劉 軍

（南京萬德斯環(huán)?？萍加邢薰?，南京，210000）

1 前言

“十一五”末，全國污水處理能力已達(dá)1.25億立方米/日，污泥產(chǎn)量每年約3000萬噸【1】。隨著城市污水處理能力的增長，污泥處理處置問題已十分突出，污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化問題亟待解決。污泥處理處置的目的是實現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化和資源化，因此污泥的最終處置決定污泥的處理工藝。

2 污泥處置常見工藝

污泥處置方法一般包括深度脫水、厭氧消化、熱干化、好氧堆肥、石灰穩(wěn)定等。

2.1 深度脫水：是將濕污泥投入高壓機(jī)械壓濾脫水系統(tǒng)中，經(jīng)過連續(xù)擠壓，含水率降至30%~50%的處理方式。

2.2 厭氧消化：在厭氧條件下，利用微生物降解污泥中的有機(jī)物，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定和減量的過程。

2.3 污泥熱干化：在外部加熱的條件下，通過傳熱和傳質(zhì)過程，使污泥中水分蒸發(fā)，從泥中分離出去的過程。

2.4 好氧堆肥：污泥中的有機(jī)物在好氧發(fā)酵微生物的作用下降解，同時經(jīng)好氧高溫殺死病原微生物的污泥處理過程。

2.5 石灰穩(wěn)定：投加石灰，改變污泥pH值，殺滅致病菌，實現(xiàn)污泥穩(wěn)定化的過程。

3 污泥最終處置的主要方式

有填埋、土地利用、焚燒、建材利用等【2】。

4 SCDD污泥處理處置工藝

不論是填埋、土地利用、建材利用，還是協(xié)同焚燒，都必須對污泥進(jìn)行深度脫水、半干化、干化處理，才能進(jìn)行最終處置。深度脫水干化是污泥處置的必要環(huán)節(jié)，可以有效實現(xiàn)污泥減量穩(wěn)定化，具有投資小、運營成本低的優(yōu)勢。

因此SCDD污泥處理處置工藝，即“調(diào)理（sludge conditioning）-深度脫水（high pressure filtration dewatering）-綜合處置（comprehensive disposal）”工藝路線一經(jīng)推廣就取得良好的環(huán)境和社會效應(yīng)，已經(jīng)在多個市政和工業(yè)污泥處理處置項目中得到了驗證。

SCDD“污泥預(yù)處理調(diào)理+深度脫水+綜合處置”工藝針對市政污泥和工業(yè)污泥處理，有兩種處理對接方式：一是預(yù)處理系統(tǒng)接收含水率為80%的濕污泥；二是預(yù)處理污泥料倉直接接收含水率97%左右的濃縮污泥，進(jìn)行調(diào)質(zhì)和深度脫水處理。第二種對接方式更可省去污水廠原有的污泥脫水、加藥等設(shè)備，節(jié)省污泥處理運行費用。SCDD污泥處理處置工藝對濕污泥進(jìn)行調(diào)理后，再深度脫水至含水率50%以下，實現(xiàn)了污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化。干化后的污泥具有較高的熱值利用價值，可送至燃煤電廠、水泥廠或垃圾電廠進(jìn)行協(xié)同焚燒，也可作土地、園林利用、建材利用等處置。該技術(shù)跨越了污泥厭氧處理、熱干化和直接焚燒處理固定投資大、運行成本高的限制，經(jīng)工程實踐應(yīng)用，證明經(jīng)濟(jì)技術(shù)性好、適用范圍廣，是適合我國大多數(shù)城市污泥處理處置的新型工藝技術(shù)。

4.1 預(yù)處理調(diào)理系統(tǒng)

污泥調(diào)理主要是對污泥顆粒表面的有機(jī)物進(jìn)行改性，破壞污泥的細(xì)胞和膠體結(jié)構(gòu)，改變污泥的水分結(jié)合狀態(tài)，同時降低污泥的壓塑性，使污泥能滿足深度脫水干化處理的要求。預(yù)處理調(diào)理系統(tǒng)由污泥計量系統(tǒng)、輸送設(shè)備、污泥儲倉、調(diào)理劑制備設(shè)備、調(diào)理混合設(shè)備等組成。

4.1.1 調(diào)理系統(tǒng)工作原理

濕污泥由螺旋輸送器直接送入調(diào)理系統(tǒng)，或進(jìn)入污泥儲罐再由螺桿泵送至調(diào)理系統(tǒng)。調(diào)理過程包括污泥轉(zhuǎn)化和污泥穩(wěn)定，轉(zhuǎn)化階段污泥和調(diào)理劑均勻混合，經(jīng)穩(wěn)定處理后完成污泥的調(diào)理。

4.1.2 調(diào)理系統(tǒng)的特點

采用了壓力梯度控制；輸送進(jìn)料時間控制；輸送泵自動變頻控制；出液和反吹控制。可實現(xiàn)自動控制調(diào)理液濃度；自動控制調(diào)理混合速度、儲存時間；適合的PH值調(diào)節(jié)；可有效破壞污泥的膠體絮團(tuán)，增強(qiáng)顆粒剛性；有效釋放污泥內(nèi)包容的自由水、間隙水和吸附水。調(diào)理劑的特點比表面積大、化學(xué)活性高、擴(kuò)散滲透性強(qiáng)；采用納米粉體加工工藝；針對不同污泥泥質(zhì)可進(jìn)行復(fù)合配方的調(diào)整；添加量小，不含硫、氯元素；成本經(jīng)濟(jì)，運行費用低。

4.2 深度脫水系統(tǒng)

此系統(tǒng)主要有進(jìn)泥系統(tǒng)（隔膜泵或污泥泵）/高壓壓濾設(shè)備/吹脫系統(tǒng)/污泥卸料系統(tǒng)等組成。深度脫水系統(tǒng)：深度脫水是指脫水后污泥含水率達(dá)到50%以下，特殊條件下污泥含水率更低。目前，我國城鎮(zhèn)污水處理廠脫水污泥的含水率大都在78%~85%之間【3】。高含水率給污泥后續(xù)處理、運輸及處置帶來了很大的難度。因此，必須進(jìn)行污泥的深度脫水。深度脫水系統(tǒng)采用高壓污泥壓濾設(shè)備，在進(jìn)料過程結(jié)束后，對污泥進(jìn)行壓榨，可實現(xiàn)壓力梯度控制，壓濾時間控制；密閉的高壓脫水過程可以獲得很好的脫水效率，增加污泥濾餅的干度，降低污染和減少勞動力。脫水后，通過吹風(fēng)操作或自然風(fēng)干，污泥泥餅含水率可迅速降低。

4.2.1 深度脫水系統(tǒng)的工作原理

高壓壓濾設(shè)備是污泥深度脫水系統(tǒng)的核心設(shè)備，機(jī)架采用特種材質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)，滿足了高壓工況的需要。高壓污泥壓濾設(shè)備主要由固定濾板、活動濾板、橫梁、過濾介質(zhì)、壓緊裝置、集液槽等組成。濾板采用耐高壓材料，使用時間長，故障率低。設(shè)備的工作過程是：調(diào)理后的污泥由污泥輸送泵送入壓濾設(shè)備濾室，濾室進(jìn)泥完成后自動關(guān)閉進(jìn)料閥，向濾室內(nèi)通入氣體或液體，使得濾布膨脹變形，從而達(dá)到對濾餅的二次壓榨的作用，高壓將濾餅之中的毛細(xì)水、結(jié)合水等水分脫出。壓榨完成后可實現(xiàn)自動卸泥。

4.2.2 深度壓濾脫水系統(tǒng)的特點

采用液壓高壓壓緊裝置，具有自動進(jìn)程、回程和保壓控制功能；采用獨立的液壓系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)，操作安全、簡單；機(jī)架強(qiáng)度高，承壓支撐性好；有效過濾面積大，過濾速度快；濾板材質(zhì)強(qiáng)度高、耐腐蝕、使用壽命長；濾板抗疲勞、抗老化、密封性能好。

4.3 污泥綜合處置

污泥的主要處置方式有填埋、焚燒、土地利用、建材利用等。

4.3.1 土地填埋

土地填埋是成熟傳統(tǒng)的污泥處置方式，是將城市污泥經(jīng)處理后，直接傾倒于垃圾或污泥填埋廠。填埋處置對前期的污泥處理要求較低，一般進(jìn)行減容穩(wěn)定即可。由于填埋需要占用土地和大量的運輸費用，且地基需做防滲處理以免污染地下水，故污泥填埋處置所占比例會逐步減少。污泥深度脫水干化后含水率在60%以下，PH<10，符合《城鎮(zhèn)污水廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)可直接填埋。

4.3.2 焚燒

焚燒是最徹底的處理處置方法，是指將脫水污泥先干化再焚燒。焚燒要求污泥有較高的熱值，其最大優(yōu)點是可以迅速和較大程度實現(xiàn)污泥減量，不需要大的污泥存儲設(shè)備，能夠滿足越來越嚴(yán)格的環(huán)境要求，也適用于處理處置不適合資源化利用的部分污泥。但污泥焚燒所需的基建投資和運行費用較高。利用燃煤電廠將污泥與煤混合焚燒。為提高污泥處置的經(jīng)濟(jì)性，污泥含水率應(yīng)在50%以下，可實現(xiàn)自持混合燃燒。污泥生活垃圾混合焚燒污泥直接進(jìn)料到焚燒設(shè)備，或以混合進(jìn)料的方式與生活垃圾混合焚燒。污泥的水泥窯協(xié)同焚燒處置，污泥進(jìn)入水泥窯煅燒可替代部分黏土作為水泥原料，達(dá)到協(xié)同處置污泥的目的。干化后的污泥可在窯尾煙室或上升煙道、預(yù)分解爐等處喂料。利用水泥窯系統(tǒng)處置污泥時，須控制污泥中硫、氯和堿等有害元素含量，其硫堿元素的當(dāng)量比控制在0.6~1.0，氯元素應(yīng)控制為0.03~0.04%。經(jīng)過深度脫水的泥餅，干基熱值在2000千卡/千克左右，可以作為低熱值燃料，協(xié)同焚燒。

4.3.3 土地利用

是將污泥經(jīng)穩(wěn)定化和無害化處理后用于園林綠化、林地利用或土壤修復(fù)及改良。污泥的土地利用可使污泥最終剩余物問題得到真正解決，有機(jī)物重新進(jìn)入自然環(huán)境。污泥中的各種微量元素Ca、Mg、Cu、Fe等，能夠改良土壤、增加土壤肥力【4】。因污泥中含有微生物和部分重金屬元素，因此，污泥土地利用前必須進(jìn)行無害化處理。深度脫水后泥質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》即可土地利用。

4.3.4 建材利用

污泥也可作為原料制造建筑材料，經(jīng)燒結(jié)的最終產(chǎn)物可以用于建筑工程或路基材料。主要方式有：制作水泥添加料、制陶粒、制路基材料等。

5 總結(jié)

SCDD污泥預(yù)處理調(diào)理+深度脫水+綜合處置工藝結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)污泥處理的實際，解決了困擾污泥處置的高含水率難題，為污泥最終處置提供了更大的選擇空間，對城市污泥處理處置和生態(tài)環(huán)境的改善具有重要的現(xiàn)實意義。

【1】《2011年中國污水處理行業(yè)研究報告》

【2】車承丹，朱南文，李艷林等.城市污水處理廠污泥固化處理技術(shù)研究【J】安全與環(huán)境學(xué)報，2008，8（3）：56-59

【3】李春萍.電石渣和石灰對污泥的改性效果比較.【J】環(huán)境工程，2011（5）：117-120

【4】城市污泥的危害及處置方法【N】中國環(huán)境報，2004-3-31