污泥深度脫水技術(shù)特點及其應(yīng)用
時間：2017-10-30 17:22
來源：江蘇綠威環(huán)保
作者：薛龍國
污泥是污水處理的必然產(chǎn)物。伴隨著污泥產(chǎn)生量越來越大，污泥對人類生存環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展的影響日益突出。如何對污泥進行合理有效的處理和處置，降低其對環(huán)境的影響，并實現(xiàn)對污泥的資源化利用，是污泥處置和保護環(huán)境的一個重要課題。本文旨在對污泥處置方法進行一些探討，介紹污泥深度脫水的主要技術(shù)及其應(yīng)用前景。
一、污泥處置的形勢和面臨的問題
1、污泥處理的形勢
改革開放三十年來，中國經(jīng)濟取得了舉世矚目的成就，經(jīng)濟總量躍居世界第二。然而經(jīng)濟高速增長的背后，卻是環(huán)境的嚴重破壞。
目前，全國90%的地表水都遭受了不同程度的污泥，其中60%污染嚴重。用水危機已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的最大威脅。因此，污水治理已經(jīng)成為我國“十二五”和“十三五”規(guī)劃的當(dāng)務(wù)之急，并上升為國家長期發(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物、鹽和大量的磷、氮等物質(zhì)以及病毒微生物、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質(zhì)，可以說，污泥是污水中污染物的濃縮休，具有相當(dāng)大的環(huán)境危害。
“十二五”期間，全國規(guī)劃范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)污泥處理處置規(guī)模為2500萬噸/年，折合為干泥518.13萬噸/年。如何合理有效地處理和處置這些污泥，是擺在我們面前的一個重要難題。我國政府非常重視污泥的處理處置工作，相繼頒布了一系列條例和辦法，力圖在政策和技術(shù)層面解決污泥的環(huán)境污泥問題。但由于我國在污泥處理處置方面起步晚、底子薄以及觀念上的保守和落后，污泥處理處置的問題仍相當(dāng)嚴重，未來還有很長一段路要走。
2、不同處理處置方式和面臨的問題
目前我國污泥處置方式五花八門，未形成統(tǒng)一的認識。根據(jù)2010年2月環(huán)保部公布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置污染防治最佳可行技術(shù)指南(試行)》，污泥的處理主要指污泥的濃縮和脫水等預(yù)處理方式;污泥的處置主要指污泥的土地利用和焚燒等方式。該指南基本包括了我國現(xiàn)有的所有污泥處理處置方式，雖然在優(yōu)先次序上有一定的描述，但在實際執(zhí)行過程中仍面臨相當(dāng)大的問題。
(1)我國污水廠現(xiàn)行污泥處理方式仍以濃縮后再進行帶式壓濾脫水或離心脫水為主，相當(dāng)一部分污水廠甚至沒有濃縮或脫水設(shè)施。調(diào)查表明，污水處理廠出廠污泥的含水率一般都在80%以上，平均值接近90%，也就是說，污泥中的水分是干污泥的近9倍。污水處理廠不僅在污泥脫水工藝技術(shù)方面落后，更嚴重的是脫水后污泥隨意傾倒，造成土地資源的浪費和嚴重的環(huán)境污染。
(2)污泥處置方式主要推薦土地利用的方式，包括將污泥用于農(nóng)業(yè)、園林綠化，或者是說土壤改良，這當(dāng)然是一種很理想的處置方式，處置成本也相對較低。但主要問題是土地消化能力有限，特別是經(jīng)濟發(fā)展的城市和地區(qū)，污泥產(chǎn)生量和土地利用量存在數(shù)量級的差異。另一個問題是，污泥用于土地利用必須對污泥進行嚴格的鑒別和管制，否則污泥對土壤、地下水和空氣的污染將會造成嚴重的后果。
(3)污泥預(yù)處理后直接填埋作為我國近階段污泥處置的一種過渡方式，目前在我國仍然十分普遍，特別是在欠發(fā)達地區(qū)。當(dāng)然根據(jù)我國的實際國情，隨著土地資源的日益緊張和對污泥處置認識的提高，污泥填埋將逐步被取締。
(4)污泥焚燒后利用已經(jīng)成為當(dāng)前污泥處置的主流路線。但由于處置工藝的不同，污泥焚燒的經(jīng)濟價值和環(huán)保效應(yīng)各不相同。典型的焚燒路線為高含水率的污泥直接與煤摻燒，或者通過熱源(蒸汽、電力或者煙氣)干化后進行焚燒，這種為焚燒而焚燒或者是用一次能源或高品位熱源換取污泥熱能的方式，不僅在經(jīng)濟上不合理，而且必然會造成能源消耗較大、二次污染的問題。
(5)污泥深度脫水方式一種新路線，同時也作為污泥處理處置的一個中間環(huán)節(jié)，逐步得到污泥處置領(lǐng)域的認知和認可。采用污泥深度脫水技術(shù)不僅為后繼處置帶來方便，也能兼顧污泥處理處置過程的經(jīng)濟和環(huán)境平衡，是適合我國污泥處理處置的新途徑。
二、污泥深度脫水的技術(shù)和工藝
污泥的深度脫水是指通過對含水率較高的污泥進行化學(xué)調(diào)質(zhì)處理后，再高壓壓榨脫水至含水率60%以下，不僅在數(shù)量上減少50%以上，更重要的是使污泥后續(xù)處置途徑更為廣泛。深度脫水后的污泥具有一定的熱值，可作為電廠低品位的燃料和水泥生產(chǎn)過程中的熟料，實現(xiàn)穩(wěn)定、無害化處置和資源化利用。即使進行填埋，也能大幅減少土地占用和環(huán)境污染。
污泥深度脫水技術(shù)在國外起源較早，隨著污泥處理處置領(lǐng)域技術(shù)進步和業(yè)內(nèi)人士認識的提高，近幾年在國內(nèi)逐步得到重視并有一定范圍的應(yīng)用。主要表現(xiàn)在各類科研機構(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�？梢哉f，雖然污泥深度脫水只是污泥處理處置的一個環(huán)節(jié)，目前的工藝技術(shù)尚未完全成熟，但業(yè)界對污泥處置技術(shù)的認識正在逐步向深度脫水方向靠攏。
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)，可以說污泥調(diào)理技術(shù)決定污泥深度脫水項目的成敗。國內(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水)存在方式和結(jié)構(gòu)，有利于水與泥在一定條件下實現(xiàn)分離。
污泥脫水設(shè)備主要是高壓隔膜板框壓濾機，通過從污泥外部施加壓力，使調(diào)質(zhì)后的污泥中的水分在淅出并分離，得到含固率較高的泥餅。國內(nèi)設(shè)備制造廠商比較多，品牌知名度較高設(shè)備性能較好的有山東景津、杭州興源等，設(shè)備制造工藝和質(zhì)量已經(jīng)日益完善。
整個污泥深度脫水系統(tǒng)需要根據(jù)不同污泥的性質(zhì)、數(shù)量、最終處置方式等進行配置，以調(diào)質(zhì)系統(tǒng)和壓濾系統(tǒng)為核心，其它系統(tǒng)與之配套，形成完整高效的生產(chǎn)鏈。
三、江蘇綠威昆山污泥集中處置項目介紹
江蘇省昆山市有二十多個生活污水處理廠，2011年日均處理污水約45萬噸，每天產(chǎn)生的污泥約300噸。污水廠均采用帶式壓濾機或離心脫水機進行污泥的預(yù)處理，出廠污泥含水率80%以上。為實現(xiàn)昆山可持續(xù)發(fā)展，昆山市政府引進江蘇綠威環(huán)�？萍加邢薰疚勰嗌疃让撍夹g(shù)，在昆山新昆熱電有限公司實施了昆山市污泥集中處置項目。
昆山市污泥集中處置項目設(shè)計日處置污泥300噸，將污泥深度脫水后與煤摻燒，用于熱電廠供熱發(fā)電。由江蘇綠威環(huán)�？萍加邢薰竞屠ド叫吕犭娪邢薰竞献鳎黄谌仗幚�100t污泥的項目于2011年10月投入試生產(chǎn)，各項指標(biāo)達到設(shè)計要求。
污水深度脫水系統(tǒng)由江蘇綠威環(huán)保與復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)聯(lián)合研發(fā)，包括污泥接收系統(tǒng)、調(diào)質(zhì)和加藥系統(tǒng)、壓濾脫水系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)、焚燒和煙氣凈化系統(tǒng)等組成。系統(tǒng)具有以下特點：
1、污泥調(diào)質(zhì)綜合特性好
污泥調(diào)質(zhì)技術(shù)采用自主研發(fā)生產(chǎn)的高效調(diào)理劑。(1)能充分釋放污泥中的毛細水和間隙水，大幅降低污泥的過濾比阻改善的脫水特性;(2)針對性強，根據(jù)不同污泥的特性制訂不同的藥劑配方;(3)固體添加物少。為避免添加過多的固體藥劑造成減量效果差和熱值明顯降低，固體藥劑比例不超過2%;(4)有效減少二次污染。調(diào)理劑具有除臭、凈水、穩(wěn)定作用，而且在焚燒時不分解出對設(shè)備造成腐蝕和煙氣污染的氣體等物質(zhì)。
2、脫水設(shè)備和工藝精良
選用兩臺高壓隔膜板框壓濾機，進料壓力在0-1.2MPa區(qū)間分段調(diào)節(jié)控制，并在2MPa壓力下對濾餅進行二次壓榨脫水。根據(jù)污泥特性合理選擇濾布類型，壓濾機配備拉板、反吹、洗布裝置。
3、系統(tǒng)配套性好，流程順暢，自動化程度高
全部系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)過精心核算，有效整合，實現(xiàn)精確控制，高效運行�？刂葡到y(tǒng)多點多層PLC集中控制，全部操作都在電腦上完成。
昆山市污水廠生活污泥深度脫水后，污泥達到含水率60%以下的控制要求，同時深度脫水后污泥收到基熱值保持在700kcal以上，在送入鍋爐燃燒后僅產(chǎn)生少量飛灰(重金屬等有害物被固化，用于混凝土攪拌站和水泥廠)，實現(xiàn)了真正意義上的無害化、穩(wěn)定化和減量處置及資源化綜合利用。
四、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)勢主要表現(xiàn)在：
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有根本上的差異，但從減量效果看，后兩種方式根本無法達到深度脫水的效果，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。
2、能源消耗
采用污泥深度脫水技術(shù)對污泥進行脫水，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)勢不言而喻。
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土壤和地下水是嚴重的環(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)我國的國情和污泥深度脫水技術(shù)的不斷進步成熟，污泥深度脫水技術(shù)和系統(tǒng)將會在我國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，為節(jié)能減排、保護環(huán)境發(fā)揮積極作用。
