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污泥深度脱水技术特点及其应用

放大字体  缩小字体 发布日期:2012-10-22  来源:江苏绿威环保有限公司   作者:薛龙国  浏览次数:3527
核心提示:摘要:污泥是污水处理的必然产物。伴随着污泥产生量越来越大,污泥对人类生存环境和经济发展的影响日益突出。如何对污泥进行合理有效的处理和处置,降低其对环境的影响,并实现对污泥的资源化利用,是污泥处置和保护环境的一个重要课题。本文旨在对污泥处置方法进行一些探讨,介绍污泥深度脱水的主要技术及其应用前景。

       一、污泥处置的形势和面临的问题
       1、污泥处理的形势
       改革开放三十年来,中国经济取得了举世瞩目的成就,经济总量跃居世界第二。然而经济高速增长的背后,却是环境的严重破坏。
       目前,全国90%的地表水都遭受了不同程度的污泥,其中60%污染严重。用水危机已经成为制约我国经济发展的最大威胁。因此,污水治理已经成为我国“十二五”和“十三五”规划的当务之急,并上升为国家长期发展的战略。
污泥是污水处理后的最终产物,富集了污水中的有机物、盐和大量的磷、氮等物质以及病毒微生物、寄生虫卵、重金属等有毒有害物质,可以说,污泥是污水中污染物的浓缩休,具有相当大的环境危害。
      “十二五”期间,全国规划范围内的城镇污泥处理处置规模为2500万吨/年,折合为干泥518.13万吨/年。如何合理有效地处理和处置这些污泥,是摆在我们面前的一个重要难题。我国政府非常重视污泥的处理处置工作,相继颁布了一系列条例和办法,力图在政策和技术层面解决污泥的环境污泥问题。但由于我国在污泥处理处置方面起步晚、底子薄以及观念上的保守和落后,污泥处理处置的问题仍相当严重,未来还有很长一段路要走。
       2、不同处理处置方式和面临的问题
       目前我国污泥处置方式五花八门,未形成统一的认识。根据2010年2月环保部公布的《城镇污水处理厂污泥处理处置污染防治最佳可行技术指南(试行)》,污泥的处理主要指污泥的浓缩和脱水等预处理方式;污泥的处置主要指污泥的土地利用和焚烧等方式。该指南基本包括了我国现有的所有污泥处理处置方式,虽然在优先次序上有一定的描述,但在实际执行过程中仍面临相当大的问题。
     (1)我国污水厂现行污泥处理方式仍以浓缩后再进行带式压滤脱水或离心脱水为主,相当一部分污水厂甚至没有浓缩或脱水设施。调查表明,污水处理厂出厂污泥的含水率一般都在80%以上,平均值接近90%,也就是说,污泥中的水分是干污泥的近9倍。污水处理厂不仅在污泥脱水工艺技术方面落后,更严重的是脱水后污泥随意倾倒,造成土地资源的浪费和严重的环境污染。
     (2)污泥处置方式主要推荐土地利用的方式,包括将污泥用于农业、园林绿化,或者是说土壤改良,这当然是一种很理想的处置方式,处置成本也相对较低。但主要问题是土地消化能力有限,特别是经济发展的城市和地区,污泥产生量和土地利用量存在数量级的差异。另一个问题是,污泥用于土地利用必须对污泥进行严格的鉴别和管制,否则污泥对土壤、地下水和空气的污染将会造成严重的后果。
     (3)污泥预处理后直接填埋作为我国近阶段污泥处置的一种过渡方式,目前在我国仍然十分普遍,特别是在欠发达地区。当然根据我国的实际国情,随着土地资源的日益紧张和对污泥处置认识的提高,污泥填埋将逐步被取缔。
     (4)污泥焚烧后利用已经成为当前污泥处置的主流路线。但由于处置工艺的不同,污泥焚烧的经济价值和环保效应各不相同。典型的焚烧路线为高含水率的污泥直接与煤掺烧,或者通过热源(蒸汽、电力或者烟气)干化后进行焚烧,这种为焚烧而焚烧或者是用一次能源或高品位热源换取污泥热能的方式,不仅在经济上不合理,而且必然会造成能源消耗较大、二次污染的问题。
     (5)污泥深度脱水方式一种新路线,同时也作为污泥处理处置的一个中间环节,逐步得到污泥处置领域的认知和认可。采用污泥深度脱水技术不仅为后继处置带来方便,也能兼顾污泥处理处置过程的经济和环境平衡,是适合我国污泥处理处置的新途径。
       二、污泥深度脱水的技术和工艺
       污泥的深度脱水是指通过对含水率较高的污泥进行化学调质处理后,再高压压榨脱水至含水率60%以下,不仅在数量上减少50%以上,更重要的是使污泥后续处置途径更为广泛。深度脱水后的污泥具有一定的热值,可作为电厂低品位的燃料和水泥生产过程中的熟料,实现稳定、无害化处置和资源化利用。即使进行填埋,也能大幅减少土地占用和环境污染。
       污泥深度脱水技术在国外起源较早,随着污泥处理处置领域技术进步和业内人士认识的提高,近几年在国内逐步得到重视并有一定范围的应用。主要表现在各类科研机构在污泥调质处理技术上不断推陈出新,以及高压压滤脱水技术及装备快速发展。可以说,虽然污泥深度脱水只是污泥处理处置的一个环节,目前的工艺技术尚未完全成熟,但业界对污泥处置技术的认识正在逐步向深度脱水方向靠拢。
       污泥的调质处理是污泥深度脱水的关键环节和核心技术,可以说污泥调理技术决定污泥深度脱水项目的成败。国内污泥调质的方法比较多,普遍采用在污泥中添加脱水剂、絮凝剂或混凝剂的方法,改变污泥中水分子(主要是间隙水和毛细水)存在方式和结构,有利于水与泥在一定条件下实现分离。
污泥脱水设备主要是高压隔膜板框压滤机,通过从污泥外部施加压力,使调质后的污泥中的水分在淅出并分离,得到含固率较高的泥饼。国内设备制造厂商比较多,品牌知名度较高设备性能较好的有山东景津、杭州兴源等,设备制造工艺和质量已经日益完善。
       整个污泥深度脱水系统需要根据不同污泥的性质、数量、最终处置方式等进行配置,以调质系统和压滤系统为核心,其它系统与之配套,形成完整高效的生产链。
       三、江苏绿威昆山污泥集中处置项目介绍
       江苏省昆山市有二十多个生活污水处理厂,2011年日均处理污水约45万吨,每天产生的污泥约300吨。污水厂均采用带式压滤机或离心脱水机进行污泥的预处理,出厂污泥含水率80%以上。为实现昆山可持续发展,昆山市政府引进江苏绿威环保科技有限公司污泥深度脱水技术,在昆山新昆热电有限公司实施了昆山市污泥集中处置项目。
       昆山市污泥集中处置项目设计日处置污泥300吨,将污泥深度脱水后与煤掺烧,用于热电厂供热发电。由江苏绿威环保科技有限公司和昆山新昆热电有限公司合作,一期日处理100t污泥的项目于2011年10月投入试生产,各项指标达到设计要求。
       污水深度脱水系统由江苏绿威环保与复旦大学、上海交通大学联合研发,包括污泥接收系统、调质和加药系统、压滤脱水系统、输送系统、污水处理系统、焚烧和烟气净化系统等组成。系统具有以下特点:
       1、污泥调质综合特性好
       污泥调质技术采用自主研发生产的高效调理剂。(1)能充分释放污泥中的毛细水和间隙水,大幅降低污泥的过滤比阻改善的脱水特性;(2)针对性强,根据不同污泥的特性制订不同的药剂配方;(3)固体添加物少。为避免添加过多的固体药剂造成减量效果差和热值明显降低,固体药剂比例不超过2%;(4)有效减少二次污染。调理剂具有除臭、净水、稳定作用,而且在焚烧时不分解出对设备造成腐蚀和烟气污染的气体等物质。
       2、脱水设备和工艺精良
       选用两台高压隔膜板框压滤机,进料压力在0-1.2MPa区间分段调节控制,并在2MPa压力下对滤饼进行二次压榨脱水。根据污泥特性合理选择滤布类型,压滤机配备拉板、反吹、洗布装置。
       3、系统配套性好,流程顺畅,自动化程度高
      全部系统设备经过精心核算,有效整合,实现精确控制,高效运行。控制系统多点多层PLC集中控制,全部操作都在电脑上完成。
      昆山市污水厂生活污泥深度脱水后,污泥达到含水率60%以下的控制要求,同时深度脱水后污泥收到基热值保持在700kcal以上,在送入锅炉燃烧后仅产生少量飞灰(重金属等有害物被固化,用于混凝土搅拌站和水泥厂),实现了真正意义上的无害化、稳定化和减量处置及资源化综合利用。
       四、深度脱水技术的前景
       和其他污泥处理处置技术相比,污泥深度脱水技术的优势主要表现在:
       1、减量效果
       虽然污泥深度脱水在原理上与带式压滤脱水和离心脱水没有根本上的差异,但从减量效果看,后两种方式根本无法达到深度脱水的效果,采用深度脱水技术能在传统脱水方式的基础上再减量50%以上,减量效果相当惊人。
       2、能源消耗
       采用污泥深度脱水技术对污泥进行脱水,仅需要少量的电力即能去除污泥中的大量水分(去除污泥中的一吨水用电10kwh)。直接焚烧或热力干化虽然能获得更低的含水率,但蒸发一吨水约需消耗0.2吨煤炭或者1.2吨蒸汽的汽化热。污泥深度脱水技术的能耗优势不言而喻。
       3、污染效应
       填埋、土地利用除了占用土地资源外,污泥和污泥中的水分对土壤和地下水是严重的环境威胁。热力干化消耗的一次能源也增加了二氧化硫等污染物的排放。污泥深度脱水后用于建材,能将污染控制在最小的范围。
       虽然污泥深度脱水在国内仍处于发展完善阶段,也存在一些技术障碍,但根据我国的国情和污泥深度脱水技术的不断进步成熟,污泥深度脱水技术和系统将会在我国污泥处理处置方面充当主要角色,成为主要的技术途径。
       污泥深度脱水技术将会广泛用于市政污水处理厂、工业企业污水处理站以及污泥集中处置点,为节能减排、保护环境发挥积极作用。
 
关键词: 污泥 脱水

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