变污泥中水分子（主要是间隙水和毛细水）存在方式和结构，有利于水与泥在一定条件下实现分离。经过浓缩和消化，污泥中的固体物主要由亲水性带负电的胶体颗粒组成，污泥水与污泥固体颗粒的结合力很强，比阻值较大，脱水性能较差。为了改善污泥脱水的性能，提高机械脱水的效果，需要通过调理来改变污泥的理化性质，减少胶体颗粒与水的亲和力，为固液分离创造条件。污泥调理方法主要有物理调理法、化学调理法和微生物调理法三大类。

采用物理方法（如高温高压的水热处理技术、冻融处理、微波处理、超声波处理等等）或化学方法（如以添加大量石灰或粉煤灰-三氯化铁或聚合氯化铝PAC-PAM为代表的改性方法）预处理然后再隔膜厢式压滤脱水的方法，能使脱水污泥含水量降低到60%以下。采用微生物沥浸处理技术最大特点是即能污泥实现深度脱水（含水率低于60%）、也能实现污泥无害化（污泥中重金属80%以上脱出回收、病原物99%以上杀灭、恶臭完全消除），更重要的是，经过微生物处理，污泥有益成分（有机质、热值等）并不损失。生物沥浸后之污泥饼非常容易地资源化利用（如高温发酵后开发成园林绿化用肥、土壤改良剂以及作为低值燃料等）。三种方法在实际中都有应用，但生物调理法是目前比较合理的方法。

2.3 污泥的脱水

利用过滤板、隔膜板和滤布组成的过滤单元，在液压系统恒压压紧所有滤板的条件下，利用进料泵压力在进泥过程中对物料进行初步固液分离，并在进料结束后，注入高压水到隔膜板腔对泥饼进行压榨，提高压滤机的脱水效率。

3 深度脱水技术的前景

和其他污泥处理处置技术相比，污泥深度脱水技术的优势主要表现在：

3.1 减量效果

虽然污泥深度脱水在原理上与带式压滤脱水和离心脱水没有根本上的差异，但从减量效果看，后两种方式根本无法达到深度脱水的效果，采用深度脱水技术能在传统脱水方式的基础上再减量50%以上，减量效果相当惊人。

3.2 能源消耗

采用污泥深度脱水技术对污泥进行脱水，仅需要少量的电力即能去除污泥中的大量水分（去除污泥中的一吨水用电10kWh）。直接焚烧或热力干化虽然能获得更低的含水率，但蒸发一吨水约需消耗0.2吨煤炭或者1.2吨蒸汽的汽化热。污泥深度脱水技术的能耗优势不言而喻。

3.3 污染效应

填埋、土地利用除了占用土地资源外，污泥和污泥中的水分对土壤和地下水是严重的环境威胁。热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。污泥深度脱水后用于建材，能将污染控制在最小的范围。虽然污泥深度脱水在国内仍处于发展完善阶段，也存在一些技术障碍，但根据我国的国情和污泥深度脱水技术的不断进步成熟，污泥深度脱水技术和系统将会在我国污泥处理处置方面充当主要角色，成为主要的技术途径。污泥深度脱水技术将会广泛用于市政污水处理厂、工业企业污水处理站以及污泥集中处置点，为节能减排、保护环境发挥积极作用。

结束语

污泥深度脱水技术在国外起源较早，随着污泥处理处置领域技术进步和业内人士认识的提高，近几年在国内逐步得到重视并有一定范围的应用，主要表现在各类科研机构在污泥调质处理技术上不断推陈出新，以及高压压滤脱水技术及装备快速发展。虽然污泥深度脱水只是城市污泥处理处置的一个环节，目前的工艺技术尚未完全成熟，但业界对污泥处置技术的认识正在逐步向深度脱水方向靠拢。

参考文献

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