污泥破胞復合調理技術在污水廠污泥深度脫水中的應用

 劉海鑫，等

摘要

新疆阿克蘇紡織工業(yè)城（開發(fā)區(qū)）污水處理廠一期工程污泥含水率需降至60%以下后作為填埋場覆蓋土。對污泥破胞復合調理技術、石灰鐵鹽調理技術和超高壓彈性壓榨機脫水技術三種脫水工藝方案，從經(jīng)濟和環(huán)保角度進行了分析。工程實踐表明，與石灰鐵鹽調理技術和超高壓彈性壓榨機脫水技術相比，污泥破胞復合調理技術更有優(yōu)勢，其藥劑投加量、運行成本和填埋處置費均較低。

劉海鑫（1978—），男，河南信陽人，碩士，高級工程師，主要研究方向為城市污泥減量化及綜合利用。

1

污泥破胞復合調理技術

1.1

工藝流程

在該項技術中，復合調理劑加入污泥中將起到骨架構建體的作用，在污泥中形成堅硬網(wǎng)格骨架，即使在高壓作用下仍然保持多孔結構，與傳統(tǒng)污泥調理脫水方法相比，能更有效地解決污泥中有機質可壓縮性問題，并能通過調理劑的復雜物理化學作用，破壞污泥顆粒內部水的存在方式，顯著改善污泥的固液分離特性，有效提高污泥脫水性能。

圖1 污泥破胞復合調理技術工藝流程

該項污泥脫水技術原理見圖2。破胞試劑可以對污泥絮體進行改性，尤其是對污泥胞外聚合物進行破壞，改變污泥水分分布，提高污泥的可脫水性能；骨架構建體在污泥調理過程中改變污泥絮體形貌，過濾過程中形成堅硬網(wǎng)格骨架，從而保持水的過濾通道，提高脫水效率。骨架構建體與破胞試劑協(xié)同作用，能顯著提高污泥的脫水率，降低調理劑各組分投加量，減小泥餅增容，節(jié)約藥劑成本。

圖2 污泥破胞復合調理技術原理

1.2

工藝特點

①由于使用污泥破胞復合藥劑，可以破壞污泥絮體結構，脫除污泥中的結合水。藥劑投加量低于污泥絕干基的20%，可以將脫水泥餅含水率降至60%以下。而相同投加量的石灰+三氯化鐵調理劑脫水，脫水泥餅含水率一般會在60%以上。

②工藝流程中脫水濾液色度與自來水相當，pH呈中性，返回污水處理廠生化段不會造成負作用。同時，復合調理劑有除磷效果，可以將大部分磷元素截留在脫水泥餅中，所以脫水濾液中磷元素含量很低，返回污水處理廠不會對生化段的污水除磷造成負擔。

③骨架構建體的加入可實現(xiàn)高效脫水處理與高效固化的優(yōu)勢互補，能有效解決固化過程中濕污泥團塊化問題，提高固化效率，并使泥餅后續(xù)自然干化中水分蒸發(fā)的效果大大改善。

④由于脫水藥劑不含氯離子，焚燒處置時降低了二噁英污染物產生的可能，對設備腐蝕��；水泥窯協(xié)同處置對水泥品質影響小；填埋處置時不會產生高氯離子滲濾液。所加藥劑對污泥中的蛔蟲卵、糞大腸菌群、重金屬有去除作用，脫水泥餅pH為中性，達到污泥土地利用（農用，園林綠化、土地改良）標準和填埋標準中的泥質要求，可用于改善新疆荒漠土質。所以，脫水泥餅不會受到泥餅處置方式的困擾。

⑤由于藥劑投加量小，脫水藥劑對泥餅增容增重影響最小，可以最大限度保留污泥熱值，提高了污泥處置利用的經(jīng)濟附加值。需要處置的泥餅量減少，可以大幅度降低泥餅外運的運輸費用和泥餅處置費用。

⑥使用污泥破胞復合藥劑調理脫水，能有效破壞污泥中的有害菌體，從而消除污泥中的臭味，改善污泥處理及處置環(huán)境。

⑦污泥調理過程中不會出現(xiàn)強酸和強堿情況，不會造成機械設備和濾布的腐蝕問題，將由于設備維護而造成停工的損失降到最低。

2

與石灰鐵鹽調理、超高壓彈性壓榨機脫水技術的比較

污泥破胞復合調理技術采用的藥劑投加量少，工藝配套設備和土建工程量少，污泥改性效果好，產泥量少，脫水濾液可直接返回污水處理廠，脫水泥餅熱值不受所加破胞藥劑的影響且不含氯離子，采用此種工藝的脫水泥餅可以作為填埋場覆蓋土進行綜合利用。

超高壓彈性壓榨機脫水技術，工藝設備投資較大，運行時機械壓力負荷大，設備需要經(jīng)常維護容易造成停工停產。

經(jīng)濟性角度考慮，濕泥是以80%含水率計，無論項目運行費用，還是脫水污泥后期處置成本方面，石灰鐵鹽調理技術比污泥破胞復合調理技術均高出20%左右。

因此，無論從經(jīng)濟性還是環(huán)保角度考慮，污泥破胞復合調理技術相比石灰鐵鹽調理技術和超高壓彈性壓榨機脫水技術，均更有優(yōu)勢。

圖3 石灰鐵鹽調理技術工藝流程

圖4 超高壓彈性壓榨機脫水技術工藝流程

3

工程實例

3.1

項目簡介

綜合比較三種方法，阿克蘇紡織工業(yè)城污泥深度脫水項目最終采用了污泥破胞復合調理技術。目前，該工程已投產運營，日處理含水率98%的污泥1250t，投資約1200萬元。

工藝流程簡介：污水處理廠重力濃縮后含水率98%的污泥通過泵輸送至污泥調理池，在污泥調理池中投加骨架結構體和破胞藥劑，使之與污泥混合均勻，在兩種藥劑協(xié)同作用下對污泥胞外聚合物進行破壞，改變污泥水分分布，從而達到污泥改性效果。改性后的污泥再用高壓泵輸送至板框脫水機，脫水后得到含水率為60%以下的塊狀泥餅。

3.2

經(jīng)濟效益分析

本項目運行期間骨架結構體藥劑投加量為2.5 t/d，單價為400元/t；破胞藥劑投加量為1.88 t/d，單價為3000元/t；耗電量為2268 kW·h/d，新疆阿克蘇地區(qū)電價為0.48元/（kW·h）；用水量為25m3/d，單價為2.5元/m3；人工費合計1元/t；綜合計算得到污泥處理費用為63.2元/t。該工藝固體藥劑投加量小，日產污泥量為68.8 t/d。

與傳統(tǒng)的石灰鐵鹽調理技術和超高壓彈性壓榨機脫水技術相比，本項目采用的污泥破胞復合調理技術每年可節(jié)約運行成本95萬元；由于投加藥劑的不同，泥餅量的增加較小，相比其他兩種工藝可節(jié)約后期填埋處置費用約80萬元/a。

本文根據(jù)發(fā)表于《中國給水排水》2017年8月17日第16期“新疆阿克蘇某污水廠污泥深度脫水技術工藝方案選擇”整理，作者：劉海鑫、王堃、李太輝、陽紅，單位：中船重工環(huán)境工程有限公司