污泥脱水的相关技术与现状

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1、摘要：概述了目前全国范围内污泥处理与综合利用的现状，根据污泥的特性，从几种不同的处理方法讨论了污泥处理的特点和存在的问题。主要介绍了几种常用的污泥脱水技术（干化、超声波、絮凝、焚烧）的基本原理，并分析了它们各自的优缺点及适用条件，结合实际应用对它们的发展趋势做出展望。关键词：污泥脱水技术，污泥脱水的现状及发展正文：污泥特性：要对污泥进行处理，首先要了解污泥的特性，表征污泥特性的指标有含水率和含固率、挥发性固体、有毒有害物质、脱水性能、以及化学动力学性质等。含水率是污泥中含水量的百分数；含固率则是污泥中固体或干污泥含量的百分数；湿泥量与含

2、固率的乘积就是污泥量；含水率降低(即含固量提高)将大大降低湿泥量(即污泥体积)；通常来说，含水率>85%，污泥呈流状；含水65%～85%，污泥呈塑态；含水率<65%，污泥呈固态。挥发性固体通常用来表征污泥中有机物的量，是污泥散发难闻气味的重要指标，挥发性固体越高，污泥稳定性越差。有毒有害物质是指污泥中所含有的病菌、病毒、寄生虫卵等，在施用之前有必要进行处理。污泥的脱水性能常用污泥过滤比阻抗值(r)和污泥毛细管吸水时间(CST)两项指标来评价。比阻抗值(r)即单位干重滤饼的阻力，其值越大，越难过滤，其脱水性能越差。污泥的脱水性能与污泥性质

3、、调理方法及条件等有关，还与脱水机械种类有关。在污泥脱水前进行强处理，改变污泥粒子的物化性质，破坏其胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善脱水性能，这一过程称为污泥的调理或调质[1]。1污泥脱水的技术分类1.1干化脱水技术干化是一种利用热能将污泥中水分快速蒸发的处理工艺，根据热能的来源和加热方式的不同，可分为流化干燥、过热蒸汽干燥、间壁干燥、红外辐射干燥、对撞流干燥等。国内目前只有很少污泥干化厂建成运行，现在国外常见的干化工艺主要有流化床干化等形式。干化脱水技术优点包括处理过程中污泥性状稳定、不易粘结、不易产生沼气，产生的气体难燃不易爆

4、，干化后污泥含水率低于10%，体积减小很多，占地少、易控制、安全、稳定。其缺点是投资大，运行费用高，同时对管理和操作技术有较高要求。适用于土地紧张的大型污水处理厂或较集中的多个中小型污水处理厂污泥的集中处理[2]。1.2超声波脱水技术污泥中所含的水可分为自由水(70%)、菌胶团包含水(27%)、毛细管水(2%)和结合水(1%)四类。其中自由水的去除较为容易，而毛细管水和结合水虽然较难去除。菌胶团中心为固体颗粒，周围吸附了大量的微生物极其代谢的产物(糖类、脂类、有机酸和蛋白质等)，这些吸附物在菌胶团的外层形成疏水膜,包裹在有机质疏水膜中的

5、水分称为菌胶团包含水，这部分水分很难去除，且量较大。超声波的频率范围一般为2.0×103~1.0×106Hz，当一定强度的超声波作用于某一液体系统中时,明显改变液体中的溶解态和颗粒态物质的特征。这些反应是由声场条件下大量空化泡的产生和破灭引起的。超声空化指液体中的微小气泡核在在很高的声强下，液体中将产生大量空化气泡，它们随着声波改变大小并最终在瞬间破灭，气泡破灭时，将产生极短暂的强压力脉冲,并在气泡及其周围微小空间形成局部热点，产生高温高压(3000℃、1000个大气压)和具有强烈冲击力的微射流，能在瞬间破坏有机体的细胞壁，从何破坏菌胶

6、团结构，提高污泥的脱水性能，同时释放到水体中的有机质还可作为厌氧发酵的营养源。超声波对污泥的作用受超声波强度、作用时和频率的影响。但声波的作用机理和效应非常复杂，其它作用条件如波强度、作用时间、频率均影响到处理的效果，且它们之间还相互影响,目前对操作条件的优化还没进行系统的研究[3]。1.3絮凝脱水技术在污泥处理中，常采用投加絮凝剂来改善污泥的脱水性能，其作用原理为通过投加絮凝剂，在污泥胶质微粒表面起化学反应、中和污泥胶质微粒的电荷，促使污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，从而提高污泥的脱水性能。常用的絮凝剂可以分

7、为无机絮凝剂、有机絮凝剂以及微生物絮凝剂。从处理原理来看,无机絮凝剂主要是通过中和作用促使污泥微粒凝聚来达到分离污泥的作用,而有机絮凝剂除了中和作用外还利用长分子链的吸附架桥作用将水中细小颗粒吸附并纠缠在一起，更易形成较大的颗粒。相比较而言,有机絮凝剂用量少，无腐蚀性，但成本偏高。该法目前还不太成熟,但作为一种非常理想的污水脱水前的调理剂其发展前景非常广阔。絮凝脱水适用于脱水性能比较差、一般方法难以处理的污泥,但成本比较高,一些絮凝剂还可能存在生态安全隐患[4]。1.4流化床焚烧流化床焚烧炉为圆筒形，气体由底部通入，经配气板均匀送入炉堂

8、，炉膛的最下端为一次燃烧区，在稳定的气流吹动下，污泥在配气板上方呈悬浮态浮态，状似液体沸腾，故称之为“流化态”。污泥干化后质量减轻开始上浮进入二次燃烧区，此区温度为850℃左右，二噁英可被分解。烟尘从炉顶排