污泥深度脫水處理新技術(shù)應(yīng)用研究

顧利峰

（上海青浦排水運(yùn)營(yíng)有限公司，上海 201799）

目前，上海某區(qū)日均產(chǎn)生含水率為80%的污泥約為250 t，規(guī)劃興建干化焚燒廠一座，將現(xiàn)狀脫水至含水率80%左右的污泥，送干化焚燒廠進(jìn)行處理，殘?jiān)惋w灰按政策要求進(jìn)行相應(yīng)處置。在新建污泥干化焚燒項(xiàng)目預(yù)計(jì)2020年年底前建成的情況下，必須立刻建設(shè)污泥應(yīng)急處理項(xiàng)目進(jìn)行過渡，將污泥應(yīng)急處理至含水率不高于60%，然后外運(yùn)填埋處置?？紤]實(shí)施周期緊，壽命周期短，本項(xiàng)目探討利用污泥連續(xù)深度脫水新技術(shù)進(jìn)行已初步脫水污泥的深度脫水。

1 污泥連續(xù)深度脫水新技術(shù)

污泥連續(xù)深度脫水技術(shù)是針對(duì)國(guó)內(nèi)污泥處理處置現(xiàn)狀及需求開發(fā)的新型污泥減量、穩(wěn)定技術(shù)，可將含水率80%左右的常規(guī)脫水污泥直接深度脫水至60%含水率，不需要將常規(guī)污泥稀釋后再進(jìn)行高壓脫水，更不需要拆除污水廠原有的污泥脫水設(shè)施，能與污水廠原有污泥脫水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速對(duì)接，可連續(xù)運(yùn)行、能耗低、成本低、適用范圍廣[1-2]。

1.1 技術(shù)說明

采用污泥連續(xù)深度脫水技術(shù)處理一次脫水污泥（含水率80%左右），在投加污泥改性藥劑的條件下，經(jīng)深度脫水后，污泥含水率可降低至60%。經(jīng)深度脫水后，污泥含水率降低、性質(zhì)穩(wěn)定、臭味低。同時(shí)，污泥低位熱值大幅度提高并且其易粉碎，可進(jìn)一步焚燒處理。此外，深度脫水后，污泥可用于燒制水泥、制磚或作為污泥好氧消化摻入干料，實(shí)現(xiàn)資源化利用。

1.2 污泥連續(xù)深度脫水系統(tǒng)組成

污泥連續(xù)深度脫水系統(tǒng)主要由改性藥劑投加系統(tǒng)、污泥改性混合機(jī)和污泥連續(xù)深度脫水機(jī)等組成。

1.2.1 改性藥劑投加系統(tǒng)

污泥連續(xù)深度脫水系統(tǒng)需投加兩種污泥改性藥劑，其中一種是固體改性藥劑（污泥改性劑），現(xiàn)場(chǎng)固態(tài)投加；另一種是液體改性藥劑（污泥固化劑），可將溶液運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)罐直接投加，也可將固體藥劑在現(xiàn)場(chǎng)溶解后投加，現(xiàn)場(chǎng)需設(shè)溶藥池和投加罐。污泥改性劑投加系統(tǒng)由料倉(cāng)、定量投加裝置和輸送裝置組成，可儲(chǔ)存、精確定量投加污泥改性劑。料倉(cāng)帶除塵裝置，保證在卸車時(shí)粉塵不外溢。

1.2.2 污泥改性混合機(jī)

污泥改性混合機(jī)采用封閉結(jié)構(gòu)，其主要工作方式為利用正向攪拌剪切污泥，并同時(shí)將污泥與污泥改性藥劑混合向前推送；反向攪拌對(duì)污泥與污泥改性藥劑混合物反向推送，避免混合物料在筒體后部堆積，達(dá)到連續(xù)均勻混合的目的。污泥改性混合機(jī)具有能耗低、混合均勻與避免死角和污泥堆積等優(yōu)點(diǎn)。

1.2.3 污泥連續(xù)深度脫水機(jī)

污泥連續(xù)深度脫水機(jī)采用密閉結(jié)構(gòu)，外形美觀?？蛇B續(xù)運(yùn)行，也可配合前端的常規(guī)脫水系統(tǒng)間斷運(yùn)行。主驅(qū)動(dòng)裝置采用變頻調(diào)節(jié)，可根據(jù)進(jìn)料污泥泥質(zhì)和進(jìn)料速度調(diào)節(jié)運(yùn)行速度，自動(dòng)糾偏，泥餅剝落徹底，管理方便，人工參與少，操作要求低。

2 工程設(shè)計(jì)方案

2.1 工程規(guī)模

本次項(xiàng)目處理對(duì)象為全區(qū)各市政污水廠脫水污泥，處理規(guī)模為250 t/d（污泥含水率以80%計(jì)，16小時(shí)工作制）

2.2 處理目標(biāo)

污泥經(jīng)過處理后，須滿足填埋要求，處理后污泥的含水率不高于60%。

2.3 工藝流程

本項(xiàng)目處理對(duì)象為市政污水廠脫水污泥，污泥運(yùn)入進(jìn)料大廳，卸入收料料倉(cāng)（現(xiàn)狀），由螺旋螺桿計(jì)量提升機(jī)（利舊）提升至污泥皮帶輸送機(jī)，送入儲(chǔ)泥料倉(cāng)中，再經(jīng)過雙螺旋輸送機(jī)輸送至皮帶輸送機(jī)，依次進(jìn)入污泥改性混合機(jī)、污泥連續(xù)深度脫水機(jī)脫水后，產(chǎn)出含水率不大于60%的污泥，經(jīng)污泥皮帶輸送機(jī)、污泥布料器（利舊），輸送至污泥堆場(chǎng)，裝車外運(yùn)。另外，同步配套廢水回用裝置、臭氣處理裝置等附屬設(shè)施。

圖1 污泥處理流程

2.4 主要設(shè)計(jì)參數(shù)

依據(jù)工藝流程，污泥深度脫水成套處理設(shè)備主要分為污泥入料系統(tǒng)、進(jìn)出泥皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)、污泥連續(xù)深度脫水處理系統(tǒng)、污泥改性劑及固化劑投加系統(tǒng)、沖洗系統(tǒng)、廢水處理系統(tǒng)、除臭系統(tǒng)。

2.4.1 污泥入料系統(tǒng)

污泥入料系統(tǒng)的主要功能是對(duì)進(jìn)行深度脫水的污泥進(jìn)行儲(chǔ)存和輸送。主要設(shè)備有7種。一是儲(chǔ)料倉(cāng)，容積60 m3，尺寸5 m×6 m×2 m，2臺(tái)，碳鋼防腐；二是雙軸螺旋輸送機(jī)，輸送量5 m3/h，6臺(tái)，電機(jī)功率N=5.5 kW；三是料位計(jì)，2套，料倉(cāng)配套，雷達(dá)式；四是收料料倉(cāng)（利舊），V=20 m3，Q=30 m3/h，N=15 W，2臺(tái)；五是污泥螺桿計(jì)量提升機(jī)（利舊）：Q=30 m3/h，L=6.0 m，N=11 kW，2臺(tái)；六是液壓滑架，行程1 000 mm，Q345，4臺(tái)；七是液壓站，功率7.5 kW，2臺(tái)，同時(shí)控制滑架、閘板閥。

2.4.2 進(jìn)出泥皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)

進(jìn)出泥皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)的主要功能是輸送污泥，其主要包括4種設(shè)備。一是傾斜皮帶輸送機(jī)：B=650，5臺(tái)，碳鋼防腐；B=500，8臺(tái)，碳鋼防腐。二是水平皮帶輸送機(jī)：B=650，3臺(tái)，碳鋼防腐；B=500，2臺(tái)，碳鋼防腐。三是折角皮帶輸送機(jī)，B=500，3臺(tái)，碳鋼防腐。四是稱重裝置，0～24 ma信號(hào)輸出，5套。

2.4.3 污泥連續(xù)深度脫水系統(tǒng)

污泥連續(xù)深度脫水系統(tǒng)的主要功能是對(duì)污泥進(jìn)行連續(xù)深度脫水，降低污泥含水率。其主要設(shè)備有4種。一是一段布料器：3～5 m3/h，5臺(tái)；二是一段污泥連續(xù)深度脫水機(jī)：3～5 m3/h，5臺(tái)；三是二段布料器：2.0～3.5 m3/h，5臺(tái)；四是二段污泥連續(xù)深度脫水機(jī)：2.0～3.5 m3/h，5臺(tái)。

2.4.4 污泥改性劑及固化劑投加系統(tǒng)

污泥改性劑及固化劑投加系統(tǒng)的主要功能是定量投加改性劑和固化劑。其主要有6種設(shè)備。一是改性劑儲(chǔ)存裝置，容積20 m3，5臺(tái)，碳鋼防腐；二是改性劑投加螺旋，500 kg/h，5臺(tái)；三是改性劑定量器，0～300 kg/h，5臺(tái)，304不銹鋼；四是固化劑溶儲(chǔ)存罐，容積20 m3，3只，PE；五是固化劑自動(dòng)投加裝置，7臺(tái)計(jì)量泵，含自動(dòng)反饋投加泵、過濾器、儀表、混合器等；六是污泥改性混合器，處理量3～5 m3/h，5臺(tái)，全封閉，連續(xù)進(jìn)出泥，變頻調(diào)節(jié)，采用304不銹鋼材質(zhì)，結(jié)構(gòu)型式為臥式。

2.4.5 沖洗系統(tǒng)

沖洗系統(tǒng)的功能是對(duì)污泥深度脫水后的廢水進(jìn)行收集，并對(duì)污泥連續(xù)深度脫水機(jī)的濾帶進(jìn)行反沖洗。主要設(shè)備有6種。一是廢水收集系統(tǒng)，對(duì)各個(gè)污泥處理產(chǎn)生的廢水進(jìn)行收集，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件進(jìn)行布置。二是沖洗水增壓泵，Q=16 m3/h，H=60 m，7臺(tái)；Q=25 m3/h，H=50 m，2臺(tái)；304不銹鋼設(shè)備品牌為南方泵業(yè)。三是中水供水泵，Q=100 m3/h，3臺(tái)兩用一備。四是空壓機(jī)，0.45 m3/min，0.8 MPa，3臺(tái)。五是精密過濾器，25 m3/h，1 μm，6臺(tái)，外殼304不銹鋼。六是儲(chǔ)氣罐：碳鋼防腐，直接1 000 mm，1.6 MPa，1個(gè)。

2.4.6 廢水處理系統(tǒng)

廢水處理系統(tǒng)的主要功能為對(duì)污泥深度脫水后收集的廢水進(jìn)行處理。其主要設(shè)備有11種。一是集水井提升泵，Q=150 m3/h，H=10 m，2臺(tái)；二是一體化廢水處理器，150 m3/h，1臺(tái)，碳鋼防腐；三是PAM連續(xù)配制系統(tǒng)，3 000 L，304不銹鋼，自帶控制柜，1套；四是PAM投加泵，Q=2 m3/h，H=20 m，4臺(tái)，螺桿泵，變頻調(diào)節(jié)；五是PAC制備裝置，1.5 m3，2套；六是PAC投加泵，Q=120 L/h，品牌為南方泵業(yè)，3臺(tái)2用一備；七是排泥泵，Q=30m3/h，H=10 m，4臺(tái)；八是污泥進(jìn)料泵，Q=15 m3/h，2臺(tái)，泵型式為螺桿泵，變頻調(diào)節(jié)；九是硫酸藥劑儲(chǔ)存裝置，5 m3，3套，PE；十是硫酸藥劑投加泵，Q=600 L/h，H=20 m，品牌為南方泵業(yè)，3臺(tái)；十一是回用水提升泵，Q=50 m3/h，H=12 m，3臺(tái)。

2.4.7 除臭系統(tǒng)

除臭系統(tǒng)的主要功能是對(duì)污泥深度脫水中所產(chǎn)生的臭氣進(jìn)行收集和處理。其主要設(shè)備有14種。一是生物除臭塔，L×W×H=23.0 m×6.0 m×3.3 m，T≥20 s，一套，玻璃鋼材質(zhì)，含填料、支架、各檢修口、檢修爬梯等附件。二是化學(xué)洗滌塔，φ4.2×7 mH，T≥1.5 s，一套，PP材質(zhì)，含填料、支架、各檢修口、檢修爬梯等附件。三是除臭風(fēng)機(jī)，Q=22 500 m3/h，P=3 000 Pa，N=37 kW，玻璃鋼材質(zhì)，兩套。四是生物循環(huán)泵，Q=60 m3/h，H=23 m，N=7.5 kW，過流部件襯氟材質(zhì)，3臺(tái)，兩用一備。

五是化學(xué)循環(huán)泵，Q=60 m3/h，H=23 m，N=7.5 kW，過流部件襯氟材質(zhì)，6臺(tái)，二用四備，其中三臺(tái)庫(kù)備。六是控制柜，含現(xiàn)場(chǎng)控制柜、PLC控制元器件，一套。七是煙囪，一套，含鍍鋅固定支架，帶檢測(cè)平臺(tái)。八是循環(huán)水箱，5.0 m×1.8 m×2.0 m，一套，玻璃鋼。九是離心風(fēng)機(jī)，Q=2 000 m3/h，P=550 Pa，N=1.0 kW，一套；Q=4 000 m3/h，P=400 Pa，N=1.5 kW，一套。十是離子空氣凈化器，Q=2 000 m3/h，N=0.05 kW，一套；十一是收料料倉(cāng)加蓋：6 m×3 m，36 m2；十二是走廊隔斷，550 m2；十三是污泥堆棚隔斷，1 460 m2。

3 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本項(xiàng)目由于土建利舊，僅采購(gòu)設(shè)備（含安裝），總費(fèi)用2 585.38萬元，污泥單位處理成本（含垃圾場(chǎng)處置費(fèi)用）415.093元/t，其中單位處理經(jīng)營(yíng)成本395.080元/t。

4 結(jié)論

本項(xiàng)目實(shí)施后，市政污泥得到深度脫水，污泥的含水率降低至不大于60%。污泥經(jīng)深度脫水后，含水率降低，性質(zhì)穩(wěn)定，臭味較處理前低，同時(shí)污泥低位熱值大幅度提高并且其易粉碎，可進(jìn)一步焚燒處理。深度脫水后的污泥可用于燒制水泥、制磚或用作好氧消化摻入干料，從而實(shí)現(xiàn)資源化利用。