污泥深度脫水技術(shù)在市政污泥處理中的應(yīng)用

張旭楠，邵 珺

（1.中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120；2.北京市建筑節(jié)能與建筑材料管理辦公室，北京 101160）

市政污泥，以來(lái)源為依據(jù)可分為：污水廠污泥、給水廠污泥、排水管道污泥、疏浚淤泥以及建筑泥漿等。不同來(lái)源的污泥，其性質(zhì)存在較大的差異，需落實(shí)有針對(duì)性的處理技術(shù)，避免環(huán)境污染問(wèn)題及市政能源消耗問(wèn)題的發(fā)生，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能環(huán)保的效果。然而，從現(xiàn)狀來(lái)看，在市政污泥處理過(guò)程中所采取的技術(shù)方法存在一些不足之處，比如采取的傳統(tǒng)污泥處理技術(shù)方法，處理效率不高，處理質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，因此采取更為有效的處理技術(shù)方法顯得非常重要。而對(duì)于污泥深度脫水技術(shù)來(lái)說(shuō)，具有“污泥濃縮→污泥調(diào)理→壓濾脫水”的規(guī)范、科學(xué)處理技術(shù)流程，能夠使市政污泥處理的效率及質(zhì)量得到有效保證，使市政污泥處理不達(dá)標(biāo)帶來(lái)的環(huán)境污染等問(wèn)題得到有效避免[1]。由此可見，本文圍繞污泥深度脫水技術(shù)在市政污泥處理中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究具備一定的價(jià)值意義。

1 市政污泥處理相關(guān)內(nèi)容概述

市政污泥如果得不到合理科學(xué)的處理，則會(huì)在很大程度上對(duì)環(huán)境造成影響，比如產(chǎn)生惡臭，污染周圍空氣，影響附近居民的生活質(zhì)量等。同時(shí)，從現(xiàn)狀來(lái)看，一些市政污泥處理技術(shù)雖然能夠取得一定的效果，但同時(shí)存在一些不足之處，所以針對(duì)現(xiàn)狀不足，進(jìn)一步制定并實(shí)施污泥處理技術(shù)優(yōu)化方案非常關(guān)鍵。

1.1 市政污泥對(duì)環(huán)境的影響

針對(duì)市政污泥，大致上可以分成兩大類：其一，因生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的污泥；其二，因市政建設(shè)所產(chǎn)生的污泥。對(duì)于生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的污水、糞水以及垃圾，通過(guò)下水道收集與輸送，在長(zhǎng)時(shí)間的反應(yīng)作用下發(fā)生變質(zhì)，最終形成生活污泥。而對(duì)于市政建設(shè)及房屋建設(shè)所產(chǎn)生的污泥來(lái)說(shuō)，其量非常大，并且污泥在成分上十分復(fù)雜，具備許多微生物細(xì)菌，且存在顯著的惡臭味。值得注意的是，污泥堆積過(guò)多，未能及時(shí)處理，會(huì)使城市周邊的水環(huán)境受到影響，使周邊居民的身心健康受到影響，造成城市水體污染。由此可見，從市政環(huán)境保護(hù)，降低污染角度考慮，合理科學(xué)地處理市政污泥顯得尤為重要。

1.2 市政污泥處理技術(shù)現(xiàn)狀

污泥處理，指的是利用相關(guān)處理工藝技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化以及無(wú)害化；從現(xiàn)狀來(lái)看，國(guó)內(nèi)在市政污泥處理過(guò)程中采取的主要技術(shù)包括：①脫水處理技術(shù)；②好氧消化處理技術(shù)；③厭氧消化處理技術(shù)；④干化、堆肥及焚燒處理技術(shù)等。

以污泥好氧消化處理技術(shù)為例，其工作機(jī)理為：將曝氣充入氧氣中，讓活性污泥當(dāng)中的微生物有機(jī)體在氧化分解作用的情況下，生成水與二氧化碳；這類處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于可以使污泥體積降低，使生成的產(chǎn)物具有很好的物理穩(wěn)定性，進(jìn)一步使污泥的脫水效果提升；但這類技術(shù)也存在一些不足，比如會(huì)有較多的能量消耗，同時(shí)有過(guò)多的臭氣產(chǎn)生。以厭氧消化技術(shù)為例，作為一種有效的污泥穩(wěn)定技術(shù)方法，可以使污泥穩(wěn)定化及減量化問(wèn)題得到有效解決，并且還可以使資源化得到有效實(shí)現(xiàn)，通過(guò)技術(shù)處理生成肥料，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用，達(dá)到能源節(jié)約的目標(biāo)，但是也存在一些問(wèn)題，比如操作流程復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性有待提升[2]。此外，以污泥干化焚燒處理技術(shù)為例，可以讓有機(jī)物實(shí)現(xiàn)碳化、燃燒，使病原體殺滅，這種處理技術(shù)方法安全可靠，但同時(shí)也存在運(yùn)行成本高的缺陷，使污泥焚燒處理技術(shù)的推廣應(yīng)用受到較大程度的阻礙。

2 污泥深度脫水技術(shù)在市政污泥處理中的應(yīng)用要點(diǎn)

如前所述，對(duì)市政污泥處理對(duì)環(huán)境的影響及技術(shù)現(xiàn)狀均具備了一定程度的了解。從節(jié)能環(huán)保及市政污泥處理效果提升角度考慮，需注重現(xiàn)代化科學(xué)有效的處理技術(shù)的應(yīng)用。實(shí)踐工作證明，污泥深度脫水技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值頗高，該項(xiàng)技術(shù)指的是針對(duì)含水率偏高的污泥進(jìn)行化學(xué)調(diào)質(zhì)處理，進(jìn)一步通過(guò)高壓壓榨脫水處理，使其含水率控制在＜60%；這種技術(shù)處理工藝，可以讓污泥減量＞50%，進(jìn)一步保證污泥后續(xù)處理更加高效。此外，值得注意的是，通過(guò)污泥深度脫水技術(shù)得到的產(chǎn)物具備一定熱值，能夠作為電廠燃料及水泥生產(chǎn)所需熟料，使市政污泥經(jīng)過(guò)處理后利用價(jià)值得到有效提升[3]。當(dāng)然，在市政污泥處理過(guò)程中，污泥深度脫水技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)把控非常關(guān)鍵?？偨Y(jié)起來(lái)，具體應(yīng)用要點(diǎn)體現(xiàn)在污泥濃縮、污泥調(diào)理以及污泥脫水等環(huán)節(jié)。

2.1 污泥濃縮技術(shù)要點(diǎn)

污泥濃縮，即針對(duì)污泥實(shí)施預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)不脫水的條件下使調(diào)理劑有效減少，避免浪費(fèi)。污泥濃縮為首要環(huán)節(jié)，主要是由于污泥中含水比重頗高，通常＞99.3%。值得注意的是，因直接采取調(diào)理劑進(jìn)行脫水，會(huì)浪費(fèi)大量的調(diào)理劑，且調(diào)理成本頗高；因此，基于深度脫水期間，加強(qiáng)污泥預(yù)處理非常關(guān)鍵。

基于污泥預(yù)處理過(guò)程中，污泥濃縮為技術(shù)的核心環(huán)節(jié)，在濃縮處理之后，會(huì)有大顆粒沉淀，并將污泥當(dāng)中的間隙水排出。常用的濃縮預(yù)處理技術(shù)包括：重力濃縮、氣浮濃縮以及離心濃縮等。由于污泥來(lái)源不同，其成分性質(zhì)有所不同，所以需結(jié)合污泥的性質(zhì)、特點(diǎn)，合理選擇濃縮預(yù)處理技術(shù)。其中，對(duì)于重力濃縮技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要針對(duì)混合性污泥進(jìn)行濃縮預(yù)處理；對(duì)于氣浮濃縮技術(shù)，則主要針對(duì)剩下的活性污泥進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)于離心濃縮技術(shù)來(lái)說(shuō)，則針對(duì)濃縮要求比較高，并且濃縮難度高的活性污泥進(jìn)行預(yù)處理[4]?？傊杈唧w情況具體分析，合理選擇污泥濃縮技術(shù)，從而使污泥濃縮處理效果得到有效保證。

2.2 污泥調(diào)理技術(shù)要點(diǎn)

污泥調(diào)理是污泥處理的重要環(huán)節(jié)，通過(guò)有效調(diào)理，使污泥脫水達(dá)標(biāo)。對(duì)于污泥調(diào)理技術(shù)核心來(lái)說(shuō)，即通過(guò)把污泥當(dāng)中的間隙水與毛細(xì)水進(jìn)行分離處理，從而使脫水的目標(biāo)得到有效實(shí)現(xiàn)。污泥調(diào)理技術(shù)主要包括：物理調(diào)理技術(shù)、生物調(diào)理技術(shù)以及化學(xué)調(diào)理技術(shù)。以化學(xué)調(diào)理技術(shù)為例，常用的化學(xué)調(diào)理劑包括氧化鈣及氯化鐵等，氯化鐵可以使污泥膠體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞，讓小顆粒通過(guò)凝聚，從而變成大顆粒；氧化鈣在化學(xué)反應(yīng)作用條件下，讓污泥創(chuàng)造出較多的通道，然后實(shí)現(xiàn)水分子濾過(guò)；同時(shí)應(yīng)用氯化鐵及氧化鈣，可以增加pH，并且因發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)會(huì)提升溫度，在細(xì)胞膜再造破壞產(chǎn)生的情況下，進(jìn)一步可以實(shí)現(xiàn)結(jié)合水的釋放[5]?？傊柚匾曃勰嗾{(diào)理工作的開展，通過(guò)污泥調(diào)理，使污泥單重的一些有機(jī)污染物、重金屬以及病原微生物得到有效調(diào)理，使污泥的危害程度弱化，進(jìn)而使環(huán)境致命性危害得到有效降低，并為后續(xù)處理工作提供有效支持。

2.3 壓濾脫水技術(shù)要點(diǎn)

對(duì)于污泥脫水來(lái)說(shuō)，指的是以壓榨的方式使脫水得到有效實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步獲取含水量偏低的泥餅。通過(guò)污泥脫水技術(shù)的應(yīng)用，逐步實(shí)施壓榨過(guò)濾處理，基于進(jìn)料完成之后，通過(guò)對(duì)高壓條件的應(yīng)用，處于隔膜板腔位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的壓榨，可以使污泥的脫水率大幅度提升。值得注意的是，壓濾脫水是通常會(huì)應(yīng)用到的一種技術(shù)方法，指的是對(duì)外部添加壓力，針對(duì)調(diào)理之后的污泥實(shí)施水分分離處理；其中高壓隔膜板框壓濾機(jī)為典型的設(shè)備，構(gòu)成成分包括：隔膜板、濾布、過(guò)濾板以及橫梁等[6]?？傊?，在污泥濃縮及調(diào)理處理之后，需利用壓濾脫水技術(shù)進(jìn)行脫水處理，從而使污泥深度脫水效果得到全面且有效的提升。

2.4 其他技術(shù)工藝要點(diǎn)

除上述污泥深度脫水技術(shù)工藝要點(diǎn)以外，在市政污泥處理過(guò)程中，還會(huì)利用到以壓濾機(jī)技術(shù)為核心的污泥深度脫水技術(shù)[7]。其核心技術(shù)工藝為：①城市污泥脫水處理之前，添加相對(duì)應(yīng)的藥劑進(jìn)行調(diào)理處理；②在城市污泥處理處置過(guò)程中，可選擇使用板框式壓濾機(jī)；雖然一些工程采取了待機(jī)脫水的方法，然而板框式壓濾機(jī)比較，不管是在效率上，還是質(zhì)量上，優(yōu)勢(shì)均不夠明顯；所以，可采取固化劑和板框式壓濾機(jī)相結(jié)合的污泥深度脫水技術(shù)方案，或者采取鐵鹽石灰和板框式壓濾機(jī)相結(jié)合的污泥深度脫水技術(shù)方案，從而保證污泥深度脫水的效率及質(zhì)量。

以壓濾機(jī)技術(shù)工藝為例，其使用的壓濾機(jī)為一種固體與液體分離的裝備，早期在制糖工業(yè)中應(yīng)用廣泛，其體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)為壓濾應(yīng)力大、穩(wěn)定性好，在工業(yè)生產(chǎn)中合理科學(xué)應(yīng)用，可達(dá)到顯著的分離效果。從組成部分來(lái)看，壓濾機(jī)由機(jī)架、液壓系統(tǒng)、濾板、控制系統(tǒng)以及濾布組成。從材料來(lái)看，壓濾機(jī)發(fā)展有兩個(gè)階段，其一為金屬，其二為增強(qiáng)聚丙烯；從結(jié)構(gòu)來(lái)看，壓濾機(jī)經(jīng)歷了板框式、廂式、膈膜壓榨式三個(gè)階段；從濾室來(lái)看，壓濾機(jī)有可變?yōu)V室、固定濾室兩類，其中，可變?yōu)V室當(dāng)中的膈膜壓濾機(jī)，具備壓榨力高、穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，然而設(shè)備價(jià)格及維護(hù)成本偏高。總之，從污泥深度脫水效率提升角度考慮，可選擇可變?yōu)V室壓濾機(jī)，從而獲取高干度泥餅。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，市政污泥對(duì)城市市政環(huán)境的影響較大，為了降低污染，變廢為寶，實(shí)現(xiàn)對(duì)市政污泥的有效利用，需采取行之有效的處理技術(shù)。對(duì)于本次重點(diǎn)提到的污泥深度脫水技術(shù)來(lái)說(shuō)，需掌握“污泥濃縮→污泥調(diào)理→壓濾脫水”三大技術(shù)要點(diǎn)，并合理選擇使用壓濾機(jī)，以提高污泥處理效率及質(zhì)量，使處理后的污泥產(chǎn)物能夠應(yīng)用到電廠、水泥廠，作為電廠燃料及水泥生產(chǎn)所需燃料，達(dá)到變廢為寶的作用，既保護(hù)環(huán)境，又提高資源利用效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，進(jìn)一步為市政污泥處理工作綜合效益的提升奠定夯實(shí)的基礎(chǔ)。