污泥高干脱水技术发展总结及案例分析

【导读】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。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%。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，污泥高干脱水技术的出现赢得了同行业人士的好评，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

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;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。

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

通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混，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

3.1电渗透高干脱水的原理

电渗透污泥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。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

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，把污泥在污水处理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污泥的热干化技术。但是其成本高昂，极大阻碍了该技术的进一步推广应用。由于添加消石灰的石灰稳定深度脱水技术也因为成本和无机物含量增加影响后续处理效率等问题而未能得到普遍认可和持续使用。

电渗透污泥高干脱水技术是一种成本低廉、操作简易和环保高效的新技术，具有很好的应用前景。但是该技术的成熟性尚需进一步验证，其相关的设备尚需进一步开发和扩大应用。

深度污泥脱水的能源应该朝向太阳能、冷能等可再生能源和锅炉废热利用的方向发展。在我国，太阳能聚光技术已经比较成熟，如果将太阳能利用起来用作污泥深度脱水的热源，经过集成喷雾干燥等技术，将很可能开发出一种低能耗、高效而环保的污泥高干脱水技术。