SCDD污泥处理处置工艺简述

2012-01-27刘军

资源节约与环保 2012年6期

刘军

（南京万德斯环保科技有限公司，南京，210000）

1 前言

“十一五”末，全国污水处理能力已达1.25亿立方米/日，污泥产量每年约3000万吨【1】。随着城市污水处理能力的增长，污泥处理处置问题已十分突出，污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化问题亟待解决。污泥处理处置的目的是实现污泥的减量化、稳定化、无害化和资源化，因此污泥的最终处置决定污泥的处理工艺。

2 污泥处置常见工艺

污泥处置方法一般包括深度脱水、厌氧消化、热干化、好氧堆肥、石灰稳定等。

2.1 深度脱水：是将湿污泥投入高压机械压滤脱水系统中，经过连续挤压，含水率降至30%~50%的处理方式。

2.2 厌氧消化：在厌氧条件下，利用微生物降解污泥中的有机物，实现污泥稳定和减量的过程。

2.3 污泥热干化：在外部加热的条件下，通过传热和传质过程，使污泥中水分蒸发，从泥中分离出去的过程。

2.4 好氧堆肥：污泥中的有机物在好氧发酵微生物的作用下降解，同时经好氧高温杀死病原微生物的污泥处理过程。

2.5 石灰稳定：投加石灰，改变污泥pH值，杀灭致病菌，实现污泥稳定化的过程。

3 污泥最终处置的主要方式

有填埋、土地利用、焚烧、建材利用等【2】。

4 SCDD污泥处理处置工艺

不论是填埋、土地利用、建材利用，还是协同焚烧，都必须对污泥进行深度脱水、半干化、干化处理，才能进行最终处置。深度脱水干化是污泥处置的必要环节，可以有效实现污泥减量稳定化，具有投资小、运营成本低的优势。

因此SCDD污泥处理处置工艺，即“调理（sludge conditioning）-深度脱水（high pressure filtration dewatering）-综合处置（comprehensive disposal）”工艺路线一经推广就取得良好的环境和社会效应，已经在多个市政和工业污泥处理处置项目中得到了验证。

SCDD“污泥预处理调理+深度脱水+综合处置”工艺针对市政污泥和工业污泥处理，有两种处理对接方式：一是预处理系统接收含水率为80%的湿污泥；二是预处理污泥料仓直接接收含水率97%左右的浓缩污泥，进行调质和深度脱水处理。第二种对接方式更可省去污水厂原有的污泥脱水、加药等设备，节省污泥处理运行费用。SCDD污泥处理处置工艺对湿污泥进行调理后，再深度脱水至含水率50%以下，实现了污泥的减量化、稳定化、无害化。干化后的污泥具有较高的热值利用价值，可送至燃煤电厂、水泥厂或垃圾电厂进行协同焚烧，也可作土地、园林利用、建材利用等处置。该技术跨越了污泥厌氧处理、热干化和直接焚烧处理固定投资大、运行成本高的限制，经工程实践应用，证明经济技术性好、适用范围广，是适合我国大多数城市污泥处理处置的新型工艺技术。

4.1 预处理调理系统

污泥调理主要是对污泥颗粒表面的有机物进行改性，破坏污泥的细胞和胶体结构，改变污泥的水分结合状态，同时降低污泥的压塑性，使污泥能满足深度脱水干化处理的要求。预处理调理系统由污泥计量系统、输送设备、污泥储仓、调理剂制备设备、调理混合设备等组成。

4.1.1 调理系统工作原理

湿污泥由螺旋输送器直接送入调理系统，或进入污泥储罐再由螺杆泵送至调理系统。调理过程包括污泥转化和污泥稳定，转化阶段污泥和调理剂均匀混合，经稳定处理后完成污泥的调理。

4.1.2 调理系统的特点

采用了压力梯度控制；输送进料时间控制；输送泵自动变频控制；出液和反吹控制。可实现自动控制调理液浓度；自动控制调理混合速度、储存时间；适合的PH值调节；可有效破坏污泥的胶体絮团，增强颗粒刚性；有效释放污泥内包容的自由水、间隙水和吸附水。调理剂的特点比表面积大、化学活性高、扩散渗透性强；采用纳米粉体加工工艺；针对不同污泥泥质可进行复合配方的调整；添加量小，不含硫、氯元素；成本经济，运行费用低。

4.2 深度脱水系统

此系统主要有进泥系统（隔膜泵或污泥泵）/高压压滤设备/吹脱系统/污泥卸料系统等组成。深度脱水系统：深度脱水是指脱水后污泥含水率达到50%以下，特殊条件下污泥含水率更低。目前，我国城镇污水处理厂脱水污泥的含水率大都在78%~85%之间【3】。高含水率给污泥后续处理、运输及处置带来了很大的难度。因此，必须进行污泥的深度脱水。深度脱水系统采用高压污泥压滤设备，在进料过程结束后，对污泥进行压榨，可实现压力梯度控制，压滤时间控制；密闭的高压脱水过程可以获得很好的脱水效率，增加污泥滤饼的干度，降低污染和减少劳动力。脱水后，通过吹风操作或自然风干，污泥泥饼含水率可迅速降低。

4.2.1 深度脱水系统的工作原理

高压压滤设备是污泥深度脱水系统的核心设备，机架采用特种材质的钢结构，满足了高压工况的需要。高压污泥压滤设备主要由固定滤板、活动滤板、横梁、过滤介质、压紧装置、集液槽等组成。滤板采用耐高压材料，使用时间长，故障率低。设备的工作过程是：调理后的污泥由污泥输送泵送入压滤设备滤室，滤室进泥完成后自动关闭进料阀，向滤室内通入气体或液体，使得滤布膨胀变形，从而达到对滤饼的二次压榨的作用，高压将滤饼之中的毛细水、结合水等水分脱出。压榨完成后可实现自动卸泥。

4.2.2 深度压滤脱水系统的特点

采用液压高压压紧装置，具有自动进程、回程和保压控制功能；采用独立的液压系统和自动控制系统，操作安全、简单；机架强度高，承压支撑性好；有效过滤面积大，过滤速度快；滤板材质强度高、耐腐蚀、使用寿命长；滤板抗疲劳、抗老化、密封性能好。

4.3 污泥综合处置

污泥的主要处置方式有填埋、焚烧、土地利用、建材利用等。

4.3.1 土地填埋

土地填埋是成熟传统的污泥处置方式，是将城市污泥经处理后，直接倾倒于垃圾或污泥填埋厂。填埋处置对前期的污泥处理要求较低，一般进行减容稳定即可。由于填埋需要占用土地和大量的运输费用，且地基需做防渗处理以免污染地下水，故污泥填埋处置所占比例会逐步减少。污泥深度脱水干化后含水率在60%以下，PH<10，符合《城镇污水厂污泥处置混合填埋泥质》标准可直接填埋。

4.3.2 焚烧

焚烧是最彻底的处理处置方法，是指将脱水污泥先干化再焚烧。焚烧要求污泥有较高的热值，其最大优点是可以迅速和较大程度实现污泥减量，不需要大的污泥存储设备，能够满足越来越严格的环境要求，也适用于处理处置不适合资源化利用的部分污泥。但污泥焚烧所需的基建投资和运行费用较高。利用燃煤电厂将污泥与煤混合焚烧。为提高污泥处置的经济性，污泥含水率应在50%以下，可实现自持混合燃烧。污泥生活垃圾混合焚烧污泥直接进料到焚烧设备，或以混合进料的方式与生活垃圾混合焚烧。污泥的水泥窑协同焚烧处置，污泥进入水泥窑煅烧可替代部分黏土作为水泥原料，达到协同处置污泥的目的。干化后的污泥可在窑尾烟室或上升烟道、预分解炉等处喂料。利用水泥窑系统处置污泥时，须控制污泥中硫、氯和碱等有害元素含量，其硫碱元素的当量比控制在0.6~1.0，氯元素应控制为0.03~0.04%。经过深度脱水的泥饼，干基热值在2000千卡/千克左右，可以作为低热值燃料，协同焚烧。

4.3.3 土地利用

是将污泥经稳定化和无害化处理后用于园林绿化、林地利用或土壤修复及改良。污泥的土地利用可使污泥最终剩余物问题得到真正解决，有机物重新进入自然环境。污泥中的各种微量元素Ca、Mg、Cu、Fe等，能够改良土壤、增加土壤肥力【4】。因污泥中含有微生物和部分重金属元素，因此，污泥土地利用前必须进行无害化处理。深度脱水后泥质达到《城镇污水厂污泥处置园林绿化用泥质》即可土地利用。

4.3.4 建材利用

污泥也可作为原料制造建筑材料，经烧结的最终产物可以用于建筑工程或路基材料。主要方式有：制作水泥添加料、制陶粒、制路基材料等。