污泥半干化技術綜述

陳銳章

（華潤水泥控股有限公司 廣東深圳 518000）

1 污泥危害

污泥的成分及來源均比較復雜，由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。大量未經處理的污泥任意堆放和排放，會對環境造成新的二次污染和生態環境破壞，污染土壤、水源甚至食物鏈。

2 污泥含水率及污泥狀態

污泥含水率概念：污泥中所含水份的重量與污泥總重量之比的百分數。污泥的流變狀態取決于其水份的大小，與顆粒相濃度、城市化程度以及污泥顆粒物的特性（顆粒形狀及其粘性化程度）有關。隨著污泥水份的減少，污泥從純液狀流動到粘滯狀、塑性性狀、半干固體狀直到純固體狀這一過程進行變化。

表1 不同含水率的污泥狀態

3 污泥半干化和干化含水率

污泥半干化和干化的區別在于干燥產品最終的含水率不同，半干化、干化提法是相對的，具體含水率數值差異只是為各自工藝描述服務的。國內通常半干化是指含水率在30%～50%之間，全干則是指含水率小于等于30%。目前在我國的污泥半干化工藝技術條件下，污泥半干化到含水率30%～40%，投資成本及運行成本相對合理。

4 污泥半干化工藝介紹

污泥半干化工藝主要分深度脫水工藝和熱干化工藝，其中深度脫水工藝是指隔膜板框壓濾干化工藝；熱干化工藝包括直接熱干化和間接熱干化、熱水解工藝。

4.1 深度脫水干化技術

帶式壓濾脫水機和離心脫水機僅能使污泥的含水率從初始濃度約97%降至75～80%左右，無法滿足污泥半干化的含水率要求，不能把處理后的濕污泥送進鍋爐焚燒。深度脫水干化是采用隔膜板框壓濾機技術。隔膜板框壓濾機利用壓力泵，將泥漿壓入相鄰兩濾板形成的密閉濾室中，使得壓濾機濾室中的隔膜兩邊形成了壓力差，液體就被從隔膜滲析出來，固體則被隔膜阻擋在了隔膜上，在濾室之中積累成為濾餅。當濾餅達到設計范圍內時，壓濾機將停止進料，此時設備自動向濾室內通入氣體或者液體，使得濾板或隔膜向濾餅的空間膨脹，通過對濾餅的二次壓榨作用，進一步將濾餅中毛細水、結構水去掉，最終獲得含水率55%左右的半干化污泥。

4.2 直接熱干化工藝

直接熱干化工藝是利用鍋爐煙氣余熱來干化污泥，將污水處理廠經過一級脫水的含水率80%污泥，干化成含水率45%半干化污泥，其主要干化設備為轉鼓干化機。

4.3 間接熱干化工藝

間接熱干化工藝包括利用中壓蒸汽（1.2MPa)或者導熱油為熱媒介質來加熱干化污泥，將污水處理廠經過一級脫水的80%含水率污泥，干化成45%含水率污泥。蒸汽熱干化主要干化設備為盤式污泥干燥機，導熱油熱干化主要干化設備為污泥烘干機。

4.4 熱水解工藝

污泥熱水解技術是在150～170℃，＜12.5bar工作條件下，將待水解污泥與190℃飽和蒸汽在密閉壓力容器中充分混合反應，高壓蒸汽對污泥進行蒸煮和瞬時卸壓汽爆閃蒸的工藝，使污泥中的細胞破壁，胞外聚合物水解，通過污泥中有機固體的水解，強化污泥的可生物降解性能，使后續處理工藝表現出更高的揮發性物質去除率。北京小紅門污水處理廠熱水解高級消化系統采用濃縮+預脫水+高溫熱水解預處理+高級厭氧消化+板框高干度脫水技術路線，使得污泥含水率從80%降至60%以下。

5 污泥半干化工藝綜合比較

表2 污泥半干化工藝綜合比較

結語

污泥資源化再利用和協同焚燒處置的前提是污泥半干化，即將污泥含水率降至30%～40%，以滿足鍋爐焚燒要求。由于干化工藝的選擇主要取決于污泥的最終處置方式，所以在滿足一定的干化率、無二次污染的前提下，應充分利用廢熱、厭氧消化氣等能源，以及干化產品資源化等手段來降低干化成本。依靠某一種單一工藝，很難滿足污泥處理處置要求，而利用組合工藝可以提高脫水率、也可以降低運行成本，但如何實現干化技術的最優組合，充分發揮各自優勢，是污泥半干化技術的重要研究方向。