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【中國(guó)環(huán)保在線 技術(shù)前沿】污泥處置正在向著減量化、無(wú)害化、資源化、穩(wěn)固化方向靠攏，初的污泥脫水是必不可少的步驟。目前，污泥深度脫水方式獲得普遍認(rèn)可，本文就對(duì)污泥處置方法進(jìn)行一些探討，著重介紹一下污泥深度脫水的主要技術(shù)及其應(yīng)用前景。
深度脫水技術(shù)廣受青睞 污泥處置工藝再拔高
污泥是污水處理的必然產(chǎn)物。伴隨著污泥產(chǎn)生量越來(lái)越大，污泥對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響日益突出。如何對(duì)污泥進(jìn)行合理有效的處理和處置，降低其對(duì)環(huán)境的影響，并實(shí)現(xiàn)對(duì)污泥的資源化利用，是污泥處置和保護(hù)環(huán)境的一個(gè)重要課題。
一、污泥處置的形勢(shì)和面臨的問(wèn)題
1、污泥處理的形勢(shì)
改革開(kāi)放三十年來(lái)，中國(guó)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(zhǎng)的背后，卻是環(huán)境的嚴(yán)重破壞。
目前，全國(guó)90%的地表水都遭受了不同程度的污泥，其中60%污染嚴(yán)重。用水危機(jī)已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大威脅。因此，污水治理已經(jīng)成為我國(guó)“十二五”和“十三五”規(guī)劃的當(dāng)務(wù)之急，并上升為國(guó)家長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略。
污泥是污水處理后的終產(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(chóng)卵、重金屬等有毒有害物質(zhì)，可以說(shuō)，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(guó)規(guī)劃范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)污泥處理處置規(guī)模為2500萬(wàn)噸/年，折合為干泥518.13萬(wàn)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(gè)重要難題。我國(guó)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(wèn)題。但由于我國(guó)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(wèn)題仍相當(dāng)嚴(yán)重，未來(lái)還有很長(zhǎng)一段路要走。
2、不同處理處置方式和面臨的問(wèn)題
目前我國(guó)污泥處置方式五花八門(mén)，未形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。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(guó)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(shí)際執(zhí)行過(guò)程中仍面臨相當(dāng)大的問(wèn)題。
(1)我國(guó)污水廠現(xiàn)行污泥處理方式仍以濃縮后再進(jìn)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(méi)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(shuō)，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(yán)重的是脫水后污泥隨意傾倒，造成土地資源的浪費(fèi)和嚴(yán)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(shuō)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(duì)較低。但主要問(wèn)題是土地消化能力有限，特別是經(jīng)濟(jì)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(jí)的差異。另一個(gè)問(wèn)題是，污泥用于土地利用必須對(duì)污泥進(jìn)行嚴(yán)格的鑒別和管制，否則污泥對(duì)土壤、地下水和空氣的污染將會(huì)造成嚴(yán)重的后果。
(3)污泥預(yù)處理后直接填埋作為我國(guó)近階段污泥處置的一種過(guò)渡方式，目前在我國(guó)仍然十分普遍，特別是在欠發(fā)達(dá)地區(qū)。當(dāng)然根據(jù)我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，隨著土地資源的日益緊張和對(duì)污泥處置認(rèn)識(shí)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(jì)價(jià)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(guò)熱源(蒸汽、電力或者煙氣)干化后進(jìn)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(jì)上不合理，而且必然會(huì)造成能源消耗較大、二次污染的問(wèn)題。
(5)污泥深度脫水方式一種新路線，同時(shí)也作為污泥處理處置的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，逐步得到污泥處置領(lǐng)域的認(rèn)知和認(rèn)可。采用污泥深度脫水技術(shù)不僅為后繼處置帶來(lái)方便，也能兼顧污泥處理處置過(guò)程的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境平衡，是適合我國(guó)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(guò)對(duì)含水率較高的污泥進(jìn)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(guò)程中的熟料，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、無(wú)害化處置和資源化利用。即使進(jìn)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(guó)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(shí)的提高，近幾年在國(guó)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(lèi)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?？梢哉f(shuō)，雖然污泥深度脫水只是污泥處理處置的一個(gè)環(huán)節(jié)，目前的工藝技術(shù)尚未完全成熟，但業(yè)界對(duì)污泥處置技術(shù)的認(rèn)識(shí)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(shuō)污泥調(diào)理技術(shù)決定污泥深度脫水項(xiàng)目的成敗。國(guó)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(shí)現(xiàn)分離。
污泥脫水設(shè)備主要是高壓隔膜板框壓濾機(jī)，通過(guò)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(guó)內(nèi)設(shè)備制造廠商比較多，設(shè)備制造工藝和質(zhì)量已經(jīng)日益完善。
整個(gè)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、終處置方式等進(jìn)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，形成完整的生產(chǎn)鏈。
三、江蘇昆山污泥集中處置項(xiàng)目介紹
江蘇省昆山市有二十多個(gè)生活污水處理廠，2011年日均處理污水約45萬(wàn)噸，每天產(chǎn)生的污泥約300噸。污水廠均采用帶式壓濾機(jī)或離心脫水機(jī)進(jìn)行污泥的預(yù)處理，出廠污泥含水率80%以上。為實(shí)現(xiàn)昆山可持續(xù)發(fā)展，昆山市政府引進(jìn)專(zhuān)業(yè)環(huán)保公司的污泥深度脫水技術(shù)，在昆山新昆熱電有限公司實(shí)施了昆山市污泥集中處置項(xiàng)目。
昆山市污泥集中處置項(xiàng)目設(shè)計(jì)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。一期日處理100t污泥的項(xiàng)目于2011年10月投入試生產(chǎn)，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
污水深度脫水系統(tǒng)由江蘇環(huán)保公司與復(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(diǎn)：
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)的調(diào)理劑。(1)能充分釋放污泥中的毛細(xì)水和間隙水，大幅降低污泥的過(guò)濾比阻改善的脫水特性；(2)針對(duì)性強(qiáng)，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(guò)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(guò)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(shí)不分解出對(duì)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(tái)高壓隔膜板框壓濾機(jī)，進(jìn)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(duì)濾餅進(jìn)行二次壓榨脫水。根據(jù)污泥特性合理選擇濾布類(lèi)型，壓濾機(jī)配備拉板、反吹、洗布裝置。
3、系統(tǒng)配套性好，流程順暢，自動(dòng)化程度高
全部系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)過(guò)精心核算，有效整合，實(shí)現(xiàn)控制，運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)多點(diǎn)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(dá)到含水率60%以下的控制要求，同時(shí)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(shí)現(xiàn)了真正意義上的無(wú)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(shì)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(méi)有根本上的差異，但從減量效果看，后兩種方式根本無(wú)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。
2、能源消耗
采用污泥深度脫水技術(shù)對(duì)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(shì)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(duì)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，能將污染控制在小的范圍。
雖然污泥深度脫水在國(guó)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(guó)的國(guó)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(huì)在我國(guó)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(huì)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(diǎn)，為節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境發(fā)揮積極作用。
原標(biāo)題：污泥深度脫水技術(shù)特點(diǎn)及其應(yīng)用
