污泥脫水技術(shù)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

【摘 要】隨著我國城市和工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)污水和生活污水的排放量日益增多，從而導(dǎo)致污水中所產(chǎn)生的污泥量也是不斷地增加，如何有效安全地處理好這些污泥，這是值得我們深入思考的問題。本文首先闡述了污泥的分類，其次，分析了開展污泥脫水技術(shù)的意義，同時，就污泥脫水技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討，具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】污泥脫水技術(shù)；研究；應(yīng)用

1.引言

隨著我國城市和工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)污水和生活污水的排放量日益增多，從而導(dǎo)致污水中所產(chǎn)生的污泥量也是不斷地增加，如何有效安全地處理好這些污泥，這是值得我們深入思考的問題。目前污泥處理的常用方法有焚燒、堆肥和填埋，但是這些處理方法的應(yīng)用都會或多或少地受到污泥的高含水率的限制。本文就污泥脫水技術(shù)進(jìn)行研究。

2.污泥分類

2.1初沉池污泥

初沉池污泥源于沉降過程。這些懸浮的顆粒（或大或小的顆粒）可以利用沉淀法分離。初沉池污泥中的揮發(fā)份含量較低（大概在55%到60%之間），易于脫水。該污泥在脫水之前，很容易通過靜態(tài)濃縮，提高原泥濃度，但該污泥容易發(fā)酵。

2.2生物污泥

生物污泥來源于生物法處理的廢水。它是一種含有微生物的混合物，可以通過凈化分離器將微生物和水質(zhì)分離。只有部分生物污泥被送去進(jìn)行脫水處理，其它將被循環(huán)利用，用來保持生化池中的細(xì)菌總量。該污泥脫水能力中等，主要是由其揮發(fā)份含量決定，過高的揮發(fā)份含量不易于泥水分離。

2.3混合污泥

混合污泥是初沉池污泥與生物污泥經(jīng)過混合形成，由于混合污泥的性質(zhì)介于生物污泥與初沉池污泥之間，該類污泥較容易脫水處理。

2.4消化污泥

消化污泥來自于消化處理過程中生物穩(wěn)定步驟。穩(wěn)定步驟是通過生物污泥或者混合污泥來實(shí)現(xiàn)的，此過程可在不同的溫度條件下進(jìn)行，也可以在有氧或無氧條件下進(jìn)行（即耗氧菌或者厭氧菌）。在經(jīng)過穩(wěn)定處理后，污泥應(yīng)該具有如下性質(zhì)：具有較低的揮發(fā)份含量：揮發(fā)份含量大概占到50%，在消化過程中，污泥出現(xiàn)無機(jī)化現(xiàn)象；固含量大概在20g/L到40g/L之間；具有較好的脫水能力。

2.5礦物污泥

之所以取名為礦物污泥，是由于這種污泥是在礦物處理過程中產(chǎn)生的，如采石廠或者精選礦的過程。礦物污泥的性質(zhì)直接與各種礦物的性質(zhì)有關(guān)（包括粘土），它容易通過重力的作用來進(jìn)行泥水分離。

3.開展污泥脫水技術(shù)的意義

2011年我國污水排放總量已經(jīng)達(dá)到了482.4億噸，其中含有261.3億噸城鎮(zhèn)生活污水，221.1億噸工業(yè)廢水，482.4億噸廢水中COD排放量可以達(dá)到1339.2萬t。如果我們采用生物法來處理65%的污水，那么全國將產(chǎn)生847萬t(干質(zhì)量)污泥（按1t干質(zhì)量污泥=0.38萬t廢水計(jì)算）。而我們?nèi)绻僭O(shè)這些污泥中含水量達(dá)到了80%，那么則這些污泥的質(zhì)量可以達(dá)到4233萬噸。污泥的處理如此之大，由此可看出，污水處理廠在處理這些污泥時所面臨的困難。污泥處理處置的成本主要包括填埋費(fèi)用、場外運(yùn)輸費(fèi)用和場內(nèi)傳輸費(fèi)用。

而污泥的量是最能夠影響成本的，如果我們積極開展污泥脫水技術(shù)，哪怕只是將含水率降低至一半，那么全國都至少能夠減少一半的運(yùn)輸費(fèi)用和填埋用地費(fèi)用，能夠減少2116萬噸污泥，使得管理成本大幅度降低，所以污泥脫水技術(shù)有著重大的應(yīng)用價值。

4.污泥脫水技術(shù)的應(yīng)用

4.1干化脫水技術(shù)

干化脫水技術(shù)根據(jù)加熱方式和熱能來源的不同，可分為對撞流干燥、紅外輻射干燥、間壁干燥、過熱蒸汽干燥、流化干燥等，是一種能夠有效利用熱能快速蒸發(fā)掉污泥中水分的處理工藝，目前主要采用的是流化床干化。

干化脫水技術(shù)的缺點(diǎn)在于對操作技術(shù)和管理技術(shù)有較高要求，運(yùn)行費(fèi)用高，資金投資大。優(yōu)點(diǎn)在于穩(wěn)定、安全、易控制、占地少，處理過程中產(chǎn)生的氣體不易爆難燃，不易產(chǎn)生沼氣，污泥不易粘結(jié)、性狀穩(wěn)定，干化后污泥體積減小很多，含水率低于10%。適用于集中處理多個中小型污水處理廠污泥，還有那些土地緊張的大型污水處理廠。

4.2Huber SRT工藝

Huber SRT工藝系統(tǒng)一方面利用太陽能，另一方面回收來自污水處理廠的熱能。該系統(tǒng)的面積占用率低，經(jīng)處理后的污泥可以獲得相對穩(wěn)定的含固率，干化污泥呈顆粒狀。其主要特點(diǎn)是污泥通過吸收太陽光線的熱能實(shí)現(xiàn)干化，而當(dāng)太陽光線不足時，可以通過熱力泵代替太陽光來提供污泥干化所需熱能。該熱力泵通過回收污水處理廠的污水中的熱量來獲取加熱空氣，從而保證一年內(nèi)的污泥干化效果維持在恒定水平，其處理結(jié)果可以達(dá)到90%含固率。該污泥處理系統(tǒng)可真正實(shí)現(xiàn)污泥無害化、減量化、穩(wěn)定化和資源化，已通過國家建設(shè)部的專家論證，開創(chuàng)了我國利用新能源處理處置污泥的新紀(jì)元。技術(shù)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，可廣泛用于市政、化工、冶金、電力、煤炭等多種行業(yè)的污泥處理處置。整個過程無污染而且環(huán)保，可以做到把污泥水分從80%降到30%左右，使污泥體積縮小為原來的三分之一到五分之一，可處理每天500到2000噸不等量的污泥，蒸發(fā)1T水每小時耗電量僅為60-80kw。干化處理后可用于農(nóng)業(yè)堆肥、制磚、燃煤。遠(yuǎn)程監(jiān)控方便快捷，實(shí)現(xiàn)了資源可持續(xù)，處理了環(huán)境難題。

4.3水熱技術(shù)

污泥的水熱處理技術(shù)其原理是污泥的微生物在加熱的過程中出現(xiàn)微生物細(xì)胞破裂、絮體解散，這樣一來就導(dǎo)致污泥中有機(jī)物出現(xiàn)水解的現(xiàn)象。有機(jī)物的水解降低了黏性物質(zhì)的束縛，同時也降低了污泥的黏度，導(dǎo)致污泥顆粒更容易與水分子發(fā)生分離，從而有效地降低脫水污泥的含水率。這種方法將高含水率的污泥（如含水率80-99.5%）直接降至含水率50%以下。污水處理廠的原污泥（含水率99.2%左右）或經(jīng)濃縮的污泥（含水率95-98%），通過水熱工藝深度脫水，可以避免污泥二次脫水，大為節(jié)省設(shè)備投資、運(yùn)輸費(fèi)用和再處理成本。適用以下類型的污泥:a) 經(jīng)過初步脫水的污泥（含水率80-85%）；b) 經(jīng)過濃縮處理的污泥（含水率95-97%）；c) 未經(jīng)處理的原污泥（含水率98-99.5%）。整個系統(tǒng)自動化程度高，PLC全程自動控制，流水線生產(chǎn)。比較其他高脫水率的方式，如干化、機(jī)械脫水，化學(xué)改性+特種壓濾的常溫脫水工藝，是處理成本更低的方式。

4.4微波脫水技術(shù)

20世紀(jì)90年代開始，國內(nèi)外就已經(jīng)有很多許多知名的專家開始在引污泥的處理中采用微波技術(shù)，這種技術(shù)對于污泥脫水性能的改善有較大的好處，其技術(shù)優(yōu)勢表現(xiàn)為設(shè)備體積小、熱量立體傳遞、熱效高、加熱速度快等，有較大的應(yīng)用前景。經(jīng)過微波輻射處理的污泥，污泥的比阻較原泥降低75%，污泥的沉降速度明顯加快。

4.5絮凝脫水技術(shù)

在污泥處理中，常采用投加絮凝劑來改善污泥的脫水性能，其作用原理為通過投加絮凝劑，在污泥膠質(zhì)微粒表面起化學(xué)反應(yīng)、中和污泥膠質(zhì)微粒的電荷，促使污泥微粒凝聚成大的顆粒絮體，同時使水從污泥顆粒中分離出來，從而提高污泥的脫水性能。絮凝脫水適用于脫水性能比較差、一般方法難以處理的污泥，但成本比較高，一些絮凝劑還可能存在生態(tài)安全隱患。絮凝沉淀在水處理中的應(yīng)用較為廣泛，特別是給水處理，在污泥處理中的大規(guī)模有效應(yīng)用還在研究中。

4.6流化床焚燒

該法具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、符合調(diào)節(jié)范圍大且速度快、環(huán)境污染小易于實(shí)現(xiàn)灰渣的綜合利用等特點(diǎn)，但同時投資大，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高，且污泥中的重金屬成分經(jīng)過燃燒后難于處理，目前還處于小規(guī)模試驗(yàn)應(yīng)用階段，但是土地資源的緊缺和人們用堆肥對土地污染認(rèn)識的深化，污泥的焚燒處理將逐漸被重視。

4.7化學(xué)調(diào)質(zhì)+深度脫水

這是一個值得嘗試的污泥處理技術(shù)，但由于存在化學(xué)品用量、配方方面的種種變數(shù)，化學(xué)調(diào)質(zhì)常常成為一些廠家忽悠客戶、百試不爽的銷售手段。悄悄地大幅度改變化學(xué)品的配比和投加量，足以使任何板框機(jī)壓出比石頭還硬的泥餅來，但這已經(jīng)不是工程考察，而是變魔術(shù)了。變戲法是為了取悅于觀眾，在工程上玩這一手可就跡近行騙了。等你把這東西買回家，發(fā)現(xiàn)藥耗大大超標(biāo)、含固率也遠(yuǎn)達(dá)不到要求、板框變形、液壓系統(tǒng)漏油、濾布用不了幾天就破了，此外還需要經(jīng)常對整個設(shè)備進(jìn)行酸洗。

5.結(jié)語

總之，不同的污泥脫水方法有著各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，污水處理廠應(yīng)該結(jié)合自身的事情情況，例如當(dāng)?shù)貧夂?、處理?guī)模、處理水質(zhì)等加以選擇，選擇出最適宜采用的方法。

參考文獻(xiàn)

[1]呂錦玲，陳建中.幾種絮凝劑在污泥脫水中應(yīng)用的比較研究[J].廣州環(huán)境科學(xué)，2005，(04)：158-160 .

[2]權(quán)進(jìn)香.城市污水處理廠污泥最終處置方式的探討[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì) ， 2006，(03):132-135 .

[3]董輝，王國華，孫曉.影響污水污泥脫水性能因素的探討[J].上海建設(shè)科技 ， 2005，(06):141-143 .

[4]張勤，張幸濤，陳濱，陳恒寶，張有倉.城市污水處理廠污泥調(diào)質(zhì)用絮凝劑的選擇[J].重慶建筑大學(xué)學(xué)報，2006，(01) :105-108.

[5]劉紅葉，程曉如.污水生化處理中污泥減量技術(shù)的應(yīng)用[J].廣州環(huán)境科學(xué) ， 2005，(04):214-216 .