淺談廣州市污水處理廠污泥處理工藝

摘 要：全國污泥安全處理率低下，文章通過對廣州市污泥處理標(biāo)準(zhǔn)以及處理工藝的分析，總結(jié)了廣州市污水處理廠污泥處理的設(shè)計(jì)工藝。希望通過文章的分析，能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；污泥處理；直接低溫?zé)岣苫辉O(shè)計(jì)工藝

1 概述

根據(jù)建設(shè)部統(tǒng)計(jì)，至2012年底，全國城鎮(zhèn)污水處理廠總處理能力為1.42億m3/d，污水處理率81.6%。按照日均處理水量1.18億m3/d，每萬噸污水產(chǎn)生6噸污泥（含水率80%）計(jì)，日均污泥量為7萬噸，污泥產(chǎn)量增長速度按照10%計(jì)，預(yù)計(jì)2015年污泥產(chǎn)量將達(dá)到5000萬m3/d（含水率80%）。但是污泥處理處置相對污水處理嚴(yán)重落后，大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥采用簡單填埋或簡易堆放處理，造成嚴(yán)重的二次污染，全國污泥安全處理率不足10%[1]。

2 廣州市污泥處理概述

廣東省環(huán)境保護(hù)廳、廣東省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳文件關(guān)于印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)我省城鎮(zhèn)生活污水處理廠污泥處理處置工作的意見》的通知（粵環(huán)發(fā)[2010]113號文）“污泥無害化處理處置，經(jīng)無害化處理處置的污泥含水率需低于60%”。

廣州市水務(wù)局2012年11月組織編制了《廣州市城鎮(zhèn)生活污水處理廠污泥處理處置技術(shù)路線及廠內(nèi)技術(shù)改造工程方案》，于2013年3月1日14屆57次廣州市政府常務(wù)會議上審議通過；要求廠區(qū)剩余污泥含水率<40%的標(biāo)準(zhǔn)。

3 污水處理廠污泥處理工藝選擇

通過近兩年對國內(nèi)污水處理廠剩余污泥處理的運(yùn)行情況調(diào)研，目前國內(nèi)剩余污泥處理大多采用帶式脫水機(jī)、離心脫水機(jī)等方式進(jìn)行脫水處理，剩余污泥含水率<80%后外運(yùn)處置。

通過目前國內(nèi)有應(yīng)用實(shí)例的幾種污泥處理工藝的調(diào)研，為達(dá)到剩余污泥處理后含水率<40%，必須需要對剩余污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)，改變污泥屬性，再進(jìn)行脫水處理[2][3]。

目前污泥處理方式主要包括以下幾種工藝。

3.1 石灰調(diào)質(zhì)+板框脫水處理工藝

3.1.1 主要原理。在污泥中添加化學(xué)藥劑的來改變污泥的脫水性能的，藥劑大多是生石灰及陰離子聚丙烯酰胺等。目前大多是通過高強(qiáng)度擠壓的方式，把污泥中的水分?jǐn)D出。

3.1.2 工程應(yīng)用。國外有較多的應(yīng)用實(shí)例，廣州在大沙地污水處理廠由綠由公司負(fù)責(zé)的剩余污泥處理工程，將剩余污泥調(diào)質(zhì)脫水至含水率約50%，外運(yùn)處置。

3.1.3 該工藝優(yōu)點(diǎn)。該工藝以前在國外經(jīng)過了較長時間的應(yīng)用，剩余污泥處理后含水率有保障，工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，工藝成熟。

3.1.4 工藝缺點(diǎn)。無機(jī)藥劑的加入造成了污泥的“增量化”，而且干化后的污泥基本沒有利用的價(jià)值（大量無機(jī)藥劑導(dǎo)致污泥有機(jī)成分分解和降低，泥餅pH很高一般在12以上）。

添加化學(xué)藥劑主要是鐵鹽、鈣鹽及氯化物，化學(xué)藥劑的生產(chǎn)高耗能、高污染，對環(huán)境影響大。處理后污泥雖然含水率達(dá)標(biāo)，但污泥最終量增加約40%，外運(yùn)處置成本高。在添加石灰過程中產(chǎn)生大量蒸汽，配套除臭處理工程量較大。

3.2 真空脫水處理工藝

經(jīng)調(diào)質(zhì)后的污泥，經(jīng)進(jìn)料泵送入脫水干化系統(tǒng)，同時在線投加絮凝劑，利用泵壓使濾液通過過濾介質(zhì)排出，完成液固兩相分離。在入料初期，濾布上的濾餅層較薄，過濾阻力小，因此入料量很大。隨著過濾的進(jìn)行，濾餅逐漸增厚，濾餅的空隙率則相對減少，導(dǎo)致過濾阻力增加，入料量隨之減少，當(dāng)物料充滿濾室時，進(jìn)料過濾期結(jié)束。

在密實(shí)成餅階段，通過隔膜板內(nèi)的高壓水產(chǎn)生壓榨力，破壞了物料顆粒間形成的“拱橋”，使濾餅壓密，將殘留在顆?？障堕g的濾液擠出；濾餅中的毛細(xì)水則利用壓縮空氣強(qiáng)氣流吹掃進(jìn)行穿流置換，使濾餅中的毛細(xì)水進(jìn)一步排出，以達(dá)到最大限度的降低濾餅水分[4]。

根據(jù)真空脫水工藝運(yùn)行的特點(diǎn)和環(huán)境，真空脫水系統(tǒng)在常溫下運(yùn)行，進(jìn)行真空脫水環(huán)節(jié)時，泥腔內(nèi)形成低溫負(fù)壓，過程全封閉運(yùn)作，無磨損隱患和粉塵爆炸危險(xiǎn)。

工程應(yīng)用：蘇州工業(yè)園第一污水廠內(nèi)，有一套每天處理80%含水率剩余污泥10～15m3/d的系統(tǒng)在運(yùn)行。

3.3 污泥熱水解調(diào)質(zhì)+離心脫水工藝

3.3.1 主要原理。含水率97%的濃縮污泥經(jīng)離心螺旋脫水機(jī)脫水至80%含水率，排入污泥暫存罐暫存；污泥處置裝置啟動運(yùn)行時，暫存罐污泥經(jīng)螺旋輸送機(jī)輸送至污泥調(diào)質(zhì)罐，與約100℃熱脫水混合，溫度上升至約60℃，成為含水率約90%的熱污泥。

熱污泥進(jìn)入多效蒸煮器的第一效蒸煮器，利用二級閃蒸器產(chǎn)生的余熱加熱至約80-90℃；經(jīng)過一效蒸煮器加熱的污泥，進(jìn)入二效蒸煮器，利用一級閃蒸器產(chǎn)生的余熱，將污泥溫度升高至約110-120℃；經(jīng)過二效蒸煮器加熱的污泥，進(jìn)入三效蒸煮器，在新蒸汽的作用下，將污泥的溫度升高至約155℃進(jìn)入層流蒸煮器，污泥在層流蒸煮器中保溫、保壓60min以上。

污泥在層流蒸煮器中保溫、保壓約60min后，在壓力的作用下進(jìn)入一級閃蒸器，閃蒸出帶壓高溫蒸汽供二效蒸煮器加熱使用；一級閃蒸器中的污泥在余壓的作用下，進(jìn)入二級閃蒸器，閃蒸出蒸汽供一效蒸煮器加熱使用。

二級閃蒸器中的污泥在污泥泵的作用下，進(jìn)入污泥脫水機(jī)，脫出的約100℃的高溫水在污水泵的作用下一部分進(jìn)入污泥調(diào)質(zhì)罐，另一部分排入污水廠進(jìn)水調(diào)節(jié)池；脫干污泥含水率約45%-48%，再使用滾動干燥倉使剩余污泥含水率降低至<40%；該污泥可作為垃圾發(fā)電廠燃料或垃圾填埋場覆蓋土。

3.3.2 工程應(yīng)用。目前該技術(shù)在四川綿竹有（每天處理80%含水率剩余污泥30m3/d）的工程實(shí)例。

3.3.3 該工藝優(yōu)點(diǎn)。工藝靈活可根據(jù)污泥最終處置要求控制污泥含水率，合理循環(huán)利用資源。產(chǎn)品既可能源利用，亦可作為垃圾場覆蓋土。剩余污泥有效減量，外運(yùn)處置成本低。

3.3.4 該工藝缺點(diǎn)。工程能耗較大；工程運(yùn)行中產(chǎn)生大量蒸汽，除臭風(fēng)量較大。

3.4 直接低溫?zé)岣苫?/p>

調(diào)理后的污泥通過螺桿泵注入高壓隔膜廂式壓濾機(jī)中，通過多級離心泵加壓廂式壓濾機(jī)中的隔膜對污泥進(jìn)行強(qiáng)力擠壓脫水，分離機(jī)內(nèi)的剩余水與泥餅，最后卸除壓濾機(jī)內(nèi)的泥餅。

高壓板框壓榨后污泥含水率低于60%，進(jìn)入污泥低溫?zé)岣苫到y(tǒng)。低溫?zé)岣苫瘜崮軅鬟f至污泥中的水，并使其蒸發(fā)汽化，以降低污泥的含水率的過程。該技術(shù)對各類污泥普遍適用，一般為了從中去除水分，有兩種干化方式，即低溫干化（溫度在150℃以下）和高溫干化（溫度在150℃以上）。高溫干化由于干化溫度高，容易揮發(fā)和裂解污泥中的有機(jī)質(zhì)，增加尾氣處理難度，而且干化能耗極高。低溫干化由于干化溫度較低，在干化過程中僅會去除污泥中的水氣，其有機(jī)物不會裂解和揮發(fā)，尾氣沒有明顯臭味，無需額外的尾氣除臭設(shè)備，減少設(shè)備投資和運(yùn)行成本。

工程應(yīng)用：廣州市石井污水處理廠廠內(nèi)污泥減量化技術(shù)改造試點(diǎn)項(xiàng)目有一套處理規(guī)模為15萬t/d對應(yīng)的污泥處理規(guī)模（折合干基污泥約18t/d）的系統(tǒng)在運(yùn)行。

4 廣州市污泥處理進(jìn)展

廣州市西朗污水處理廠、瀝滘污水處理廠、獵德污水處理廠及大坦沙污水處理廠廠內(nèi)污泥干化減量工程項(xiàng)目已完成招標(biāo)，均采用直接低溫?zé)岣苫勰嗵幚砉に?。根?jù)石井污水處理廠廠內(nèi)污泥減量化技術(shù)改造試點(diǎn)成果，直接低溫?zé)岣苫勰嗵幚砉に囍档闷诖?/p>

參考文獻(xiàn)

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[2]王睿坤，劉建忠，虞育杰，等.城市污泥特性及其干化技術(shù)[J].給水排水，2010，36（增刊1）：153-158.

[3]王興潤，金宜英，聶永豐.國內(nèi)外污泥熱干燥工藝的應(yīng)用進(jìn)展及技術(shù)要點(diǎn)[J].中國給水排水，2007，23（8）：5-8.

[4]許太明，孫洪娟，曲獻(xiàn)偉，等.污泥低溫真空脫水干化成套技術(shù)[J].中國給水排水，2013，29（2）：106-108.