劉志丹
山東融聚源科技有限公司 濟南202401
隨著我國城鎮(zhèn)污泥產(chǎn)生量不斷增加、環(huán)保監(jiān)管政策的趨嚴，我國污泥處理處置行業(yè)的發(fā)展面臨了良好的發(fā)展機遇。2014到2020年，全國污泥處理處置市場規(guī)模由350億元增至683.4億元，年復合增長率為11.8%。據(jù)預(yù)測，2024年我國污泥處理處置市場規(guī)模將超過900億元。目前污泥通過污泥脫水藥劑調(diào)理后物理壓榨的方式把泥餅含水率降低到35-60%以內(nèi)成為企業(yè)處置污泥節(jié)能降耗的首要處理環(huán)節(jié)。如何進一步降低含水率節(jié)約綜合運行成本，該技術(shù)解決了使用傳統(tǒng)藥劑易出現(xiàn)爛泥、壓濾泥餅不成形和污泥含水率高、易堵塞濾布、進泥速度慢、氯離子超標、污泥增量、藥劑使用量大、投加操作繁瑣等情況，該污泥脫水技術(shù)使用高效便捷、使用量少，極大的提高了工作效率，縮短了污泥干化時間，提高了干化處置效率，降低綜合處理成本。
一、研究背景
1.1項目背景介紹
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人民對美好生活的追求，環(huán)保行業(yè)受到政府、企業(yè)和公眾的廣泛關(guān)注，其重要性日益凸顯。“十九大”報告指出要加快生態(tài)文明體制改革，建設(shè)美麗中國，要建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系，推進綠色發(fā)展，著力解決突出環(huán)境問題，加大生態(tài)系統(tǒng)保護力度以及改革生態(tài)環(huán)境監(jiān)管機制。
在《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 分類》（GB/T 23484-2009）中城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置分類：污泥土地利用（造廢、改良土壤）、污泥填埋、污泥建筑材料利用（制磚）、污泥焚燒。《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 制磚用泥質(zhì)》（GB/T 25031-2010）要求污泥理化指標含水率≦40%，pH 5～10；《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 土地改良用泥質(zhì)》（GB/T 24600-2009）要求污泥理化指標含水率<65%，pH 5.5～10；《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 單獨焚燒用泥質(zhì)》（GB/T 24602-2009）要求污泥理化指標自持焚燒含水率<50%，pH 5～10，助燃焚燒含水率<80%，pH 5～10，干化焚燒含水率<80%，pH 5～10；《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 混合填埋用泥質(zhì)》（GB/T 23485-2009）要求污泥理化指標含水率<60%，pH 5.5～10；《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置 園林綠化用泥質(zhì)》（GB/T 23486-2009）要求污泥理化指標含水率<40%，酸性土壤pH 6.5～8.5，中性和堿性土壤5.5～7.8。綜合以上各項規(guī)定要求污泥脫水后含水率<60%，pH 5～10時才能進行后續(xù)處理利用，目前國內(nèi)污水處理廠污泥脫水方式是在污泥添加絮凝劑后用機械脫水設(shè)備進行脫水。
1.2現(xiàn)有污泥脫水藥劑技術(shù)分類
常用的污泥脫水藥劑主要有聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚合氯化鐵、三氯化鐵、石灰、陰離子聚丙烯酰胺、陽離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺投加量少，一般在2%以下效果較好，形成的絮體大，而且剛性大，容易壓縮，不增加泥量，無腐蝕性。單獨添加聚丙烯酰胺時，雖然濾餅的含固率較高，但污泥的比阻抗值也很高，在添加量大時容易造成粘濾布現(xiàn)象。
石灰的缺點就是會腐蝕設(shè)備，使濾布變硬需要頻繁更換，石灰的使用也會使泥量倍增，壓濾后污泥和濾液pH值偏高，容易超過10，濾液中含有大量的鈣離子，在回流至水處理前段時，對生化系統(tǒng)有影響、易結(jié)垢，時間久了堵塞管道，增加運行設(shè)施維護成本。
加入鐵鹽時，pH值>12，才能形成較好的污泥絮體顆粒，也就是加入的堿性物質(zhì)的量較大，當pH值>8時污泥中的有機氮被還原成氨，大量的氨給環(huán)境造成二次污染，同時帶入無機成分，增加了污泥量和進一步處理的難度。由于鐵鹽中含有大量的氯離子，濾液流入系統(tǒng)中容易造成出水氯離子超標，嚴格控制氯離子含量時已經(jīng)不適合做絮凝劑使用。
鋁鹽包括：硫酸鋁、氯化鋁、聚合氯化鋁。在加入鋁鹽之前，先加入石灰或堿調(diào)節(jié)pH值6～8，再加入鋁鹽，此時生成帶正電荷的高價氫氧化物聚合體，有利于中和污泥顆粒的負電荷。當鋁鹽的pH值>8.2時高價氫氧化物聚合體成為鋁酸離子喪失了絮凝作用。鋁鹽中效果較好的為聚合氯化鋁，添加聚合氯化鋁，雖然污泥的比阻抗值較小，但污泥的含固率很低，長期使用鋁鹽對管道造成一定的腐蝕。
一般情況下，污泥使用鐵鹽、鋁鹽、石灰等無機鹽脫水劑，經(jīng)常規(guī)機械脫水后的含水率只能達到70-80%左右，即使通過加大藥劑投加量和提高壓濾機壓力等方式通常也難以將污泥含水率降至60%以下，距離滿足后續(xù)處置利用所需含水率尚有較大差距。
二、高效污泥脫水劑技術(shù)介紹
2.1、高效污泥脫水劑特性
高效污泥脫水劑可以使帶電荷的污泥顆粒通過中和電荷、橋接作用，改變污泥結(jié)構(gòu)，形成微絮體，污泥顆粒小，易于脫水。 產(chǎn)品一改常規(guī)調(diào)理劑的弊端，采用多藥劑復合而成--能將污泥有機質(zhì)中的水分徹底破壁、破膠釋放，并通過分離使污泥絮凝團聚，達到了泥水最大程度的分離。液態(tài)骨架的添加又大大的改善了后續(xù)脫水處理工序透水通暢，不堵濾布，提高進料速度，泥餅自動脫落，減少了設(shè)備的損耗及維護，極大的提高了工作效率，同時該污泥調(diào)理劑縮短了污泥干化時間，提高了干化處置效率。
2.2、高效污泥脫水劑主要特點
（1）與污泥作用，形成細密、結(jié)實的小絮體，大幅降低污泥脫水過程比阻。
（2）全部或部分替代無機鹽類產(chǎn)品可實現(xiàn)污泥快速持續(xù)脫水，達到固液分離降低污泥含水率，減少污泥增量，降低處置成本；
（3）有利于減少過流部位結(jié)垢，減少濾布污堵，延長使用壽命；
（4）不使用FeCl3和石灰，濾液、污泥中不會殘留多余氯離子和增加污泥量，避免濾布堵塞，避免濾液后續(xù)處理中對生化系統(tǒng)的影響；
（5）增加污泥熱值，有利于焚燒、建材制磚；
（6）增加污泥有機質(zhì)比例，利于后續(xù)的堆肥等田園綠化項目。
（7）可將污泥的含水率降低至35%～55%，污泥減重效果好。
2.3、應(yīng)用范圍
市政污水廠、化工污水廠、醫(yī)藥污水廠、屠宰污水廠、印染污水廠、電鍍污水廠、食品污水廠、河道污泥等
2.4產(chǎn)品優(yōu)勢
在《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》中明確指出實施污泥無害化處理，推進資源化利用，是深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)，實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效，建設(shè)美麗中國的重要舉措。
提出規(guī)范污泥處理方式，鼓勵采用厭氧消化、好氧發(fā)酵、干化焚燒、土地利用（造肥、改良土壤）、建材利用等多元化組合方式處理污泥。除焚燒處理方式外，嚴禁將不符合泥質(zhì)控制指標要求的工業(yè)污泥與城鎮(zhèn)污水處理廠污泥混合處理。目前大部分污水處理廠污泥脫水方式是投加傳統(tǒng)的絮凝劑后經(jīng)過機械壓濾機脫水，脫水后污泥含水率在70～80%，不能滿足污泥后續(xù)處置含水率的要求。即使提高壓榨壓力和絮凝劑的使用量，也達不到含水率低于60%的要求。
經(jīng)過現(xiàn)在使用本司產(chǎn)品客戶的數(shù)據(jù)反饋，壓濾后污泥含水率在35～55%，在使用本司生產(chǎn)的高效污泥脫水劑經(jīng)隔膜壓濾機脫水能滿足污泥脫水后續(xù)處置要求。
三、市場狀況
高效污泥脫水劑通過實體+網(wǎng)絡(luò)模式進行銷售。高效污泥脫水劑現(xiàn)已在大慶、濟南、青州、臨沂、西安 長春 等各地市的工業(yè)、市政污水廠和污泥處置中心使用。各地使用客戶已經(jīng)成功的降低污泥綜合處置成本，讓客戶達到污泥減量增加經(jīng)濟效益目的。在長春、延吉、北京、天津、衡水、德州、欽州、烏魯木齊、福州、臨汾、東營等地市工業(yè)、市政污水廠做完比對、小試和中試等試驗和客戶運行數(shù)據(jù)，取得較好試驗數(shù)據(jù)，均能滿足客戶對污泥含水率的要求，能做到對客戶降低綜合處置成本要求。針對客戶的需求，研制生產(chǎn)不同的類型產(chǎn)品以滿足客戶。同時不定期對客戶進行回訪，通過客戶的反饋對產(chǎn)品進行改進，不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量。
四、市場前景展望
根據(jù)2022年中國生態(tài)環(huán)境統(tǒng)計年報顯示， 2022 年全國納入調(diào)查的污水處理廠共有 13527 家，污水處理廠設(shè)計處理能力為31621.8 萬噸/日，年運行費用為1241.3 億元。2022年共處理污水895.0 億噸，其中處理生活污水793.4 億噸，占污水總處理量 的 88.7%。污水處理廠的污泥產(chǎn)生量為 4757.9 萬噸，污泥處置量為 4737.5 萬噸。
受國際社會及國內(nèi)低碳環(huán)保政策的推動、能源價格的不斷上漲、循環(huán)經(jīng)濟的需求等諸多因素的影響，一種低運行成本、穩(wěn)定可靠的污泥處理技術(shù)是市場的重大需求。因此，高效污泥脫水藥劑技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景和重要的環(huán)境效益與社會效益。隨著技術(shù)的不斷進步和市場的不斷拓展，該技術(shù)將在污泥處理處置領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。
