淺談廣州市污水處理廠污泥處理工藝

摘 要：全國污泥安全處理率低下，文章通過對廣州市污泥處理標準以及處理工藝的分析，總結了廣州市污水處理廠污泥處理的設計工藝。希望通過文章的分析，能夠為相關人士提供一定的參考和借鑒。

關鍵詞：污水處理廠；污泥處理；直接低溫熱干化；設計工藝

1 概述

根據建設部統計，至2012年底，全國城鎮污水處理廠總處理能力為1.42億m3/d，污水處理率81.6%。按照日均處理水量1.18億m3/d，每萬噸污水產生6噸污泥（含水率80%）計，日均污泥量為7萬噸，污泥產量增長速度按照10%計，預計2015年污泥產量將達到5000萬m3/d（含水率80%）。但是污泥處理處置相對污水處理嚴重落后，大多數城鎮污水處理廠的污泥采用簡單填埋或簡易堆放處理，造成嚴重的二次污染，全國污泥安全處理率不足10%[1]。

2 廣州市污泥處理概述

廣東省環境保護廳、廣東省住房和城鄉建設廳文件關于印發《關于進一步加強我省城鎮生活污水處理廠污泥處理處置工作的意見》的通知（粵環發[2010]113號文）“污泥無害化處理處置，經無害化處理處置的污泥含水率需低于60%”。

廣州市水務局2012年11月組織編制了《廣州市城鎮生活污水處理廠污泥處理處置技術路線及廠內技術改造工程方案》，于2013年3月1日14屆57次廣州市政府常務會議上審議通過；要求廠區剩余污泥含水率<40%的標準。

3 污水處理廠污泥處理工藝選擇

通過近兩年對國內污水處理廠剩余污泥處理的運行情況調研，目前國內剩余污泥處理大多采用帶式脫水機、離心脫水機等方式進行脫水處理，剩余污泥含水率<80%后外運處置。

通過目前國內有應用實例的幾種污泥處理工藝的調研，為達到剩余污泥處理后含水率<40%，必須需要對剩余污泥進行調質，改變污泥屬性，再進行脫水處理[2][3]。

目前污泥處理方式主要包括以下幾種工藝。

3.1 石灰調質+板框脫水處理工藝

3.1.1 主要原理。在污泥中添加化學藥劑的來改變污泥的脫水性能的，藥劑大多是生石灰及陰離子聚丙烯酰胺等。目前大多是通過高強度擠壓的方式，把污泥中的水分擠出。

3.1.2 工程應用。國外有較多的應用實例，廣州在大沙地污水處理廠由綠由公司負責的剩余污泥處理工程，將剩余污泥調質脫水至含水率約50%，外運處置。

3.1.3 該工藝優點。該工藝以前在國外經過了較長時間的應用，剩余污泥處理后含水率有保障，工程運行經驗豐富，工藝成熟。

3.1.4 工藝缺點。無機藥劑的加入造成了污泥的“增量化”，而且干化后的污泥基本沒有利用的價值（大量無機藥劑導致污泥有機成分分解和降低，泥餅pH很高一般在12以上）。

添加化學藥劑主要是鐵鹽、鈣鹽及氯化物，化學藥劑的生產高耗能、高污染，對環境影響大。處理后污泥雖然含水率達標，但污泥最終量增加約40%，外運處置成本高。在添加石灰過程中產生大量蒸汽，配套除臭處理工程量較大。

3.2 真空脫水處理工藝

經調質后的污泥，經進料泵送入脫水干化系統，同時在線投加絮凝劑，利用泵壓使濾液通過過濾介質排出，完成液固兩相分離。在入料初期，濾布上的濾餅層較薄，過濾阻力小，因此入料量很大。隨著過濾的進行，濾餅逐漸增厚，濾餅的空隙率則相對減少，導致過濾阻力增加，入料量隨之減少，當物料充滿濾室時，進料過濾期結束。

在密實成餅階段，通過隔膜板內的高壓水產生壓榨力，破壞了物料顆粒間形成的“拱橋”，使濾餅壓密，將殘留在顆粒空隙間的濾液擠出；濾餅中的毛細水則利用壓縮空氣強氣流吹掃進行穿流置換，使濾餅中的毛細水進一步排出，以達到最大限度的降低濾餅水分[4]。

根據真空脫水工藝運行的特點和環境，真空脫水系統在常溫下運行，進行真空脫水環節時，泥腔內形成低溫負壓，過程全封閉運作，無磨損隱患和粉塵爆炸危險。

工程應用：蘇州工業園第一污水廠內，有一套每天處理80%含水率剩余污泥10～15m3/d的系統在運行。

3.3 污泥熱水解調質+離心脫水工藝

3.3.1 主要原理。含水率97%的濃縮污泥經離心螺旋脫水機脫水至80%含水率，排入污泥暫存罐暫存；污泥處置裝置啟動運行時，暫存罐污泥經螺旋輸送機輸送至污泥調質罐，與約100℃熱脫水混合，溫度上升至約60℃，成為含水率約90%的熱污泥。

熱污泥進入多效蒸煮器的第一效蒸煮器，利用二級閃蒸器產生的余熱加熱至約80-90℃；經過一效蒸煮器加熱的污泥，進入二效蒸煮器，利用一級閃蒸器產生的余熱，將污泥溫度升高至約110-120℃；經過二效蒸煮器加熱的污泥，進入三效蒸煮器，在新蒸汽的作用下，將污泥的溫度升高至約155℃進入層流蒸煮器，污泥在層流蒸煮器中保溫、保壓60min以上。

污泥在層流蒸煮器中保溫、保壓約60min后，在壓力的作用下進入一級閃蒸器，閃蒸出帶壓高溫蒸汽供二效蒸煮器加熱使用；一級閃蒸器中的污泥在余壓的作用下，進入二級閃蒸器，閃蒸出蒸汽供一效蒸煮器加熱使用。

二級閃蒸器中的污泥在污泥泵的作用下，進入污泥脫水機，脫出的約100℃的高溫水在污水泵的作用下一部分進入污泥調質罐，另一部分排入污水廠進水調節池；脫干污泥含水率約45%-48%，再使用滾動干燥倉使剩余污泥含水率降低至<40%；該污泥可作為垃圾發電廠燃料或垃圾填埋場覆蓋土。

3.3.2 工程應用。目前該技術在四川綿竹有（每天處理80%含水率剩余污泥30m3/d）的工程實例。

3.3.3 該工藝優點。工藝靈活可根據污泥最終處置要求控制污泥含水率，合理循環利用資源。產品既可能源利用，亦可作為垃圾場覆蓋土。剩余污泥有效減量，外運處置成本低。

3.3.4 該工藝缺點。工程能耗較大；工程運行中產生大量蒸汽，除臭風量較大。

3.4 直接低溫熱干化

調理后的污泥通過螺桿泵注入高壓隔膜廂式壓濾機中，通過多級離心泵加壓廂式壓濾機中的隔膜對污泥進行強力擠壓脫水，分離機內的剩余水與泥餅，最后卸除壓濾機內的泥餅。

高壓板框壓榨后污泥含水率低于60%，進入污泥低溫熱干化系統。低溫熱干化將熱能傳遞至污泥中的水，并使其蒸發汽化，以降低污泥的含水率的過程。該技術對各類污泥普遍適用，一般為了從中去除水分，有兩種干化方式，即低溫干化（溫度在150℃以下）和高溫干化（溫度在150℃以上）。高溫干化由于干化溫度高，容易揮發和裂解污泥中的有機質，增加尾氣處理難度，而且干化能耗極高。低溫干化由于干化溫度較低，在干化過程中僅會去除污泥中的水氣，其有機物不會裂解和揮發，尾氣沒有明顯臭味，無需額外的尾氣除臭設備，減少設備投資和運行成本。

工程應用：廣州市石井污水處理廠廠內污泥減量化技術改造試點項目有一套處理規模為15萬t/d對應的污泥處理規模（折合干基污泥約18t/d）的系統在運行。

4 廣州市污泥處理進展

廣州市西朗污水處理廠、瀝滘污水處理廠、獵德污水處理廠及大坦沙污水處理廠廠內污泥干化減量工程項目已完成招標，均采用直接低溫熱干化污泥處理工藝。根據石井污水處理廠廠內污泥減量化技術改造試點成果，直接低溫熱干化污泥處理工藝值得期待。

參考文獻

[1]仇保興.水專項面臨的新形勢與新任務[J].給水排水，2013，39（3）： 1-7.

[2]王睿坤，劉建忠，虞育杰，等.城市污泥特性及其干化技術[J].給水排水，2010，36（增刊1）：153-158.

[3]王興潤，金宜英，聶永豐.國內外污泥熱干燥工藝的應用進展及技術要點[J].中國給水排水，2007，23（8）：5-8.

[4]許太明，孫洪娟，曲獻偉，等.污泥低溫真空脫水干化成套技術[J].中國給水排水，2013，29（2）：106-108.