肖磊

摘 要：污泥處理與處置問題是世界性難題，而無論采取何種處置方式，污泥的脫水干化都是其必要前提。污泥脫水技術(shù)是一個長期值得探索的問題。隨著城市的進(jìn)一步發(fā)展，污水處理廠將發(fā)揮著更加重要的角色，污泥的脫水技術(shù)勢必朝著效率高、控制方便、過程穩(wěn)定、能耗低的方面發(fā)展，也將會給城市環(huán)境保護(hù)提供更大的貢獻(xiàn)。筆者根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，主要針對城市污泥處理處置中污泥深度脫水技術(shù)進(jìn)行分析和討論。

關(guān)鍵詞：污泥處理；污泥；深度脫水；技術(shù)

隨著世界人口的不斷增長和城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，城市污泥的產(chǎn)量與日俱增，如何安全經(jīng)濟(jì)地處理污泥以減少其對環(huán)境所造成的二次污染，已成為世界各國共同面臨的環(huán)境問題。目前，我國大部分城市污泥只經(jīng)過初步處理、濃縮和脫水后，便進(jìn)行無序地臨時堆存或者簡單填埋，占用大量的土地資源，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境和人體健康。

1 我國城市污泥處理處置的形勢

改革開放三十年來，中國經(jīng)濟(jì)取得了舉世矚目的成就，經(jīng)濟(jì)總量躍居世界第二。然而經(jīng)濟(jì)高速增長的背后，卻是環(huán)境的日益惡化。目前，全國90%的地表水都遭受了不同程度的污染，其中60%的地表水污染嚴(yán)重。用水危機(jī)已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟(jì)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(jī)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體，具有相當(dāng)大的環(huán)境危害。目前污泥處理處置普遍成為頭痛的難題。污泥處理處置除受經(jīng)濟(jì)條件與政策方面因素影響外，在很大程度上是由于污泥的不良性質(zhì)所造成。因此實現(xiàn)污泥更高效濃縮以減少污泥體積、實現(xiàn)污泥高干度脫水，大幅度降低脫水污泥產(chǎn)量和實現(xiàn)污泥無害化，對降低污泥處理處置成本和推進(jìn)后續(xù)處置及資源化利用具有十分重要的意義。

2 城市污泥深度脫水技術(shù)

污泥深度脫水處理，一般包括污泥濃縮、污泥調(diào)理、脫水等步驟。

2.1 污泥濃縮

污泥處理前，如果含水率在97%以上，一般需要先濃縮，使污泥形成大顆粒沉淀，初步降低污泥含水率，使其適合通過污泥入料泵進(jìn)入污泥壓干設(shè)備。濃縮后的污泥加入調(diào)理劑，破壞污泥分子結(jié)構(gòu)，使其與水分的親和性減小，從而經(jīng)過機(jī)械壓干后形成超干泥餅，實現(xiàn)污泥的減量化處置。污泥濃縮去除的主要是污泥的空隙水，由于污泥水分中空隙水所占的比例最大，因此污泥濃縮是減少污泥體積最經(jīng)濟(jì)有效的方法。目前污泥濃縮最常用的方法有：重力濃縮、氣浮濃縮和離心濃縮等。污泥經(jīng)過濃縮后，含固率提高到5%～10%，為污泥的進(jìn)一步脫水提供了基本的條件。

2.2 污泥調(diào)理

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(xì)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。經(jīng)過濃縮和消化，污泥中的固體物主要由親水性帶負(fù)電的膠體顆粒組成，污泥水與污泥固體顆粒的結(jié)合力很強(qiáng)，比阻值較大，脫水性能較差。為了改善污泥脫水的性能，提高機(jī)械脫水的效果，需要通過調(diào)理來改變污泥的理化性質(zhì)，減少膠體顆粒與水的親和力，為固液分離創(chuàng)造條件。污泥調(diào)理方法主要有物理調(diào)理法、化學(xué)調(diào)理法和微生物調(diào)理法三大類。

采用物理方法（如高溫高壓的水熱處理技術(shù)、凍融處理、微波處理、超聲波處理等等）或化學(xué)方法（如以添加大量石灰或粉煤灰-三氯化鐵或聚合氯化鋁PAC-PAM為代表的改性方法）預(yù)處理然后再隔膜廂式壓濾脫水的方法，能使脫水污泥含水量降低到60%以下。采用微生物瀝浸處理技術(shù)最大特點是即能污泥實現(xiàn)深度脫水（含水率低于60%）、也能實現(xiàn)污泥無害化（污泥中重金屬80%以上脫出回收、病原物99%以上殺滅、惡臭完全消除），更重要的是，經(jīng)過微生物處理，污泥有益成分（有機(jī)質(zhì)、熱值等）并不損失。生物瀝浸后之污泥餅非常容易地資源化利用（如高溫發(fā)酵后開發(fā)成園林綠化用肥、土壤改良劑以及作為低值燃料等）。三種方法在實際中都有應(yīng)用，但生物調(diào)理法是目前比較合理的方法。

2.3 污泥的脫水

利用過濾板、隔膜板和濾布組成的過濾單元，在液壓系統(tǒng)恒壓壓緊所有濾板的條件下，利用進(jìn)料泵壓力在進(jìn)泥過程中對物料進(jìn)行初步固液分離，并在進(jìn)料結(jié)束后，注入高壓水到隔膜板腔對泥餅進(jìn)行壓榨，提高壓濾機(jī)的脫水效率。

3 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：

3.1 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(dá)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。

3.2 能源消耗

采用污泥深度脫水技術(shù)對污泥進(jìn)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。

3.3 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(yán)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(jìn)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(hù)環(huán)境發(fā)揮積極作用。

結(jié)束語

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(jìn)步和業(yè)內(nèi)人士認(rèn)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(jī)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。雖然污泥深度脫水只是城市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(rèn)識正在逐步向深度脫水方向靠攏。

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