污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)在污水廠污泥深度脫水中的應(yīng)用

 劉海鑫，等

摘要

新疆阿克蘇紡織工業(yè)城（開發(fā)區(qū)）污水處理廠一期工程污泥含水率需降至60%以下后作為填埋場覆蓋土。對污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)、石灰鐵鹽調(diào)理技術(shù)和超高壓彈性壓榨機脫水技術(shù)三種脫水工藝方案，從經(jīng)濟和環(huán)保角度進行了分析。工程實踐表明，與石灰鐵鹽調(diào)理技術(shù)和超高壓彈性壓榨機脫水技術(shù)相比，污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)更有優(yōu)勢，其藥劑投加量、運行成本和填埋處置費均較低。

劉海鑫（1978—），男，河南信陽人，碩士，高級工程師，主要研究方向為城市污泥減量化及綜合利用。

1

污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)

1.1

工藝流程

在該項技術(shù)中，復(fù)合調(diào)理劑加入污泥中將起到骨架構(gòu)建體的作用，在污泥中形成堅硬網(wǎng)格骨架，即使在高壓作用下仍然保持多孔結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)污泥調(diào)理脫水方法相比，能更有效地解決污泥中有機質(zhì)可壓縮性問題，并能通過調(diào)理劑的復(fù)雜物理化學(xué)作用，破壞污泥顆粒內(nèi)部水的存在方式，顯著改善污泥的固液分離特性，有效提高污泥脫水性能。

圖1 污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)工藝流程

該項污泥脫水技術(shù)原理見圖2。破胞試劑可以對污泥絮體進行改性，尤其是對污泥胞外聚合物進行破壞，改變污泥水分分布，提高污泥的可脫水性能；骨架構(gòu)建體在污泥調(diào)理過程中改變污泥絮體形貌，過濾過程中形成堅硬網(wǎng)格骨架，從而保持水的過濾通道，提高脫水效率。骨架構(gòu)建體與破胞試劑協(xié)同作用，能顯著提高污泥的脫水率，降低調(diào)理劑各組分投加量，減小泥餅增容，節(jié)約藥劑成本。

圖2 污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)原理

1.2

工藝特點

①由于使用污泥破胞復(fù)合藥劑，可以破壞污泥絮體結(jié)構(gòu)，脫除污泥中的結(jié)合水。藥劑投加量低于污泥絕干基的20%，可以將脫水泥餅含水率降至60%以下。而相同投加量的石灰+三氯化鐵調(diào)理劑脫水，脫水泥餅含水率一般會在60%以上。

②工藝流程中脫水濾液色度與自來水相當，pH呈中性，返回污水處理廠生化段不會造成負作用。同時，復(fù)合調(diào)理劑有除磷效果，可以將大部分磷元素截留在脫水泥餅中，所以脫水濾液中磷元素含量很低，返回污水處理廠不會對生化段的污水除磷造成負擔。

③骨架構(gòu)建體的加入可實現(xiàn)高效脫水處理與高效固化的優(yōu)勢互補，能有效解決固化過程中濕污泥團塊化問題，提高固化效率，并使泥餅后續(xù)自然干化中水分蒸發(fā)的效果大大改善。

④由于脫水藥劑不含氯離子，焚燒處置時降低了二噁英污染物產(chǎn)生的可能，對設(shè)備腐蝕��；水泥窯協(xié)同處置對水泥品質(zhì)影響��；填埋處置時不會產(chǎn)生高氯離子滲濾液。所加藥劑對污泥中的蛔蟲卵、糞大腸菌群、重金屬有去除作用，脫水泥餅pH為中性，達到污泥土地利用（農(nóng)用，園林綠化、土地改良）標準和填埋標準中的泥質(zhì)要求，可用于改善新疆荒漠土質(zhì)。所以，脫水泥餅不會受到泥餅處置方式的困擾。

⑤由于藥劑投加量小，脫水藥劑對泥餅增容增重影響最小，可以最大限度保留污泥熱值，提高了污泥處置利用的經(jīng)濟附加值。需要處置的泥餅量減少，可以大幅度降低泥餅外運的運輸費用和泥餅處置費用。

⑥使用污泥破胞復(fù)合藥劑調(diào)理脫水，能有效破壞污泥中的有害菌體，從而消除污泥中的臭味，改善污泥處理及處置環(huán)境。

⑦污泥調(diào)理過程中不會出現(xiàn)強酸和強堿情況，不會造成機械設(shè)備和濾布的腐蝕問題，將由于設(shè)備維護而造成停工的損失降到最低。

2

與石灰鐵鹽調(diào)理、超高壓彈性壓榨機脫水技術(shù)的比較

污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)采用的藥劑投加量少，工藝配套設(shè)備和土建工程量少，污泥改性效果好，產(chǎn)泥量少，脫水濾液可直接返回污水處理廠，脫水泥餅熱值不受所加破胞藥劑的影響且不含氯離子，采用此種工藝的脫水泥餅可以作為填埋場覆蓋土進行綜合利用。

超高壓彈性壓榨機脫水技術(shù)，工藝設(shè)備投資較大，運行時機械壓力負荷大，設(shè)備需要經(jīng)常維護容易造成停工停產(chǎn)。

經(jīng)濟性角度考慮，濕泥是以80%含水率計，無論項目運行費用，還是脫水污泥后期處置成本方面，石灰鐵鹽調(diào)理技術(shù)比污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)均高出20%左右。

因此，無論從經(jīng)濟性還是環(huán)保角度考慮，污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)相比石灰鐵鹽調(diào)理技術(shù)和超高壓彈性壓榨機脫水技術(shù)，均更有優(yōu)勢。

圖3 石灰鐵鹽調(diào)理技術(shù)工藝流程

圖4 超高壓彈性壓榨機脫水技術(shù)工藝流程

3

工程實例

3.1

項目簡介

綜合比較三種方法，阿克蘇紡織工業(yè)城污泥深度脫水項目最終采用了污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)。目前，該工程已投產(chǎn)運營，日處理含水率98%的污泥1250t，投資約1200萬元。

工藝流程簡介：污水處理廠重力濃縮后含水率98%的污泥通過泵輸送至污泥調(diào)理池，在污泥調(diào)理池中投加骨架結(jié)構(gòu)體和破胞藥劑，使之與污泥混合均勻，在兩種藥劑協(xié)同作用下對污泥胞外聚合物進行破壞，改變污泥水分分布，從而達到污泥改性效果。改性后的污泥再用高壓泵輸送至板框脫水機，脫水后得到含水率為60%以下的塊狀泥餅。

3.2

經(jīng)濟效益分析

本項目運行期間骨架結(jié)構(gòu)體藥劑投加量為2.5 t/d，單價為400元/t；破胞藥劑投加量為1.88 t/d，單價為3000元/t；耗電量為2268 kW·h/d，新疆阿克蘇地區(qū)電價為0.48元/（kW·h）；用水量為25m3/d，單價為2.5元/m3；人工費合計1元/t；綜合計算得到污泥處理費用為63.2元/t。該工藝固體藥劑投加量小，日產(chǎn)污泥量為68.8 t/d。

與傳統(tǒng)的石灰鐵鹽調(diào)理技術(shù)和超高壓彈性壓榨機脫水技術(shù)相比，本項目采用的污泥破胞復(fù)合調(diào)理技術(shù)每年可節(jié)約運行成本95萬元；由于投加藥劑的不同，泥餅量的增加較小，相比其他兩種工藝可節(jié)約后期填埋處置費用約80萬元/a。

本文根據(jù)發(fā)表于《中國給水排水》2017年8月17日第16期“新疆阿克蘇某污水廠污泥深度脫水技術(shù)工藝方案選擇”整理，作者：劉海鑫、王堃、李太輝、陽紅，單位：中船重工環(huán)境工程有限公司