污泥高干脱水技术发展现状和案例研究

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1、污泥高干脱水技术发展现状和案例研究　　摘要：废弃污泥的高干度脱水技术日益受到关注。围绕着热干化、石灰调质脱水和电渗透高干脱水等方面，综述并分析了污泥高干脱水技术发展的现状。关键词：废弃污泥；高干脱水；热干燥；电渗透中图分类号：污泥文献标识码：A引言随着我国城镇化水平和污水处理的快速发展，每年城市污水排放量超过350亿吨以上[1]。城市污水的处理过程会产生大量的废弃污泥，其包括初沉污泥和剩余污泥。目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量约为130×104t干泥，而且年增长率>10%[2]。城市污水处理产生的污泥的处理处置问题十分突出，引起了社会各界的高度关注

2、。我国污水处理厂通常采用浓缩(包括重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩等)和机械脱水（包括带式压滤机、离心脱水机和螺旋压榨脱水机等）去除污泥中的水分以减小污泥的体积，经过机械脱水后污泥含水率大约为75-80%，一般外运以简单填埋或焚烧进行处置6[3]。然而，为了预防污泥填埋厂的坍塌和减少填埋渗沥液的产量，国家相关部门规定用作填埋的污泥含水率不得超过60%[4]；另外，含水率过高的污泥其热值比较低，进行焚烧时还需要添加许多辅助燃料，这大大增加了污泥焚烧的运行成本。因此，迫切需要对现有污水处理厂机械脱水后的污泥进行深度高干脱水，进一步降低其含水率以满足填埋和焚烧的要

3、求。深度高干脱水是指脱水后污泥含水率达到55％~65％，特殊条件下污泥含水率还可以更低。本文总结了目前常用的污泥高干度脱水技术。1污泥热干化技术[5]污泥的热干化是指通过污泥与热媒之间的传热作用，脱除污泥中水分的工艺过程。污泥热干化系统主要包括储运系统、干化系统、尾气净化与处理、电气自控仪表系统及其辅助系统等。污泥干化设备按热量传递方式不同分为直接加热和间接加热两种方式。其中常用间接加热方式。目前应用较多的污泥干化工艺设备包括流化床干化、带式干化、桨叶式干化、卧式转盘式干化、立式圆盘式干化和喷雾干化等六种工艺设备。可用的热源按成本从低到高依次如下：①烟气

4、；②燃煤；③蒸汽；④燃油；⑤沼气；⑥天然气。一般来说间接加热方式可以使用所有的能源，其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式，则因能源种类不同，受到一定限制。其中燃煤炉、焚烧炉的烟气量大，又存在腐蚀性污染物，较难使用。6尽管污泥热干化技术是目前最常用的污泥高干脱水方法，但是其存在着如下固有的技术缺陷：(1)干燥能耗很大；(2)设备体积庞大；(3)污泥粘壁性使得间接干燥传热效率严重受限；而直接干燥需要较高的气流速度和后续除尘等。因此，污泥热干化技术设备投资建设费用和运行成本均较高。2石灰稳定技术[5,6]通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混

5、，生石灰与脱水污泥中的水分发生反应，生成氢氧化钙和碳酸钙并释放热量。根据石灰投加比例（占湿污泥的比例）的不同（5％~30％），可使含水率80％的污泥在设备出口的含水率达到74.0％~48.2％。通过后续反应和一定时间的堆置，含水率可进一步降低，从而实现污泥高干脱水。相对污泥热干化技术，污泥石灰稳定工艺基建投资较低，根据规模及混合设备选型不同，固定资产投资约为2~4万元/t污泥（含水率80%）。工艺直接运行费用主要由石灰、电、人工、设备维护等费用组成。根据石灰掺混比例不同，单吨运行成本约为50~150元，其中，石灰消耗可占到总运行费用的70％~90％。由于

6、添加消石灰不仅增加了添加物成本也会增加运输成本，从而削弱了脱水效益，同时增加了无机物含量，影响后续处理效率，因此，未能得到普遍认可和持续使用。3电渗透高干脱水技术及相关案例分析[7]63.1电渗透高干脱水的原理电渗透脱水是指利用直流电场的作用将污泥的表面吸附水和部分间隙水与污泥相分离的方法。在直流电场作用下带负电的污泥颗粒向正极移动而带正电的水则向负极迁移，从而实现水和污泥颗粒的分离，分离后的水穿过污泥层向阴极移动，聚集后可以排出污泥之外[8]。上述整个过程无相变发生，所以从原理方面讲过程耗能低，效率高。3.2电渗透污泥干化设备特点1）污泥高干脱水：污泥

7、含水率由脱水前的99%或85%降低至60%以下；2）节省能耗：与传统热干燥的能耗相比节能约30%；3）设备简单：设备体积小，可减少基建成本；4）操作简易：操作人员可以容易地操作和维修；5）经济实惠：合理的价格，低运行成本，低维修费用，节省泥饼存仓、运输、掩埋和干燥等费用。3.3投资及运行费用：投资费用：比热风干燥低20%左右。运行费用：比热风干燥低30%左右。3.4综合比较6电渗析污泥干化工艺不仅满足国家处置标准，而且具有经济效益。电渗析污泥干化设备占地小，操作简单，把污泥在污水厂做成燃料再外运运费少。该工艺投资省、运行费低、维护费低、环保高效，真正解决

8、了污泥见谅处置及再利用等难题。4结束语目前污泥深度脱水技术最为成熟和最常使用的是