在城市污泥處理處置中應(yīng)用污泥深度脫水技術(shù)的探析

肖磊

摘 要：污泥處理與處置問(wèn)題是世界性難題，而無(wú)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(shù)是一個(gè)長(zhǎng)期值得探索的問(wèn)題。隨著城市的進(jìn)一步發(fā)展，污水處理廠將發(fā)揮著更加重要的角色，污泥的脫水技術(shù)勢(shì)必朝著效率高、控制方便、過(guò)程穩(wěn)定、能耗低的方面發(fā)展，也將會(huì)給城市環(huán)境保護(hù)提供更大的貢獻(xiàn)。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗(yàn)，主要針對(duì)城市污泥處理處置中污泥深度脫水技術(shù)進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：污泥處理；污泥；深度脫水；技術(shù)

隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)和城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，城市污泥的產(chǎn)量與日俱增，如何安全經(jīng)濟(jì)地處理污泥以減少其對(duì)環(huán)境所造成的二次污染，已成為世界各國(guó)共同面臨的環(huán)境問(wèn)題。目前，我國(guó)大部分城市污泥只經(jīng)過(guò)初步處理、濃縮和脫水后，便進(jìn)行無(wú)序地臨時(shí)堆存或者簡(jiǎn)單填埋，占用大量的土地資源，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和人體健康。

1 我國(guó)城市污泥處理處置的形勢(shì)

改革開(kāi)放三十年來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)取得了舉世矚目的成就，經(jīng)濟(jì)總量躍居世界第二。然而經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的背后，卻是環(huán)境的日益惡化。目前，全國(guó)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(yán)重。用水危機(jī)已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大威脅。因此，污水治理已經(jīng)成為我國(guó)“十二五”和“十三五”規(guī)劃的當(dāng)務(wù)之急，并上升為國(guó)家長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略。污泥是污水處理后的最終產(chǎn)物，富集了污水中的有機(jī)物、鹽和大量的磷、氮等物質(zhì)以及病毒微生物、寄生蟲(chóng)卵、重金屬等有毒有害物質(zhì)，可以說(shuō)，污泥是污水中污染物的濃縮體，具有相當(dāng)大的環(huán)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(jīng)濟(jì)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(zhì)所造成。因此實(shí)現(xiàn)污泥更高效濃縮以減少污泥體積、實(shí)現(xiàn)污泥高干度脫水，大幅度降低脫水污泥產(chǎn)量和實(shí)現(xiàn)污泥無(wú)害化，對(duì)降低污泥處理處置成本和推進(jìn)后續(xù)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(shù)

污泥深度脫水處理，一般包括污泥濃縮、污泥調(diào)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(guò)污泥入料泵進(jìn)入污泥壓干設(shè)備。濃縮后的污泥加入調(diào)理劑，破壞污泥分子結(jié)構(gòu)，使其與水分的親和性減小，從而經(jīng)過(guò)機(jī)械壓干后形成超干泥餅，實(shí)現(xiàn)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(jīng)濟(jì)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(jīng)過(guò)濃縮后，含固率提高到5%～10%，為污泥的進(jìn)一步脫水提供了基本的條件。

2.2 污泥調(diào)理

污泥的調(diào)質(zhì)處理是污泥深度脫水的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和核心技術(shù)，可以說(shuō)污泥調(diào)理技術(shù)決定污泥深度脫水項(xiàng)目的成敗。國(guó)內(nèi)污泥調(diào)質(zhì)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(xì)水）存在方式和結(jié)構(gòu)，有利于水與泥在一定條件下實(shí)現(xiàn)分離。經(jīng)過(guò)濃縮和消化，污泥中的固體物主要由親水性帶負(fù)電的膠體顆粒組成，污泥水與污泥固體顆粒的結(jié)合力很強(qiáng)，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(jī)械脫水的效果，需要通過(guò)調(diào)理來(lái)改變污泥的理化性質(zhì)，減少膠體顆粒與水的親和力，為固液分離創(chuàng)造條件。污泥調(diào)理方法主要有物理調(diào)理法、化學(xué)調(diào)理法和微生物調(diào)理法三大類(lèi)。

采用物理方法（如高溫高壓的水熱處理技術(shù)、凍融處理、微波處理、超聲波處理等等）或化學(xué)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(yù)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(shù)最大特點(diǎn)是即能污泥實(shí)現(xiàn)深度脫水（含水率低于60%）、也能實(shí)現(xiàn)污泥無(wú)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(jīng)過(guò)微生物處理，污泥有益成分（有機(jī)質(zhì)、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(fā)酵后開(kāi)發(fā)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(shí)際中都有應(yīng)用，但生物調(diào)理法是目前比較合理的方法。

2.3 污泥的脫水

利用過(guò)濾板、隔膜板和濾布組成的過(guò)濾單元，在液壓系統(tǒng)恒壓壓緊所有濾板的條件下，利用進(jìn)料泵壓力在進(jìn)泥過(guò)程中對(duì)物料進(jìn)行初步固液分離，并在進(jìn)料結(jié)束后，注入高壓水到隔膜板腔對(duì)泥餅進(jìn)行壓榨，提高壓濾機(jī)的脫水效率。

3 深度脫水技術(shù)的前景

和其他污泥處理處置技術(shù)相比，污泥深度脫水技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)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(méi)有根本上的差異，但從減量效果看，后兩種方式根本無(wú)法達(dá)到深度脫水的效果，采用深度脫水技術(shù)能在傳統(tǒng)脫水方式的基礎(chǔ)上再減量50%以上，減量效果相當(dāng)驚人。

3.2 能源消耗

采用污泥深度脫水技術(shù)對(duì)污泥進(jìn)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(fā)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(shù)的能耗優(yōu)勢(shì)不言而喻。

3.3 污染效應(yīng)

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(duì)土壤和地下水是嚴(yán)重的環(huán)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(guó)內(nèi)仍處于發(fā)展完善階段，也存在一些技術(shù)障礙，但根據(jù)我國(guó)的國(guó)情和污泥深度脫水技術(shù)的不斷進(jìn)步成熟，污泥深度脫水技術(shù)和系統(tǒng)將會(huì)在我國(guó)污泥處理處置方面充當(dāng)主要角色，成為主要的技術(shù)途徑。污泥深度脫水技術(shù)將會(huì)廣泛用于市政污水處理廠、工業(yè)企業(yè)污水處理站以及污泥集中處置點(diǎn)，為節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境發(fā)揮積極作用。

結(jié)束語(yǔ)

污泥深度脫水技術(shù)在國(guó)外起源較早，隨著污泥處理處置領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步和業(yè)內(nèi)人士認(rèn)識(shí)的提高，近幾年在國(guó)內(nèi)逐步得到重視并有一定范圍的應(yīng)用，主要表現(xiàn)在各類(lèi)科研機(jī)構(gòu)在污泥調(diào)質(zhì)處理技術(shù)上不斷推陳出新，以及高壓壓濾脫水技術(shù)及裝備快速發(fā)展。雖然污泥深度脫水只是城市污泥處理處置的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前的工藝技術(shù)尚未完全成熟，但業(yè)界對(duì)污泥處置技術(shù)的認(rèn)識(shí)正在逐步向深度脫水方向靠攏。

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