污水廠污泥深度脫水及處置

邵巍 潘小二 劉蘭亞

摘 要：一家集中式污水處理廠產(chǎn)生的污泥原采用板框壓濾至含水率80%左右送固廢處理中心填埋。隨著近幾年環(huán)保政策對(duì)污泥處置要求不斷提高，在2011年完成了對(duì)污泥的深度脫水工程，干化污泥含水率達(dá)到45-55%，污泥量降低65%左右。后進(jìn)一步對(duì)脫水污泥進(jìn)行鍋爐焚燒試驗(yàn)，取得了良好的效果，有效實(shí)現(xiàn)了污泥的減量化、無害化、資源化。實(shí)踐出了一條污泥的有效處置途徑，解決了目前同類型污水廠污泥的最終出路，具有實(shí)際借鑒意義。

關(guān)鍵詞：污泥深度脫水；減量化；污泥焚燒

1 概況

QS水處理有限公司位于某鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū)，是為園區(qū)生產(chǎn)企業(yè)排放的生產(chǎn)廢水及部分鎮(zhèn)區(qū)居民生活污水配套的集中式污水處理廠，生產(chǎn)廢水主要為造紙廢水及染整廢水。該廠總規(guī)劃日處理能力四萬噸，目前已建成處理能力15000噸/日，實(shí)際接納廢水約7500噸/日，產(chǎn)生的污泥主要來源于初沉、三沉的物化污泥，二沉的生化污泥。

污泥排入污泥池后，經(jīng)隔膜泵進(jìn)入板框壓濾，其中初沉、三沉的物化污泥在壓濾時(shí)相對(duì)容易、簡(jiǎn)單，壓濾周期在8-12小時(shí)左右，而活性污泥壓濾，通常不加藥劑無法壓濾，加藥劑后也需要很長(zhǎng)的時(shí)間，一般要48小時(shí)。經(jīng)試驗(yàn)，活性污泥與物化污泥混合后，且物化污泥比例占到75%時(shí)，壓濾情況會(huì)有所改善，但在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中，不能保證都有物化污泥可以混合，因此活性污泥的有效脫水一直成為 QS公司的一個(gè)需改善的問題。

QS水處理有限公司壓濾設(shè)備選用500平方普通壓濾機(jī)一臺(tái)，每框干泥重量為5T左右，干化污泥含水率約80%（活性污泥壓濾后含水率在85%左右），年產(chǎn)生量約4000噸，送市固廢處置中心填埋，從2005年建廠到2010年，污泥處理一直維持這種狀況。因填埋費(fèi)與運(yùn)費(fèi)每年都在上升，污泥成本越來約高，從開始的0.4元/噸廢水上升到1.0元/噸廢水，占污水廠運(yùn)行成本比例越來越高。因此，找到有效污泥深度脫水方法，對(duì)污泥進(jìn)行減量化，甚至進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)資源化，從而降低污水廠的運(yùn)行成本，是QS水處理有限公司迫切需要解決的問題，同時(shí)應(yīng)該也是同類型污水處理廠面臨的難題。

2 污泥深度脫水

2.1 環(huán)保形勢(shì)的要求

近幾年，環(huán)保行業(yè)對(duì)污泥處置的要求進(jìn)一步提高，污泥的減量化、無害化、資源化成為明確的方向。污泥能否有效處置，已經(jīng)成為影響污水減排指標(biāo)的重要因素。原有的污泥處置方法，通常是污泥干化至含水率80-85%后填埋，甚至棄置。不但占用土地，惡臭污染環(huán)境，易大量滋生蚊蠅，而且想要有效利用，因80-85%的高含水率，污泥量大，運(yùn)輸成本高，沒有好的途徑；直接焚燒則代價(jià)更昂貴，無法實(shí)現(xiàn)。因此，污泥的減量化，成為污泥有效處置的首要問題。但污泥從80-85%的高含水率，脫水到50%左右是很困難的事情。

2.2 脫水工程調(diào)試過程

我公司近兩年積極尋找污泥深度脫水技術(shù)，尤其是活性污泥的有效干化，在對(duì)活性污泥樣本做了多次分析與試驗(yàn)后，確定了采用濃縮+調(diào)質(zhì)+高壓板框壓濾的方法，工程于2011年3月完成，高壓板框?yàn)橐慌_(tái)200平方的隔膜壓濾機(jī)，調(diào)試運(yùn)行二個(gè)月，摸索出了適合的處置流程，能有效解決 QS在排泥時(shí)全部是活性污泥時(shí)的壓濾問題。污泥進(jìn)泥壓濾時(shí)間在1-1.5小時(shí)，清水增壓時(shí)間1小時(shí)，出泥及其他時(shí)間1-1.5小時(shí)，總周期在4小時(shí)內(nèi)，干化污泥含水率在45-55%（活性污泥干化污泥含水率在50-55%），每周期出干泥2.5噸左右，且能保證穩(wěn)定運(yùn)行。污泥日處理能力，運(yùn)轉(zhuǎn)6個(gè)周期，出泥15噸左右。實(shí)際， QS公司活性污泥每天運(yùn)行2個(gè)周期即可，每天出泥5T左右。

在調(diào)試過程中，一開始，總運(yùn)行周期在10小時(shí)左右，干化污泥含水率在55-60%，泥餅厚度1cm，每周期出干泥1.2噸，這樣，一臺(tái)200平方的壓濾機(jī)，一天只能做兩個(gè)周期，出干泥2.4噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到處理能力。

面對(duì)現(xiàn)狀，我們不氣餒，不斷就加藥劑種類、加藥量、加藥順序作試驗(yàn)，取得一定效果后，又在污泥濃縮方面追求更好的效果，在板框的進(jìn)泥壓濾程序上也多次調(diào)整，最后按照實(shí)際污泥壓濾效果確定了濃縮程序、調(diào)質(zhì)加藥程序及效果、壓濾程序。終于取得了良好結(jié)果。流程圖見后。 在取得成功的時(shí)候，繼續(xù)改進(jìn)，在保證處理效果的前提下，不斷優(yōu)化程序，于2011年下半年增加了調(diào)質(zhì)罐，方便了日常操作運(yùn)行。目前，設(shè)施操作方便，調(diào)質(zhì)后污泥采用自控程序壓濾，也降低了處理成本約20%。

2.3 進(jìn)一步降低含水率的試驗(yàn)

污泥壓濾到45-55%左右，污泥已經(jīng)減量至原80%含水率的35%左右，有了重大的進(jìn)展，但考慮到污泥的最終處置，含水率越低越好。經(jīng)數(shù)次查閱資料及對(duì)外溝通，試驗(yàn)了堆置風(fēng)干法、脫水污泥堆置30cm高，在棚內(nèi)放置2天后，含水率明顯降低。污泥含水率能降低到35-40%之間，污泥量進(jìn)一步降低。但在多次實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)的結(jié)果與空氣濕度有關(guān)，如果連續(xù)陰雨，會(huì)影響污泥含水率，且需要一定堆放場(chǎng)地；因后續(xù)污泥焚燒過程，對(duì)50%含水率的污泥能夠處置，所以，實(shí)際污泥干化處理過程，到壓濾后外運(yùn)就結(jié)束，堆置干化沒有作為日常處理手段。

2.4 工藝流程

污泥→濕污泥池→泵→污泥濃縮池→污泥調(diào)質(zhì)罐→泵→高壓板框→（堆置風(fēng)干）→外運(yùn)過程中的上清液及濾出液都回流至調(diào)節(jié)池。

3 干化污泥焚燒

3.1 焚燒的可行性

污泥干化后，考慮后續(xù)處置方法，除了填埋，制磚與焚燒是目前可見的比較合適的方法，但無論是哪種方法，都需要大量的實(shí)踐與試驗(yàn)。因本地目前很少有粘土磚生產(chǎn)廠家，所以先考慮了污泥焚燒的方法。首先來分析污泥焚燒的可行性方案，污泥干基熱值達(dá)到約2000Kcal/kg，從理論上是可以焚燒的。當(dāng)我們?nèi)y(cè)定熱值時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)，當(dāng)污泥含水率達(dá)到73.2%時(shí)，低位熱值只有500Kcal/kg左右，其熱值損失于污泥所含水分的蒸發(fā)；隨著水份的降低，含水率在50%左右，低位熱值為670Kcal/kg，當(dāng)含水率在32.91%時(shí)，污泥干化污泥的低位熱值升高到1645Kcal/kg，顯著提高。另外，全部是活性污泥的干泥，熱值會(huì)有所升高，但在實(shí)際操作時(shí)，很難全部將活性污泥與物化污泥完全分開，因此，含水率50%左右的干污泥，其低位熱值無法達(dá)到自持燃燒的833.3Kcal/kg，因此擬采用將干化污泥按照一定比例全部與煤混合后燃燒的方案。

3.2 焚燒的試驗(yàn)

確定了污泥焚燒的可行性方案，我們就開始將污泥運(yùn)至燃煤鍋爐現(xiàn)場(chǎng)做焚燒試驗(yàn)驗(yàn)。試驗(yàn)在2011年5月進(jìn)行，用含水率50%左右的干化污泥試驗(yàn)，摻泥比例從2%看開始到17%，燃燒結(jié)果是——能夠進(jìn)行，但比例高，影響噸汽能耗，17%是，噸汽能耗從830 Kcal/kg噸蒸汽，升到930Kcal/kg噸蒸汽；摻泥比例降至7%左右時(shí)，燃燒結(jié)果--不影響噸汽能耗，且能保證穩(wěn)定運(yùn)行。目前根據(jù)實(shí)際污泥量，混合比例基本控制在5%，從2011年6月開始， QS公司的污泥已實(shí)現(xiàn)全部外運(yùn)焚燒。

污泥經(jīng)鍋爐焚燒后，量大大減少，并且殺死病原體，減少惡臭。剩余物質(zhì)可隨煤渣一起綜合利用，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)減量化，且實(shí)現(xiàn)無害化，資源化。

3.3 工藝流程

脫水污泥→粉碎→與煤混合→進(jìn)爐焚燒→煤渣外運(yùn)綜合利用

4 結(jié)束語

4.1 有效處置。QS公司面對(duì)污泥尤其活性污泥難以深度脫水的困難，通過自身不斷努力，不斷試驗(yàn)，不但解決了污泥深度脫水的問題，而且進(jìn)一步研究了干化污泥的焚燒辦法，取得了成功，從而走出了一條真正實(shí)現(xiàn)污泥減量化、無害化、資源化的環(huán)保之路。

4.2 污泥處置的發(fā)展方向。QS公司雖然在污泥處置方面有了較大的進(jìn)展，但在以下幾個(gè)方面還需進(jìn)一步研究。

4.2.1 高壓板框?yàn)V布的選擇與清洗。原有濾布為壓濾機(jī)廠配套，實(shí)際使用約四個(gè)月后，壓濾時(shí)間明顯增加，按照普通方法清洗后，有所好轉(zhuǎn)，但沒有新的時(shí)候過濾效果好，而且清洗周期越來越短，效果越來越差。到2012年年初，開始與專門的清洗單位溝通，摸索出了實(shí)用的清洗程序，目前清洗周期為150框泥，清洗后效果較好。這種外加工的模式，雖然效果好，但成本較高，清洗濾布費(fèi)用約折合5元/干污泥。因此，在2013年會(huì)進(jìn)一步尋找更合適的濾布及清洗方法，以降低處理成本。

4.2.2 污泥的資源化。A、污泥干化后，混合一定比例的高熱值物質(zhì)，如木屑等再與煤混合，能否進(jìn)一步降低噸汽煤耗，起到能源的作用。B、污泥制磚，能否通過改善污泥性質(zhì)，減少每塊磚用的粘土量，節(jié)約資源。C、污泥自身直接焚燒，灰渣用于制磚。

4.2.3 污泥焚燒量的研究。目前污泥焚燒是在20T的鏈條爐中進(jìn)行的，雖然能夠進(jìn)行，但每天可以處置的量較少。經(jīng)查找資料及對(duì)外與同類型污水廠、科研單位、鍋爐廠溝通，最終認(rèn)為流化床鍋爐對(duì)污泥焚燒比較合適。因此，總公司在2012年已經(jīng)投資了一臺(tái)35T流化床鍋爐，預(yù)計(jì)在2013年上半年度投產(chǎn)，到時(shí)會(huì)與鍋爐廠家一起，對(duì)污泥焚燒進(jìn)一步試驗(yàn)，確定最佳及最高的污泥摻燒比例、煤的種類等，拿出相關(guān)實(shí)用數(shù)據(jù)，供同類型單位參考。

作者簡(jiǎn)介：邵?。?973-），女，江蘇張家港市人，工程師，大學(xué)本科，環(huán)境工程專業(yè)，長(zhǎng)期從事廢水處理工程及污水廠管理工作，已發(fā)表論文多篇。