城市污水廠污泥處置工藝研究

摘要：為進(jìn)一步探究城市污水廠污泥處理工藝的優(yōu)化路徑，以某污水處理廠污泥處置現(xiàn)狀為研究案例，根據(jù)其污泥處置效率偏低的問題，經(jīng)過多方面綜合比選，選擇采用基于就地干化處理技術(shù)的污泥處置工藝。實(shí)踐結(jié)果表明，該處置工藝的出泥含水率始終維持在較低水平，為后續(xù)的資源化利用打下良好的基礎(chǔ)，具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：污水處理；污泥處理；處理工藝

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）09-0-03

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Research on Sludge Disposal Process of Urban Sewage Treatment Plant

WU Pengtao1， ZHANG Wenxiang2

（Guoneng Liaoning Environmental Protection Industry Group Co.， Ltd.， Shenyang 110000， China）

Abstract： To further explore the optimization path of sludge treatment process in urban sewage treatment plants， taking the current situation of sludge disposal in a certain sewage treatment plant as a research case， based on the problem of low sludge disposal efficiency， after comprehensive comparison from multiple aspects， the sludge disposal process based on in-situ drying treatment technology was selected. The practical results show that the effluent moisture content of this disposal process is always maintained at a low level， laying a good foundation for subsequent resource utilization and having certain application value.

Keywords： wastewater treatment; sludge treatment; processing technology

在城市污水處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量污泥，如果未經(jīng)深度處理直接排放，會(huì)污染環(huán)境[1-4]。近年來，研究人員對(duì)于污泥處理進(jìn)行了大量研究，并提出堆肥、干化和焚燒等處理方法。然而，這些處理方法均存在一定的局限性。因此，需要優(yōu)選和細(xì)化設(shè)計(jì)污泥處理工藝，以期達(dá)到最佳的處理效果。

1 項(xiàng)目概況

某大型污水處理廠的處理能力為8萬m3/d，采用氧化溝工藝處理污水，出水水質(zhì)達(dá)到國家城鎮(zhèn)污水排放一級(jí)B等標(biāo)準(zhǔn)，污泥產(chǎn)生量約為30 t/d（含水量按80%計(jì)算）。該污水處理廠長期采用直接填埋方式，存在以下3個(gè)問題：第一，污泥露天堆放導(dǎo)致有害生物大量繁殖；第二，污泥含水率明顯超出城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求，造成填埋工作效率低；第三，填埋場(chǎng)滲瀝液收集系統(tǒng)和排水管線堵塞問題頻發(fā)，導(dǎo)致填埋場(chǎng)安全和管理工作受到嚴(yán)重制約。針對(duì)此類問題，該污水處理廠決定采用污泥處置工藝處理污泥[5-8]。

2 污泥處置工藝設(shè)計(jì)

2.1 工藝流程設(shè)計(jì)

結(jié)合污水處理現(xiàn)狀，查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料后，設(shè)計(jì)基于就地干化處理技術(shù)的污泥處置工藝流程。經(jīng)過深度脫水處理的污泥，通過螺旋輸送機(jī)進(jìn)行下料處理。待污泥的含水率合格后，被輸送至干泥料倉等待進(jìn)一步的回收利用[9-10]。

2.2 污泥深度脫水功能設(shè)計(jì)

一般情況下，污泥含水率不能超過65%。而本次研究的案例項(xiàng)目，其污泥含水率超過了80%。因此，在太陽能干化處理之后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行深度脫水，可以通過深度脫水功能實(shí)現(xiàn)。污泥深度脫水步驟如圖1所示[11-12]。在深度脫水后，可以采用高壓板框壓濾機(jī)進(jìn)一步降低污泥的含水率，確保其達(dá)到更為干燥的狀態(tài)。

在對(duì)污泥進(jìn)行深度脫水期間，需要先稀釋原始污泥，使污泥的含水量由80%變?yōu)?2%。這一環(huán)節(jié)的目的是提升污泥本身的流動(dòng)性。然后使用污泥泵將其輸送到綜合處理池。在處理過程中，污泥與池中的調(diào)理劑發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)不僅顯著降低了污泥脫水干化的難度，還有效固化了其中的重金屬物質(zhì)。想要使污泥的含水率不超過65%，還需要借助壓縮干化機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理。在污泥調(diào)理系統(tǒng)中，采用聚合氯化鋁（Poly Aluminum Chloride，PAC）和聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）作為調(diào)理藥劑，并為兩種藥劑分別配備一套一體化投料系統(tǒng)進(jìn)行泵送投料。同時(shí)，為提升調(diào)理效率及效果，調(diào)理池的容量設(shè)置為64 m3。

2.3 就地干化模塊設(shè)計(jì)

就地干化模塊的設(shè)計(jì)目標(biāo)是將污泥的含水率由65%降至40%以下，同時(shí)確保處理能力達(dá)到約115 t/d的水平。就地干化模塊的設(shè)計(jì)流程如下。

一是分析就地干化的基本原理。在缺乏太陽能干化設(shè)施的情況下，該污水處理廠利用自然風(fēng)力進(jìn)行干化。在此過程中，借助相鄰模塊排放的廢熱，將空氣溫度提升至90 ℃。隨后，這些熱空氣被引導(dǎo)通過聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）管道，以1.5 m/s的速度流動(dòng)，有效實(shí)現(xiàn)了污水的就地干化處理。

二是設(shè)計(jì)就地干化模塊的整體架構(gòu)。根據(jù)運(yùn)行原理，設(shè)計(jì)就地干化模塊的硬件裝置，如圖2所示。

三是計(jì)算污泥水分蒸發(fā)所需的能量。由于該項(xiàng)目每日污泥處理量的最大值達(dá)到115 t，且需將污泥的含水率由65%降至40%以下，則水分蒸發(fā)量為48 t左右。蒸發(fā)水分需將水溫由20 ℃升高至50 ℃，蒸發(fā)水分過程中所需的能量（含氣化潛熱）為34.9 kW·h，因此每日蒸發(fā)水分所需的能量為33 585.6 kW·h，以此作為干化系統(tǒng)的運(yùn)行功率[13]。

3 應(yīng)用效果測(cè)試

為檢驗(yàn)污泥處置工藝的實(shí)際應(yīng)用效果，按照設(shè)計(jì)方案布置相關(guān)設(shè)備，然后將該污泥處置工藝投入實(shí)際運(yùn)行過程中，測(cè)試10個(gè)月，將平均污泥量控制在80～82 t/d。干化系統(tǒng)的參數(shù)如表1所示，攤鋪設(shè)備的參數(shù)如表2所示[14]。

測(cè)定每個(gè)月的進(jìn)泥含水率和出泥含水率，以初步評(píng)估該污泥處置工藝的處理效果，得到結(jié)果如圖3所示。

從圖3可以看出，雖然不同時(shí)間段的污泥含水率存在一定的波動(dòng)，但整體的出泥含水率始終維持在較低水平，表明本次污泥處理工藝的有效性。具體來看，污泥的出泥含水率最低值為23.3%，最高值為38.8%，平均值為32.52%。通常情況下，含水率越低，意味著污泥的處理效果越好，后續(xù)的運(yùn)輸和處置成本也隨之降低。低含水率的實(shí)現(xiàn)，離不開先進(jìn)的污泥處理技術(shù)和合理的工藝流程。通過對(duì)污泥進(jìn)行有效脫水，不僅能減少污泥的體積，還能提高其穩(wěn)定性，為后續(xù)的資源化利用打下良好的基礎(chǔ)。例如，處理后的污泥可以用作土壤改良劑和肥料，充分體現(xiàn)了污泥的資源化價(jià)值。隨著城市化進(jìn)程的加快，污水產(chǎn)生量逐年增加，如何高效、環(huán)保地處理污泥已成為各地水處理廠面臨的重要課題。通過采用污泥處置工藝，不僅提升了污泥處理能力，還為環(huán)保事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

4 結(jié)論

針對(duì)某地污水處理廠的污泥處理需求，通過綜合分析其實(shí)際情況，確定了以就地干化技術(shù)為核心的污泥處置方案。該方案采用了先進(jìn)的污泥處理技術(shù)，有效提升了污泥處理能力，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

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