【上海水處理設(shè)備網(wǎng)www.ytgzj.cn】污水處置廠每天都會發(fā)生大量的污泥，研究標(biāo)明，污泥中含有銅、鋅、鉻、汞等重金屬、鹽類等難降解的有毒有害物質(zhì)，以及耐久性有機污染物、環(huán)境耐久性制藥污染物、多環(huán)芳烴、揮發(fā)性有機化合物、環(huán)境外來物質(zhì)等，此外污泥中還含有大量的寄生蟲卵、病原微生物、病毒。

目前全國污泥處置處置規(guī)模巨大，但平安處置率低。對我國的環(huán)境存在巨大的威脅。那么如何對污泥進(jìn)行處置處置呢？

說污泥處置處置技術(shù)之前，先來了解一下污泥處置和處置的含義：

污泥處置(sludghandlorsludgtreatment污泥經(jīng)單元工藝組合處置,達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無害化”目的全過程。

污泥處置(sludgdispos處置后的污泥,  上海純水設(shè)備棄置于自然環(huán)境中(地面、地下、水中)或再利用,能夠達(dá)到臨時穩(wěn)定并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式。

一、污泥基礎(chǔ)知識

1類型

原污泥(rawsludg未經(jīng)污泥處置的初沉淀污泥。二沉剩余污泥或兩者的混合污泥。

初沉污泥(primarysludg從初沉淀池排出的沉淀物。

二沉污泥(secondeysludg從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出的沉淀物。

活性污泥(activatedsludg曝氣池中繁殖的含有各種好氧微生物群體的絮狀體。

消化污泥(digestedsludg經(jīng)過好氧消化或厭氧消化的污泥，所含有機物質(zhì)濃度有一定程度的降低，并趨于穩(wěn)定。

回流污泥(returnedsludg由二次沉淀(或沉淀區(qū))分離進(jìn)去，回流到曝氣池的活性污泥。

剩余污泥(excessactivatedsludg活性污泥系統(tǒng)中從二次沉淀池(或沉淀區(qū))排出系統(tǒng)外的活性污泥。

污泥氣(sludgega污泥厭氧消化時，有物分解所產(chǎn)生的氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳，并有少量的氫、氮和硫化氫。俗稱沼氣。

2污泥處置類型

污泥消化 sludgdigest氧或無氧的條件下，利用微生物的作用，使污泥中的有機物轉(zhuǎn)化為較穩(wěn)定物質(zhì)的過程。

好氧消化（aerobsigest污泥經(jīng)過較長時間的曝氣，其中一局部有機物由好氧微生物進(jìn)行降解和穩(wěn)定的過程。

厭氧消化（anaerobdigest:無氧條件下，污泥中的有機物由厭氧微生物進(jìn)行降解和穩(wěn)定的過程。

中溫消化（mesophildigest污泥在溫度為33-53℃時進(jìn)行的厭氧消化工藝。

高溫消化（thermophildigest污泥在溫度為53-330℃進(jìn)行的厭氧消化工藝。

污泥濃縮（sludgthicken:采用重力或氣浮法降低污泥含水量，使污泥稠化的過程。

污泥淘洗（elutriofsludg:改善污泥脫水性能的一種污泥預(yù)處理方法。用清水或廢水淘洗污泥，降低消化污泥堿度，節(jié)省污泥處置投藥量，提高污泥過濾脫水效率。

污泥脫水（sludgdewat:對濃縮污泥進(jìn)一步去除一局部含水量的過程，一般指機械脫水。

污泥真空過濾（sludgvacuumfiltrat:利用真空使過濾介質(zhì)一側(cè)減壓，造成介質(zhì)兩側(cè)壓差，將污泥水強制濾過介質(zhì)的污泥脫水方法。

污泥壓濾（sludgpressurfiltrat:采用正壓過濾，使污泥水強制濾過介質(zhì)的污泥脫水方法。

污泥干化（sludgdry:通過滲濾或蒸發(fā)等作用， 上海純水設(shè)備從污泥中去除大部分含水量的過程，一般指采用污泥干化場（床）等自蒸發(fā)設(shè)施或采用蒸汽、煙氣、熱油等熱源的干化設(shè)施。

污泥焚燒（sludginciner污泥處置的一種工藝。利用焚燒爐將脫水污泥加溫干燥，再用高溫氧化污泥中的有機物，使污泥成為少量灰燼。

二、污泥分類

三、污泥處置新技術(shù)

1沉淀污泥生物處置系統(tǒng)

該技術(shù)創(chuàng)新采用污泥洗滌工藝，首先洗出污泥中有機物質(zhì)，分離無機物質(zhì)污泥土，再將有機污泥濃縮進(jìn)行高溫厭氧消化處理。

優(yōu)點：

沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中一半固體無機污泥土，減少了一半生物處置量，節(jié)省工程投資和處理費用；

單獨處置有機污泥，去除了無機污泥土在反應(yīng)器中的沉淀，減少了設(shè)備磨損和反應(yīng)器的維護；

沉淀污泥經(jīng)過洗滌洗出污泥中大部分容易沉淀的重金屬和無機污泥土，提高了有機肥的品質(zhì)；

洗滌出的污泥土還可生產(chǎn)路面彩磚、透水磚。

其他創(chuàng)新工藝：超高溫厭氧消化、多級厭氧消化、沼渣漂浮等，污泥生物處置速度提高了幾倍和沼氣產(chǎn)量提高20%以上。

目前國內(nèi)外現(xiàn)有污泥處置技術(shù)還沒有能夠達(dá)到免費處置、處置污泥的水平。

2石灰投加技術(shù)

脫水后的污泥進(jìn)入料斗，料斗中加入石灰和氨基璜酸，石灰投量為濕泥量的10%一15%氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%由于氨基璜酸在反應(yīng)過程中產(chǎn)生氨氣，增強了整個工藝的殺菌效果，降低了反應(yīng)溫度。

污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中攪拌后，由雙螺旋進(jìn)料機推入柱塞泵進(jìn)料口，通過柱塞泵送入反應(yīng)器，70℃下停留30min輸出的產(chǎn)品可達(dá)到美國EPA PA RT503CLA SSA規(guī)范。反應(yīng)后的污泥泵送至料倉，密封容器中產(chǎn)生的氣體經(jīng)洗滌塔處置后排放。

該工藝的特點：

pH>12延續(xù)時間長，殺菌完全；高pH使大部分金屬離子沉淀，降低了其可溶性和活躍程度；

污泥的含固率可提高至30%去除了污泥中的臭氣，系統(tǒng)全密封，無環(huán)境污染；

系統(tǒng)全自動，操作維護簡單：加入少量氨基璜酸，減少了石灰用量和反應(yīng)時間，降低了運行本錢。

3污泥碳化技術(shù)

所謂污泥碳化，就是通過一定的手段，使污泥中的水分釋放進(jìn)去，同時又大限度地保管污泥中的碳值，使最終產(chǎn)物中的碳含量大幅提高的過程(SludgCarbono世界范圍內(nèi)，污泥碳化主要分為3種。

1高溫碳化

碳化時不加壓，溫度為649982℃。先將污泥干化至含水率約30%然后進(jìn)入碳化爐高溫碳化造粒。碳化顆�？梢宰鳛榈图壢剂鲜褂�，其熱值約為836012540kJ/kg日本或美國)

技術(shù)上較為成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工業(yè)以及美國的IES等。該技術(shù)可以實現(xiàn)污泥的減量化和資源化，但由于其技術(shù)復(fù)雜，運行利息高，產(chǎn)品中的熱值含量低， 上海純水設(shè)備目前尚未有大規(guī)模地應(yīng)用，大規(guī)模的為30刪濕污泥。

2中溫碳化

碳化時不加壓，溫度為426537℃。先將污泥干化至含水率約90%然后進(jìn)入碳化爐分解。工藝中產(chǎn)生油、反應(yīng)水(蒸汽冷凝水)沼氣(未冷凝的空氣)和固體碳化物。該技術(shù)的代表為澳大利亞ESI公司。該公司在澳洲建設(shè)了1座100t/d處置廠。

該技術(shù)可以實現(xiàn)污泥的減量化和資源化，但由于污泥最終的產(chǎn)物過于多樣化，利用十分困難。另外，該技術(shù)是干化后對污泥實行碳化，其經(jīng)濟效益不明顯，除澳洲一家處置廠外，目前尚無其他潛在用戶。

3低溫碳化

碳化前無需干化，碳化時加壓至6~8MPa碳化溫度為315℃，碳化后的污泥成液態(tài)，脫水后的含水率50%以下，經(jīng)干化造粒后可作為低級燃料使用，其熱值約為1504820482kJ/kg美國)

該技術(shù)通過加溫加壓使得污泥中的生物質(zhì)全部裂解，僅通過機械方法即可將污泥中75%水分脫除，極大地節(jié)省了運行中的能源消耗。污泥全部裂解保證了污泥的完全穩(wěn)定。污泥碳化過程中保留了絕大部分污泥中熱值，為裂解后的能源再利用創(chuàng)造了條件14t

污泥水解熱干化技術(shù)污泥水熱干化技術(shù)通過將污泥加熱，一定溫度和壓力下使污泥中的粘性有機物水解，破壞污泥的膠體結(jié)構(gòu)，可以同時改善脫水性能和厭氧消化性能。

隨水熱反應(yīng)溫度和壓力的增加，顆粒碰撞增大，顆粒間的碰撞導(dǎo)致了膠體結(jié)構(gòu)的破壞，使束縛水和固體顆粒分離。

經(jīng)過水熱處理的污泥在不添加絮凝劑的情況下機械脫水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏觀上表示為揮發(fā)性懸浮固體濃度減少和CODBOD以及氨氮等濃度增加。

水熱干化技術(shù)采用漿化反應(yīng)器，通過閃蒸乏汽返混預(yù)熱漿化、蒸汽與機械協(xié)同攪拌，提高了系統(tǒng)的處置效率；水熱反應(yīng)器中，采用蒸汽逆向流直接混合加熱的方式，強化了傳質(zhì)傳熱過程，可以防止局部過熱結(jié)焦碳化：連續(xù)閃蒸反應(yīng)器中，實現(xiàn)了系統(tǒng)能量的有效回收。

4微生物水解干化蛋白提取

污泥微生物通過水解破壁處理后，其胞內(nèi)蛋白質(zhì)和水分得以釋放，再經(jīng)過固液分離后，可到含水率35-45%減量70%以上）有機物消減40-50%污泥殘渣和可資源化利用的含蛋白液體。 上海純水設(shè)備目前天津裕川環(huán)境在該方面已取得一定成果。

污泥經(jīng)水解處理后，其含蛋白液體經(jīng)濃縮后可作為蛋白發(fā)泡劑和有機肥等利用，污泥殘渣可用做覆土、綠化土、土壤改良劑和建筑資料等。

值得注意的蛋白質(zhì)提取工藝中保證了重金屬不會進(jìn)入蛋白質(zhì)，而蛋白可以用于工業(yè)制品，也可以進(jìn)入農(nóng)業(yè)，但這些也都要企業(yè)自身完成產(chǎn)業(yè)鏈整合的工作。目前裕川環(huán)境的污泥蛋白質(zhì)提取工藝已成功運用，后期有望通過產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)間的有機協(xié)調(diào)，打通蛋白進(jìn)入農(nóng)業(yè)的后端產(chǎn)業(yè)鏈。

5熱水解+厭氧消化

熱水解預(yù)處理技術(shù)是以含固率15%~20%脫水污泥為對象進(jìn)行的厭氧消化技術(shù)。

具體而言，該工藝是通過高溫高壓熱水解預(yù)處理，以高含固的脫水污泥（含固率15%~20%為對象的厭氧消化技術(shù)。

工藝采用高溫（155℃~170℃）高壓（6bar對污泥進(jìn)行熱水解與閃蒸處理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有機物發(fā)生水解、并解決污泥中微生物的細(xì)胞壁，強化物料的可生化性能，改善物料的流動性，提高污泥厭氧消化池的容積利用率、厭氧消化的有機物降解率和產(chǎn)氣量。

同時能通過高溫高壓預(yù)處理，改善污泥的衛(wèi)生性能及沼渣的脫水性能、進(jìn)一步降低沼渣的含水率，有利于厭氧消化后沼渣的資源化利用。

此工藝已在歐洲國家得到規(guī)�；�工程��(yīng)用。

與激進(jìn)消化相比，該工藝具備以下特色：

1有機物轉(zhuǎn)化率高

2無害化水平提高，完全殺滅病原菌，泥餅達(dá)到A級；

3PH略高，可降低沼氣中的H2S和CO2濃度，使CH4含量提高；

4減少污泥體積，提高污泥穩(wěn)定性。

四、未來的主流技術(shù)

借鑒國際經(jīng)驗，未來污泥處置處置的技術(shù)發(fā)展主要有四條路徑：

1沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術(shù)路線

厭氧反應(yīng)流程：

厭氧消化具有以下優(yōu)點：

1提高后續(xù)處置的效率并減少后續(xù)處置能耗。通常認(rèn)為厭氧反應(yīng)可以實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。通過厭氧反應(yīng)，污泥中有機物去除40%-60%有害病菌減少。此外，厭氧消化提高污泥脫水穩(wěn)定性，讓焚燒等后續(xù)處置減少35%以上的能耗。

2厭氧消化利息較低。根據(jù)《中國環(huán)境報》統(tǒng)計，單純厭氧消化投資利息約為20-40萬元/噸/日）由于不用鼓風(fēng)曝氣等，節(jié)約了本錢， 上海純水設(shè)備單純厭氧消化運行費用約為60-120元/噸(含水率80%不包括濃縮和脫水)而好氧發(fā)酵運行費用為120-160元/噸。

歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理，發(fā)生的沼氣轉(zhuǎn)化為電能可滿足污水廠所需電力的33%100%

但污泥厭氧消化在國應(yīng)用的并不順暢。國建設(shè)的約50座污泥厭氧消化設(shè)施中，可以穩(wěn)定運營的只有20余座。

主要原因是由我國污泥泥質(zhì)差、處置廠運行管理水平低。國污泥含砂量較高、有機物含量較低、污泥可生化性差，消化設(shè)備運行的穩(wěn)定性和產(chǎn)沼氣率等指標(biāo)普遍未達(dá)到國外規(guī)范。此外，國缺乏沼氣利用的激勵機制，設(shè)備的投資費用高，系統(tǒng)運行較為復(fù)雜不易掌握。

不過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處置等方法對污泥進(jìn)行預(yù)處理，可以提高污泥水解速率，改善污泥厭氧消化性能。并通過項目經(jīng)驗的積累，企業(yè)也逐步掌握了較為全面的操作技能。污泥厭氧消化技術(shù)會是未來的一個主流方向。

2土地利用為主的好氧發(fā)酵技術(shù)路線

好氧堆肥是有氧情況下，通過微生物的發(fā)酵作用，將污泥轉(zhuǎn)變?yōu)榉柿系倪^程。其中有機物料代謝為二氧化碳、水和熱。

好氧堆肥的優(yōu)點包括：

1發(fā)酵效率高，穩(wěn)定化時間相對短；

2臭味少，實現(xiàn)滅菌；

3含水率可降到40%

4污泥廢品主要用于修復(fù)鹽堿地、鄉(xiāng)村綠化、垃圾場覆蓋以及建筑等方面用土；

5并衍生出蚯蚓生物堆肥等來強化堆肥效果，比如興蓉環(huán)境和綠山的合作。

堆肥的難點主要包括：

1能量凈支出，通風(fēng)能耗費用占比80%

2需對好氧堆肥運行的不同階段的合理通風(fēng)量加強研究；

3缺少C/N等控制因素的理論研究，致使存在調(diào)理添加劑使用過多的情況。

污泥經(jīng)發(fā)酵后轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，可限制性農(nóng)用、園林綠化或改良土壤， 上海純水設(shè)備從而實現(xiàn)污泥中有機質(zhì)及營養(yǎng)元素的高效利用，設(shè)備投資少、運行管理方便。

但占地面積大、發(fā)酵產(chǎn)品存在重金屬污染等缺點使得好氧發(fā)酵技術(shù)在國較難發(fā)展。

目前污泥好氧發(fā)酵工程可采用高效、快速、穩(wěn)定、集約化的設(shè)計、運營模式，可實現(xiàn)占地面積的大幅縮��；此外，研究標(biāo)明我國鄉(xiāng)村生活污泥的重金屬超標(biāo)比例約5%污染風(fēng)險較小，不應(yīng)該成為限制污泥發(fā)酵產(chǎn)品土地利用的主要障礙。

因此，城鎮(zhèn)污水處置廠污泥處置處置技術(shù)指南(試行)中，好氧發(fā)酵+土地利用”也被列為推薦技術(shù)路線。該技術(shù)在相對欠發(fā)達(dá)地區(qū)，應(yīng)用前景較大。

3污泥干化-焚燒技術(shù)路線

臨時以來，國人對污泥干化焚燒工藝存在誤讀，普遍認(rèn)為它一種高能耗工藝和高碳排放工藝。實際上，國際上污泥焚燒能量可以達(dá)到自給，不同工藝能耗來看，焚燒工藝（100kW/t與堆肥工藝（>100kW/t相當(dāng)。

焚燒實現(xiàn)完全處置和處置，而堆肥后續(xù)需要考慮貯存、運輸?shù)饶芎�。而且，污泥中的有機質(zhì)焚燒是碳中性的此外，人們還誤認(rèn)為污泥焚燒特性與垃圾相同是二噁英排放源。

干化焚燒工藝的設(shè)備投資較大，焚燒發(fā)生的煙氣污染嚴(yán)重，還需建立完善的煙氣處置系統(tǒng)，這也加大了污泥的處置費用。因此干化焚燒工藝一般適用于用地緊張且經(jīng)濟發(fā)達(dá)的地區(qū)。

隨著對碳減排和污泥生物質(zhì)資源認(rèn)識的不時加深，干化焚燒工藝在國外的應(yīng)用范圍開始減少。然而現(xiàn)階段，國污泥厭氧消化和好氧發(fā)酵技術(shù)還未成熟的情況下，污泥干化焚燒在一定時期內(nèi)可能會出現(xiàn)增長的態(tài)勢，尤其是工業(yè)窯爐協(xié)同焚燒的方式。

4建材利用為主的污泥高干脫水處置技術(shù)路線

大家對污泥高干脫水技術(shù)的普遍認(rèn)知還停留在投加大量化學(xué)藥劑，導(dǎo)致減容不減量；且藥劑對后續(xù)污泥焚燒、土地利用、建材利用等產(chǎn)物影響；臨時性、應(yīng)急污泥處置處置技術(shù)路線等。

目前采用的高干脫水工藝，投加大量藥劑未達(dá)到減量效果，且未與后續(xù)處置相結(jié)合，將阻礙污泥處置技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致劣幣驅(qū)除良幣的現(xiàn)象。

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