城市污水厂污泥处置工艺研究

2024-12-31吴鹏涛张文翔

中国资源综合利用 2024年9期

摘要：为进一步探究城市污水厂污泥处理工艺的优化路径，以某污水处理厂污泥处置现状为研究案例，根据其污泥处置效率偏低的问题，经过多方面综合比选，选择采用基于就地干化处理技术的污泥处置工艺。实践结果表明，该处置工艺的出泥含水率始终维持在较低水平，为后续的资源化利用打下良好的基础，具有一定的应用价值。

关键词：污水处理；污泥处理；处理工艺

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2024）09-0-03

Research on Sludge Disposal Process of Urban Sewage Treatment Plant

WU Pengtao1， ZHANG Wenxiang2

（Guoneng Liaoning Environmental Protection Industry Group Co.， Ltd.， Shenyang 110000， China）

Abstract： To further explore the optimization path of sludge treatment process in urban sewage treatment plants， taking the current situation of sludge disposal in a certain sewage treatment plant as a research case， based on the problem of low sludge disposal efficiency， after comprehensive comparison from multiple aspects， the sludge disposal process based on in-situ drying treatment technology was selected. The practical results show that the effluent moisture content of this disposal process is always maintained at a low level， laying a good foundation for subsequent resource utilization and having certain application value.

Keywords： wastewater treatment; sludge treatment; processing technology

在城市污水处理过程中会产生大量污泥，如果未经深度处理直接排放，会污染环境[1-4]。近年来，研究人员对于污泥处理进行了大量研究，并提出堆肥、干化和焚烧等处理方法。然而，这些处理方法均存在一定的局限性。因此，需要优选和细化设计污泥处理工艺，以期达到最佳的处理效果。

1 项目概况

某大型污水处理厂的处理能力为8万m3/d，采用氧化沟工艺处理污水，出水水质达到国家城镇污水排放一级B等标准，污泥产生量约为30 t/d（含水量按80%计算）。该污水处理厂长期采用直接填埋方式，存在以下3个问题：第一，污泥露天堆放导致有害生物大量繁殖；第二，污泥含水率明显超出城镇污水处理厂污泥处置标准中规定的要求，造成填埋工作效率低；第三，填埋场渗沥液收集系统和排水管线堵塞问题频发，导致填埋场安全和管理工作受到严重制约。针对此类问题，该污水处理厂决定采用污泥处置工艺处理污泥[5-8]。

2 污泥处置工艺设计

2.1 工艺流程设计

结合污水处理现状，查阅相关文献资料后，设计基于就地干化处理技术的污泥处置工艺流程。经过深度脱水处理的污泥，通过螺旋输送机进行下料处理。待污泥的含水率合格后，被输送至干泥料仓等待进一步的回收利用[9-10]。

2.2 污泥深度脱水功能设计

一般情况下，污泥含水率不能超过65%。而本次研究的案例项目，其污泥含水率超过了80%。因此，在太阳能干化处理之后，应对其进行深度脱水，可以通过深度脱水功能实现。污泥深度脱水步骤如图1所示[11-12]。在深度脱水后，可以采用高压板框压滤机进一步降低污泥的含水率，确保其达到更为干燥的状态。

在对污泥进行深度脱水期间，需要先稀释原始污泥，使污泥的含水量由80%变为92%。这一环节的目的是提升污泥本身的流动性。然后使用污泥泵将其输送到综合处理池。在处理过程中，污泥与池中的调理剂发生复杂的化学反应。经过化学反应不仅显著降低了污泥脱水干化的难度，还有效固化了其中的重金属物质。想要使污泥的含水率不超过65%，还需要借助压缩干化机对污泥进行脱水处理。在污泥调理系统中，采用聚合氯化铝（Poly Aluminum Chloride，PAC）和聚丙烯酰胺（Polyacrylamide，PAM）作为调理药剂，并为两种药剂分别配备一套一体化投料系统进行泵送投料。同时，为提升调理效率及效果，调理池的容量设置为64 m3。

2.3 就地干化模块设计

就地干化模块的设计目标是将污泥的含水率由65%降至40%以下，同时确保处理能力达到约115 t/d的水平。就地干化模块的设计流程如下。

一是分析就地干化的基本原理。在缺乏太阳能干化设施的情况下，该污水处理厂利用自然风力进行干化。在此过程中，借助相邻模块排放的废热，将空气温度提升至90 ℃。随后，这些热空气被引导通过聚氯乙烯（Polyvinyl Chloride，PVC）管道，以1.5 m/s的速度流动，有效实现了污水的就地干化处理。

二是设计就地干化模块的整体架构。根据运行原理，设计就地干化模块的硬件装置，如图2所示。

三是计算污泥水分蒸发所需的能量。由于该项目每日污泥处理量的最大值达到115 t，且需将污泥的含水率由65%降至40%以下，则水分蒸发量为48 t左右。蒸发水分需将水温由20 ℃升高至50 ℃，蒸发水分过程中所需的能量（含气化潜热）为34.9 kW·h，因此每日蒸发水分所需的能量为33 585.6 kW·h，以此作为干化系统的运行功率[13]。

3 应用效果测试

为检验污泥处置工艺的实际应用效果，按照设计方案布置相关设备，然后将该污泥处置工艺投入实际运行过程中，测试10个月，将平均污泥量控制在80～82 t/d。干化系统的参数如表1所示，摊铺设备的参数如表2所示[14]。

测定每个月的进泥含水率和出泥含水率，以初步评估该污泥处置工艺的处理效果，得到结果如图3所示。

从图3可以看出，虽然不同时间段的污泥含水率存在一定的波动，但整体的出泥含水率始终维持在较低水平，表明本次污泥处理工艺的有效性。具体来看，污泥的出泥含水率最低值为23.3%，最高值为38.8%，平均值为32.52%。通常情况下，含水率越低，意味着污泥的处理效果越好，后续的运输和处置成本也随之降低。低含水率的实现，离不开先进的污泥处理技术和合理的工艺流程。通过对污泥进行有效脱水，不仅能减少污泥的体积，还能提高其稳定性，为后续的资源化利用打下良好的基础。例如，处理后的污泥可以用作土壤改良剂和肥料，充分体现了污泥的资源化价值。随着城市化进程的加快，污水产生量逐年增加，如何高效、环保地处理污泥已成为各地水处理厂面临的重要课题。通过采用污泥处置工艺，不仅提升了污泥处理能力，还为环保事业的发展贡献力量。

4 结论

针对某地污水处理厂的污泥处理需求，通过综合分析其实际情况，确定了以就地干化技术为核心的污泥处置方案。该方案采用了先进的污泥处理技术，有效提升了污泥处理能力，具有较高的应用价值。

参考文献

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7 李鹏飞，韩建博，顾凤，等.纯膜MBBR+磁混凝沉淀工艺在广东省某城市污水厂提标改造中的应用[J].净水技术，2024（3）：166-173.

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