污泥深度脫水處理新技術應用研究

顧利峰

（上海青浦排水運營有限公司，上海 201799）

目前，上海某區日均產生含水率為80%的污泥約為250 t，規劃興建干化焚燒廠一座，將現狀脫水至含水率80%左右的污泥，送干化焚燒廠進行處理，殘渣和飛灰按政策要求進行相應處置。在新建污泥干化焚燒項目預計2020年年底前建成的情況下，必須立刻建設污泥應急處理項目進行過渡，將污泥應急處理至含水率不高于60%，然后外運填埋處置?？紤]實施周期緊，壽命周期短，本項目探討利用污泥連續深度脫水新技術進行已初步脫水污泥的深度脫水。

1 污泥連續深度脫水新技術

污泥連續深度脫水技術是針對國內污泥處理處置現狀及需求開發的新型污泥減量、穩定技術，可將含水率80%左右的常規脫水污泥直接深度脫水至60%含水率，不需要將常規污泥稀釋后再進行高壓脫水，更不需要拆除污水廠原有的污泥脫水設施，能與污水廠原有污泥脫水系統實現快速對接，可連續運行、能耗低、成本低、適用范圍廣[1-2]。

1.1 技術說明

采用污泥連續深度脫水技術處理一次脫水污泥（含水率80%左右），在投加污泥改性藥劑的條件下，經深度脫水后，污泥含水率可降低至60%。經深度脫水后，污泥含水率降低、性質穩定、臭味低。同時，污泥低位熱值大幅度提高并且其易粉碎，可進一步焚燒處理。此外，深度脫水后，污泥可用于燒制水泥、制磚或作為污泥好氧消化摻入干料，實現資源化利用。

1.2 污泥連續深度脫水系統組成

污泥連續深度脫水系統主要由改性藥劑投加系統、污泥改性混合機和污泥連續深度脫水機等組成。

1.2.1 改性藥劑投加系統

污泥連續深度脫水系統需投加兩種污泥改性藥劑，其中一種是固體改性藥劑（污泥改性劑），現場固態投加；另一種是液體改性藥劑（污泥固化劑），可將溶液運輸至現場儲罐直接投加，也可將固體藥劑在現場溶解后投加，現場需設溶藥池和投加罐。污泥改性劑投加系統由料倉、定量投加裝置和輸送裝置組成，可儲存、精確定量投加污泥改性劑。料倉帶除塵裝置，保證在卸車時粉塵不外溢。

1.2.2 污泥改性混合機

污泥改性混合機采用封閉結構，其主要工作方式為利用正向攪拌剪切污泥，并同時將污泥與污泥改性藥劑混合向前推送；反向攪拌對污泥與污泥改性藥劑混合物反向推送，避免混合物料在筒體后部堆積，達到連續均勻混合的目的。污泥改性混合機具有能耗低、混合均勻與避免死角和污泥堆積等優點。

1.2.3 污泥連續深度脫水機

污泥連續深度脫水機采用密閉結構，外形美觀?？蛇B續運行，也可配合前端的常規脫水系統間斷運行。主驅動裝置采用變頻調節，可根據進料污泥泥質和進料速度調節運行速度，自動糾偏，泥餅剝落徹底，管理方便，人工參與少，操作要求低。

2 工程設計方案

2.1 工程規模

本次項目處理對象為全區各市政污水廠脫水污泥，處理規模為250 t/d（污泥含水率以80%計，16小時工作制）

2.2 處理目標

污泥經過處理后，須滿足填埋要求，處理后污泥的含水率不高于60%。

2.3 工藝流程

本項目處理對象為市政污水廠脫水污泥，污泥運入進料大廳，卸入收料料倉（現狀），由螺旋螺桿計量提升機（利舊）提升至污泥皮帶輸送機，送入儲泥料倉中，再經過雙螺旋輸送機輸送至皮帶輸送機，依次進入污泥改性混合機、污泥連續深度脫水機脫水后，產出含水率不大于60%的污泥，經污泥皮帶輸送機、污泥布料器（利舊），輸送至污泥堆場，裝車外運。另外，同步配套廢水回用裝置、臭氣處理裝置等附屬設施。

圖1 污泥處理流程

2.4 主要設計參數

依據工藝流程，污泥深度脫水成套處理設備主要分為污泥入料系統、進出泥皮帶輸送機系統、污泥連續深度脫水處理系統、污泥改性劑及固化劑投加系統、沖洗系統、廢水處理系統、除臭系統。

2.4.1 污泥入料系統

污泥入料系統的主要功能是對進行深度脫水的污泥進行儲存和輸送。主要設備有7種。一是儲料倉，容積60 m3，尺寸5 m×6 m×2 m，2臺，碳鋼防腐；二是雙軸螺旋輸送機，輸送量5 m3/h，6臺，電機功率N=5.5 kW；三是料位計，2套，料倉配套，雷達式；四是收料料倉（利舊），V=20 m3，Q=30 m3/h，N=15 W，2臺；五是污泥螺桿計量提升機（利舊）：Q=30 m3/h，L=6.0 m，N=11 kW，2臺；六是液壓滑架，行程1 000 mm，Q345，4臺；七是液壓站，功率7.5 kW，2臺，同時控制滑架、閘板閥。

2.4.2 進出泥皮帶輸送機系統

進出泥皮帶輸送機系統的主要功能是輸送污泥，其主要包括4種設備。一是傾斜皮帶輸送機：B=650，5臺，碳鋼防腐；B=500，8臺，碳鋼防腐。二是水平皮帶輸送機：B=650，3臺，碳鋼防腐；B=500，2臺，碳鋼防腐。三是折角皮帶輸送機，B=500，3臺，碳鋼防腐。四是稱重裝置，0～24 ma信號輸出，5套。

2.4.3 污泥連續深度脫水系統

污泥連續深度脫水系統的主要功能是對污泥進行連續深度脫水，降低污泥含水率。其主要設備有4種。一是一段布料器：3～5 m3/h，5臺；二是一段污泥連續深度脫水機：3～5 m3/h，5臺；三是二段布料器：2.0～3.5 m3/h，5臺；四是二段污泥連續深度脫水機：2.0～3.5 m3/h，5臺。

2.4.4 污泥改性劑及固化劑投加系統

污泥改性劑及固化劑投加系統的主要功能是定量投加改性劑和固化劑。其主要有6種設備。一是改性劑儲存裝置，容積20 m3，5臺，碳鋼防腐；二是改性劑投加螺旋，500 kg/h，5臺；三是改性劑定量器，0～300 kg/h，5臺，304不銹鋼；四是固化劑溶儲存罐，容積20 m3，3只，PE；五是固化劑自動投加裝置，7臺計量泵，含自動反饋投加泵、過濾器、儀表、混合器等；六是污泥改性混合器，處理量3～5 m3/h，5臺，全封閉，連續進出泥，變頻調節，采用304不銹鋼材質，結構型式為臥式。

2.4.5 沖洗系統

沖洗系統的功能是對污泥深度脫水后的廢水進行收集，并對污泥連續深度脫水機的濾帶進行反沖洗。主要設備有6種。一是廢水收集系統，對各個污泥處理產生的廢水進行收集，根據現場條件進行布置。二是沖洗水增壓泵，Q=16 m3/h，H=60 m，7臺；Q=25 m3/h，H=50 m，2臺；304不銹鋼設備品牌為南方泵業。三是中水供水泵，Q=100 m3/h，3臺兩用一備。四是空壓機，0.45 m3/min，0.8 MPa，3臺。五是精密過濾器，25 m3/h，1 μm，6臺，外殼304不銹鋼。六是儲氣罐：碳鋼防腐，直接1 000 mm，1.6 MPa，1個。

2.4.6 廢水處理系統

廢水處理系統的主要功能為對污泥深度脫水后收集的廢水進行處理。其主要設備有11種。一是集水井提升泵，Q=150 m3/h，H=10 m，2臺；二是一體化廢水處理器，150 m3/h，1臺，碳鋼防腐；三是PAM連續配制系統，3 000 L，304不銹鋼，自帶控制柜，1套；四是PAM投加泵，Q=2 m3/h，H=20 m，4臺，螺桿泵，變頻調節；五是PAC制備裝置，1.5 m3，2套；六是PAC投加泵，Q=120 L/h，品牌為南方泵業，3臺2用一備；七是排泥泵，Q=30m3/h，H=10 m，4臺；八是污泥進料泵，Q=15 m3/h，2臺，泵型式為螺桿泵，變頻調節；九是硫酸藥劑儲存裝置，5 m3，3套，PE；十是硫酸藥劑投加泵，Q=600 L/h，H=20 m，品牌為南方泵業，3臺；十一是回用水提升泵，Q=50 m3/h，H=12 m，3臺。

2.4.7 除臭系統

除臭系統的主要功能是對污泥深度脫水中所產生的臭氣進行收集和處理。其主要設備有14種。一是生物除臭塔，L×W×H=23.0 m×6.0 m×3.3 m，T≥20 s，一套，玻璃鋼材質，含填料、支架、各檢修口、檢修爬梯等附件。二是化學洗滌塔，φ4.2×7 mH，T≥1.5 s，一套，PP材質，含填料、支架、各檢修口、檢修爬梯等附件。三是除臭風機，Q=22 500 m3/h，P=3 000 Pa，N=37 kW，玻璃鋼材質，兩套。四是生物循環泵，Q=60 m3/h，H=23 m，N=7.5 kW，過流部件襯氟材質，3臺，兩用一備。

五是化學循環泵，Q=60 m3/h，H=23 m，N=7.5 kW，過流部件襯氟材質，6臺，二用四備，其中三臺庫備。六是控制柜，含現場控制柜、PLC控制元器件，一套。七是煙囪，一套，含鍍鋅固定支架，帶檢測平臺。八是循環水箱，5.0 m×1.8 m×2.0 m，一套，玻璃鋼。九是離心風機，Q=2 000 m3/h，P=550 Pa，N=1.0 kW，一套；Q=4 000 m3/h，P=400 Pa，N=1.5 kW，一套。十是離子空氣凈化器，Q=2 000 m3/h，N=0.05 kW，一套；十一是收料料倉加蓋：6 m×3 m，36 m2；十二是走廊隔斷，550 m2；十三是污泥堆棚隔斷，1 460 m2。

3 技術經濟指標

本項目由于土建利舊，僅采購設備（含安裝），總費用2 585.38萬元，污泥單位處理成本（含垃圾場處置費用）415.093元/t，其中單位處理經營成本395.080元/t。

4 結論

本項目實施后，市政污泥得到深度脫水，污泥的含水率降低至不大于60%。污泥經深度脫水后，含水率降低，性質穩定，臭味較處理前低，同時污泥低位熱值大幅度提高并且其易粉碎，可進一步焚燒處理。深度脫水后的污泥可用于燒制水泥、制磚或用作好氧消化摻入干料，從而實現資源化利用。