论文部分内容阅读
【摘 要】随着我国城市和工业的快速发展，工业污水和生活污水的排放量日益增多，从而导致污水中所产生的污泥量也是不断地增加，如何有效安全地处理好这些污泥，这是值得我们深入思考的问题。本文首先阐述了污泥的分类，其次，分析了开展污泥脱水技术的意义，同时，就污泥脱水技术的应用进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。
【关键词】污泥脱水技术；研究；应用
1.引言
随着我国城市和工业的快速发展，工业污水和生活污水的排放量日益增多，从而导致污水中所产生的污泥量也是不断地增加，如何有效安全地处理好这些污泥，这是值得我们深入思考的问题。目前污泥处理的常用方法有焚烧、堆肥和填埋，但是这些处理方法的应用都会或多或少地受到污泥的高含水率的限制。本文就污泥脱水技术进行研究。
2.污泥分类
2.1初沉池污泥
初沉池污泥源于沉降过程。这些悬浮的颗粒（或大或小的颗粒）可以利用沉淀法分离。初沉池污泥中的挥发份含量较低（大概在55%到60%之间），易于脱水。该污泥在脱水之前，很容易通过静态浓缩，提高原泥浓度，但该污泥容易发酵。
2.2生物污泥
生物污泥来源于生物法处理的废水。它是一种含有微生物的混合物，可以通过净化分离器将微生物和水质分离。只有部分生物污泥被送去进行脱水处理，其它将被循环利用，用来保持生化池中的细菌总量。该污泥脱水能力中等，主要是由其挥发份含量决定，过高的挥发份含量不易于泥水分离。
2.3混合污泥
混合污泥是初沉池污泥与生物污泥经过混合形成，由于混合污泥的性质介于生物污泥与初沉池污泥之间，该类污泥较容易脱水处理。
2.4消化污泥
消化污泥来自于消化处理过程中生物稳定步骤。稳定步骤是通过生物污泥或者混合污泥来实现的，此过程可在不同的温度条件下进行，也可以在有氧或无氧条件下进行（即耗氧菌或者厌氧菌）。在经过稳定处理后，污泥应该具有如下性质：具有较低的挥发份含量：挥发份含量大概占到50%，在消化过程中，污泥出现无机化现象；固含量大概在20g/L到40g/L之间；具有较好的脱水能力。
2.5矿物污泥
之所以取名为矿物污泥，是由于这种污泥是在矿物处理过程中产生的，如采石厂或者精选矿的过程。矿物污泥的性质直接与各种矿物的性质有关（包括粘土），它容易通过重力的作用来进行泥水分离。
3.开展污泥脱水技术的意义
2011年我国污水排放总量已经达到了482.4亿吨，其中含有261.3亿吨城镇生活污水，221.1亿吨工业废水,482.4亿吨废水中COD排放量可以达到1339.2万t。如果我们采用生物法来处理65%的污水,那么全国将产生847万t(干质量)污泥（按1t干质量污泥=0.38万t废水计算）。而我们如果假设这些污泥中含水量达到了80%,那么则这些污泥的质量可以达到4233万吨。污泥的处理如此之大，由此可看出,污水处理厂在处理这些污泥时所面临的困难。污泥处理处置的成本主要包括填埋费用、场外运输费用和场内传输费用。
而污泥的量是最能够影响成本的,如果我们积极开展污泥脱水技术，哪怕只是将含水率降低至一半,那么全国都至少能够减少一半的运输费用和填埋用地费用，能够减少2116万吨污泥，使得管理成本大幅度降低,所以污泥脱水技术有着重大的应用价值。
4.污泥脱水技术的应用
4.1干化脱水技术
干化脱水技术根据加热方式和热能来源的不同，可分为对撞流干燥、红外辐射干燥、间壁干燥、过热蒸汽干燥、流化干燥等，是一种能够有效利用热能快速蒸发掉污泥中水分的处理工艺，目前主要采用的是流化床干化。
干化脱水技术的缺点在于对操作技术和管理技术有较高要求，运行费用高，资金投资大。优点在于稳定、安全、易控制、占地少，处理过程中产生的气体不易爆难燃，不易产生沼气，污泥不易粘结、性状稳定，干化后污泥体积减小很多，含水率低于10%。适用于集中处理多个中小型污水处理厂污泥，还有那些土地紧张的大型污水处理厂。
4.2Huber SRT工艺
Huber SRT工藝系统一方面利用太阳能，另一方面回收来自污水处理厂的热能。该系统的面积占用率低，经处理后的污泥可以获得相对稳定的含固率，干化污泥呈颗粒状。其主要特点是污泥通过吸收太阳光线的热能实现干化，而当太阳光线不足时，可以通过热力泵代替太阳光来提供污泥干化所需热能。该热力泵通过回收污水处理厂的污水中的热量来获取加热空气，从而保证一年内的污泥干化效果维持在恒定水平，其处理结果可以达到90%含固率。该污泥处理系统可真正实现污泥无害化、减量化、稳定化和资源化，已通过国家建设部的专家论证，开创了我国利用新能源处理处置污泥的新纪元。技术达到国内先进水平，可广泛用于市政、化工、冶金、电力、煤炭等多种行业的污泥处理处置。整个过程无污染而且环保，可以做到把污泥水分从80%降到30%左右，使污泥体积缩小为原来的三分之一到五分之一，可处理每天500到2000吨不等量的污泥，蒸发1T水每小时耗电量仅为60-80kw。干化处理后可用于农业堆肥、制砖、燃煤。远程监控方便快捷，实现了资源可持续，处理了环境难题。
4.3水热技术
污泥的水热处理技术其原理是污泥的微生物在加热的过程中出现微生物细胞破裂、絮体解散，这样一来就导致污泥中有机物出现水解的现象。有机物的水解降低了黏性物质的束缚，同时也降低了污泥的黏度，导致污泥颗粒更容易与水分子发生分离，从而有效地降低脱水污泥的含水率。这种方法将高含水率的污泥（如含水率80-99.5%）直接降至含水率50%以下。污水处理厂的原污泥（含水率99.2%左右）或经浓缩的污泥（含水率95-98%），通过水热工艺深度脱水，可以避免污泥二次脱水，大为节省设备投资、运输费用和再处理成本。适用以下类型的污泥:a) 经过初步脱水的污泥（含水率80-85%）；b) 经过浓缩处理的污泥（含水率95-97%）；c) 未经处理的原污泥（含水率98-99.5%）。整个系统自动化程度高，PLC全程自动控制，流水线生产。比较其他高脱水率的方式，如干化、机械脱水，化学改性+特种压滤的常温脱水工艺，是处理成本更低的方式。 4.4微波脱水技术
20世纪90年代开始，国内外就已经有很多许多知名的专家开始在引污泥的处理中采用微波技术，这种技术对于污泥脱水性能的改善有较大的好处，其技术优势表现为设备体积小、热量立体传递、热效高、加热速度快等，有较大的应用前景。经过微波辐射处理的污泥，污泥的比阻较原泥降低75%，污泥的沉降速度明显加快。
4.5絮凝脱水技术
在污泥处理中，常采用投加絮凝剂来改善污泥的脱水性能，其作用原理为通过投加絮凝剂，在污泥胶质微粒表面起化学反应、中和污泥胶质微粒的电荷，促使污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，从而提高污泥的脱水性能。絮凝脱水适用于脱水性能比较差、一般方法难以处理的污泥,但成本比较高,一些絮凝剂还可能存在生态安全隐患。絮凝沉淀在水处理中的应用较为广泛,特别是给水处理,在污泥处理中的大规模有效应用还在研究中。
4.6流化床焚烧
该法具有燃料适应性广、燃烧效率高、符合调节范围大且速度快、环境污染小易于实现灰渣的综合利用等特点，但同时投资大，运转费用高，且污泥中的重金属成分经过燃烧后难于处理，目前还处于小规模试验应用阶段，但是土地资源的紧缺和人们用堆肥对土地污染认识的深化,污泥的焚烧处理将逐渐被重视。
4.7化学调质+深度脱水
这是一个值得尝試的污泥处理技术，但由于存在化学品用量、配方方面的种种变数，化学调质常常成为一些厂家忽悠客户、百试不爽的销售手段。悄悄地大幅度改变化学品的配比和投加量，足以使任何板框机压出比石头还硬的泥饼来，但这已经不是工程考察，而是变魔术了。变戏法是为了取悦于观众，在工程上玩这一手可就迹近行骗了。等你把这东西买回家，发现药耗大大超标、含固率也远达不到要求、板框变形、液压系统漏油、滤布用不了几天就破了，此外还需要经常对整个设备进行酸洗。
5.结语
总之，不同的污泥脱水方法有着各有不同的优缺点,污水处理厂应该结合自身的事情情况，例如当地气候、处理规模、处理水质等加以选择，选择出最适宜采用的方法。
参考文献
[1]吕锦玲,陈建中.几种絮凝剂在污泥脱水中应用的比较研究[J].广州环境科学,2005,(04)：158-160 .
[2]权进香.城市污水处理厂污泥最终处置方式的探讨[J].科技情报开发与经济 , 2006,(03):132-135 .
[3]董辉,王国华,孙晓.影响污水污泥脱水性能因素的探讨[J].上海建设科技 , 2005,(06):141-143 .
[4]张勤,张幸涛,陈滨,陈恒宝,张有仓.城市污水处理厂污泥调质用絮凝剂的选择[J].重庆建筑大学学报,2006,(01) :105-108.
[5]刘红叶,程晓如.污水生化处理中污泥减量技术的应用[J].广州环境科学 , 2005,(04):214-216 .
【关键词】污泥脱水技术；研究；应用
1.引言
随着我国城市和工业的快速发展，工业污水和生活污水的排放量日益增多，从而导致污水中所产生的污泥量也是不断地增加，如何有效安全地处理好这些污泥，这是值得我们深入思考的问题。目前污泥处理的常用方法有焚烧、堆肥和填埋，但是这些处理方法的应用都会或多或少地受到污泥的高含水率的限制。本文就污泥脱水技术进行研究。
2.污泥分类
2.1初沉池污泥
初沉池污泥源于沉降过程。这些悬浮的颗粒（或大或小的颗粒）可以利用沉淀法分离。初沉池污泥中的挥发份含量较低（大概在55%到60%之间），易于脱水。该污泥在脱水之前，很容易通过静态浓缩，提高原泥浓度，但该污泥容易发酵。
2.2生物污泥
生物污泥来源于生物法处理的废水。它是一种含有微生物的混合物，可以通过净化分离器将微生物和水质分离。只有部分生物污泥被送去进行脱水处理，其它将被循环利用，用来保持生化池中的细菌总量。该污泥脱水能力中等，主要是由其挥发份含量决定，过高的挥发份含量不易于泥水分离。
2.3混合污泥
混合污泥是初沉池污泥与生物污泥经过混合形成，由于混合污泥的性质介于生物污泥与初沉池污泥之间，该类污泥较容易脱水处理。
2.4消化污泥
消化污泥来自于消化处理过程中生物稳定步骤。稳定步骤是通过生物污泥或者混合污泥来实现的，此过程可在不同的温度条件下进行，也可以在有氧或无氧条件下进行（即耗氧菌或者厌氧菌）。在经过稳定处理后，污泥应该具有如下性质：具有较低的挥发份含量：挥发份含量大概占到50%，在消化过程中，污泥出现无机化现象；固含量大概在20g/L到40g/L之间；具有较好的脱水能力。
2.5矿物污泥
之所以取名为矿物污泥，是由于这种污泥是在矿物处理过程中产生的，如采石厂或者精选矿的过程。矿物污泥的性质直接与各种矿物的性质有关（包括粘土），它容易通过重力的作用来进行泥水分离。
3.开展污泥脱水技术的意义
2011年我国污水排放总量已经达到了482.4亿吨，其中含有261.3亿吨城镇生活污水，221.1亿吨工业废水,482.4亿吨废水中COD排放量可以达到1339.2万t。如果我们采用生物法来处理65%的污水,那么全国将产生847万t(干质量)污泥（按1t干质量污泥=0.38万t废水计算）。而我们如果假设这些污泥中含水量达到了80%,那么则这些污泥的质量可以达到4233万吨。污泥的处理如此之大，由此可看出,污水处理厂在处理这些污泥时所面临的困难。污泥处理处置的成本主要包括填埋费用、场外运输费用和场内传输费用。
而污泥的量是最能够影响成本的,如果我们积极开展污泥脱水技术，哪怕只是将含水率降低至一半,那么全国都至少能够减少一半的运输费用和填埋用地费用，能够减少2116万吨污泥，使得管理成本大幅度降低,所以污泥脱水技术有着重大的应用价值。
4.污泥脱水技术的应用
4.1干化脱水技术
干化脱水技术根据加热方式和热能来源的不同，可分为对撞流干燥、红外辐射干燥、间壁干燥、过热蒸汽干燥、流化干燥等，是一种能够有效利用热能快速蒸发掉污泥中水分的处理工艺，目前主要采用的是流化床干化。
干化脱水技术的缺点在于对操作技术和管理技术有较高要求，运行费用高，资金投资大。优点在于稳定、安全、易控制、占地少，处理过程中产生的气体不易爆难燃，不易产生沼气，污泥不易粘结、性状稳定，干化后污泥体积减小很多，含水率低于10%。适用于集中处理多个中小型污水处理厂污泥，还有那些土地紧张的大型污水处理厂。
4.2Huber SRT工艺
Huber SRT工藝系统一方面利用太阳能，另一方面回收来自污水处理厂的热能。该系统的面积占用率低，经处理后的污泥可以获得相对稳定的含固率，干化污泥呈颗粒状。其主要特点是污泥通过吸收太阳光线的热能实现干化，而当太阳光线不足时，可以通过热力泵代替太阳光来提供污泥干化所需热能。该热力泵通过回收污水处理厂的污水中的热量来获取加热空气，从而保证一年内的污泥干化效果维持在恒定水平，其处理结果可以达到90%含固率。该污泥处理系统可真正实现污泥无害化、减量化、稳定化和资源化，已通过国家建设部的专家论证，开创了我国利用新能源处理处置污泥的新纪元。技术达到国内先进水平，可广泛用于市政、化工、冶金、电力、煤炭等多种行业的污泥处理处置。整个过程无污染而且环保，可以做到把污泥水分从80%降到30%左右，使污泥体积缩小为原来的三分之一到五分之一，可处理每天500到2000吨不等量的污泥，蒸发1T水每小时耗电量仅为60-80kw。干化处理后可用于农业堆肥、制砖、燃煤。远程监控方便快捷，实现了资源可持续，处理了环境难题。
4.3水热技术
污泥的水热处理技术其原理是污泥的微生物在加热的过程中出现微生物细胞破裂、絮体解散，这样一来就导致污泥中有机物出现水解的现象。有机物的水解降低了黏性物质的束缚，同时也降低了污泥的黏度，导致污泥颗粒更容易与水分子发生分离，从而有效地降低脱水污泥的含水率。这种方法将高含水率的污泥（如含水率80-99.5%）直接降至含水率50%以下。污水处理厂的原污泥（含水率99.2%左右）或经浓缩的污泥（含水率95-98%），通过水热工艺深度脱水，可以避免污泥二次脱水，大为节省设备投资、运输费用和再处理成本。适用以下类型的污泥:a) 经过初步脱水的污泥（含水率80-85%）；b) 经过浓缩处理的污泥（含水率95-97%）；c) 未经处理的原污泥（含水率98-99.5%）。整个系统自动化程度高，PLC全程自动控制，流水线生产。比较其他高脱水率的方式，如干化、机械脱水，化学改性+特种压滤的常温脱水工艺，是处理成本更低的方式。 4.4微波脱水技术
20世纪90年代开始，国内外就已经有很多许多知名的专家开始在引污泥的处理中采用微波技术，这种技术对于污泥脱水性能的改善有较大的好处，其技术优势表现为设备体积小、热量立体传递、热效高、加热速度快等，有较大的应用前景。经过微波辐射处理的污泥，污泥的比阻较原泥降低75%，污泥的沉降速度明显加快。
4.5絮凝脱水技术
在污泥处理中，常采用投加絮凝剂来改善污泥的脱水性能，其作用原理为通过投加絮凝剂，在污泥胶质微粒表面起化学反应、中和污泥胶质微粒的电荷，促使污泥微粒凝聚成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，从而提高污泥的脱水性能。絮凝脱水适用于脱水性能比较差、一般方法难以处理的污泥,但成本比较高,一些絮凝剂还可能存在生态安全隐患。絮凝沉淀在水处理中的应用较为广泛,特别是给水处理,在污泥处理中的大规模有效应用还在研究中。
4.6流化床焚烧
该法具有燃料适应性广、燃烧效率高、符合调节范围大且速度快、环境污染小易于实现灰渣的综合利用等特点，但同时投资大，运转费用高，且污泥中的重金属成分经过燃烧后难于处理，目前还处于小规模试验应用阶段，但是土地资源的紧缺和人们用堆肥对土地污染认识的深化,污泥的焚烧处理将逐渐被重视。
4.7化学调质+深度脱水
这是一个值得尝試的污泥处理技术，但由于存在化学品用量、配方方面的种种变数，化学调质常常成为一些厂家忽悠客户、百试不爽的销售手段。悄悄地大幅度改变化学品的配比和投加量，足以使任何板框机压出比石头还硬的泥饼来，但这已经不是工程考察，而是变魔术了。变戏法是为了取悦于观众，在工程上玩这一手可就迹近行骗了。等你把这东西买回家，发现药耗大大超标、含固率也远达不到要求、板框变形、液压系统漏油、滤布用不了几天就破了，此外还需要经常对整个设备进行酸洗。
5.结语
总之，不同的污泥脱水方法有着各有不同的优缺点,污水处理厂应该结合自身的事情情况，例如当地气候、处理规模、处理水质等加以选择，选择出最适宜采用的方法。
参考文献
[1]吕锦玲,陈建中.几种絮凝剂在污泥脱水中应用的比较研究[J].广州环境科学,2005,(04)：158-160 .
[2]权进香.城市污水处理厂污泥最终处置方式的探讨[J].科技情报开发与经济 , 2006,(03):132-135 .
[3]董辉,王国华,孙晓.影响污水污泥脱水性能因素的探讨[J].上海建设科技 , 2005,(06):141-143 .
[4]张勤,张幸涛,陈滨,陈恒宝,张有仓.城市污水处理厂污泥调质用絮凝剂的选择[J].重庆建筑大学学报,2006,(01) :105-108.
[5]刘红叶,程晓如.污水生化处理中污泥减量技术的应用[J].广州环境科学 , 2005,(04):214-216 .