污泥处理工艺

污泥处理工艺生活污水和工业废水处理过程中分离或截留的固体物质统称为污泥。目前我国城市污水污泥（包括二级河道淤泥、下水道通挖污泥及污水处理厂污泥），大部分还未经稳定化、无害化、资源化的处理和处置，没有正常的出路，不但成为城市及污水处理厂的负担，而且污泥的任意排放和堆放对周边环境造成新的污泥已经触目惊心，使建成的城市排水、河湖等设施及城市污水处理厂不能充分发挥消除环境污染的功能。目前污泥处理处置的方法主要有：经预处理、污泥浓缩后进行卫生填埋、污泥焚烧、好氧堆肥及用于建筑物材料。1、污泥的处理工艺污泥预处理工艺主要有收集、调理、浓缩、脱水及相关辅助设施管理。污泥处理技术主要有消化、发酵。污泥处理工艺见图：2、污泥浓缩脱水产生的污泥经过污泥收集池或污泥浓缩池后，上清液溢出，初步脱水处理，然后在进行污泥脱水。污泥脱水的设备主要有：带式压滤脱水机、离心式脱水机、板框式压滤脱水机。2.1带式压滤脱水机带式压滤脱水机是由上下两条张紧的滤带夹带着污泥层，从一连串有规律排列的辊压筒中呈S形经过，依靠滤带本身的张力形成对污泥层的压榨和剪切力，把污泥层中的毛细水挤压出来，获得含固量较高的泥饼，从而实现污泥脱水。一般带式压滤脱水机由滤带、辊压筒、滤带张紧系统、滤带调偏系统、滤带冲洗系统和滤带驱动系统构成。作机型选择时，应从以下几个方面加以考虑：（l）滤带。要求其具有较高的抗拉强度、耐曲折、耐酸碱、耐温度变化等特点，同时还应考虑污泥的具体性质，选择适合的编织纹理，使滤带具有良好的透气性能及对污泥颗粒的拦截性能。（2）辊压筒的调偏系统。一般通过气动装置完成。（3）滤带的张紧系统。一般也由气动系统来控制。滤带张力一般控制在0.3－0.7MPa，常用值为0．5MPa。（4）带速控制。不同性质的污泥对带速的要求各不相同，即对任何一种特定的污泥都存在一个最佳的带速控制范围，在该范围内，脱水系统既能保证一定的处理能力，又能得到高质量的泥饼。带式压滤脱水机受污泥负荷波动的影响小，还具有出泥含水率较低且工作稳定启耗少、管理控制相对简单、对运转人员的素质要求不高等特点。同时，由于带式压滤脱水机进入国内较早，已有相当数量的厂家可以生产这种设备。在污水处理工程建设决策时，可以选用带式压滤机以降低工程投资。而产品投资与运行费用根据所处理的污泥量选择适合的型号，而处理量从1m3/h~30m3/h不等，功耗从4.3KW·h~50KW·h不等，占地面积从5m2~50m2不等。目前，国内新建的污水处理厂大多采用带式压滤脱水机，例如北京高碑店污水处理厂一期工程五台脱水机全部是带式压滤脱水机，自带、辊压筒、滤投入运行以来情况良好，所以在二期设备选型时仍然选用了这种机型。2.2离心式脱水机离心脱水机主要由转载和带空心转轴的螺旋输送器组成，污泥由空心转轴送入转筒后，在高速旋转产生的离心力作用下，立即被甩人转毂腔内。污泥颗粒比重较大，因而产生的离心力也较大，被甩贴在转毂内壁上，形成固体层；水密度小，离心力也小，只在固体层内侧产生液体层。固体层的污泥在螺旋输送器的缓慢推动下，被输送到转载的锥端，经转载周围的出口连续排出，液体则由堰四溢流排至转载外，汇集后排出脱水机。离心脱水机最关键的部件是转毂，转毂的直径越大，脱水处理能力越大，但制造及运行成本都相当高，很不经济。转载的长度越长，污泥的含固率就越高，但转载过长会使性能价格比下降。使用过程中，转载的转速是一个重要的控制参数，控制转毂的转速，使其既能获得较高的含固率又能降低能耗，是离心脱水机运行好坏的关键。目前，多采用低速离心脱水机。在作离心式脱水机选型时，因转轮或螺旋的外缘极易磨损，对其材质要有特殊要求。新型离心脱水机螺旋外缘大多做成装配块，以便更换。装配块的材质一般为碳化钨，价格昂贵。离心脱水机具有噪音大、能耗高、处理能力低等缺点。国内只有为数不多的几个厂家可以生产小型离心脱水机，如果选择大型离心脱水机，就只能依靠进口，会增加工程投资，同时，离心脱水机受污泥负荷的波动影响较大，对运行人员的素质要求较高，因此一般污水处理厂均不采用离心脱水工艺。但近几年来，随着科技进步，离心式脱水机的脱水技术在国外有了长足进展，例如瑞典AlfaLayal公司生产的螺旋离心式脱水机，其泥饼含固率可达30％以上，而且操作是在全封闭的环境中进行，脱水机周围没有任何污泥及污水存在，也没有恶臭气味，可以大大改善运行人员的工作环境，因而受到业界人士的青睐。2.3板框式压滤脱水机板框式压滤机是通过板框的挤压，使污泥内的水通过滤布排出，达到脱水目的。它主要由凹人式滤板、框架、自动-气动闭合系统测板悬挂系统、滤板震动系统、空气压缩装置、滤布高压冲洗装置及机身一侧光电保护装置等构成。设备选型时，应考虑以下几个方面：（1）对泥饼含固率的要求。一般板框式压滤机与其他类型脱水机相比，泥饼含固率最高，可达35％，如果从减少污泥堆置占地因素考虑，板框式压滤机应该是首选方案。（2）框架的材质。（3）滤板及滤布的材质。要求耐腐蚀，滤布要具有一定的抗拉强度。（4）滤板的移动方式。要求可以通过液压一气动装置全自动或半自动完成，以减轻操作人员劳动强度。（5）滤布振荡装置，以使滤饼易于脱落。与其他型式脱水机相比，板框式压滤机最大的缺点是占地面积较大。以北京高碑店污水处理厂一期工程使用的带式压滤机和鞍山工业污水处理厂使用的板框式压滤机为例作比较：高碑店污水厂处理污水量为50万t／d，污泥产量1852．5m3/d，干物质92．63t／d，采用五台德国KLEIN－KS30型带式压滤机，每台压滤机的基础占地面积仅为2750*3500mm,鞍山污水厂处理水量为22t/d，干物质275t/d，采用六台板框式压滤机，每台压滤机地基础占地面积达2400*12000mm，同时，由于板框式压滤机为间断式运行，效率低，操作间环境较差，有二次污染，国内大型污水处量厂己很少采用。但近了大量开发研制工作，使其适应了现代化污水处理厂的要求，如通过PLC系统控制就可以实现系统全自运方式，其压滤、滤板的移动、滤布的振荡、压缩空气的提供、滤布冲洗、进料等操作全部可通过PLC远端控制来完成，大减轻了工人劳动强度。3、污泥的处置工艺污泥经过预处理和脱水后，要进行最终处置，一般污泥的处置方法有：卫生填埋、污泥好养堆肥和土地利用、污泥焚烧及用于建筑物材料。根据污染物无害化、减量化、资源化原则，污泥的资源化利用技术的发展，污泥好养堆肥和用于建筑材料方式得到了很多企业的认可。下面是南京江心洲污水处理厂对于污泥填埋、干化、堆肥和掺烧的效益对比：污泥填埋、干化、堆肥和掺烧的效益分析比较（日产污泥200吨）填埋掺烧项目费用（万/年）吨费用（元）年吨数（吨）年费用（万元）场租15000运输5543200*365313.9防渗处理50000表层覆土封盖40000焚烧补贴086200*365627.8合计16012973000941.7污泥干化和堆肥比较（日产污泥200吨）污泥干化污泥堆肥项目费用（万元）费用（万元）干化厂建设8000０制肥厂建设02000运行费用1500万/年800万/年上表为污泥干化和堆肥的经济成本，通过上面两表的比较我们看出掺烧的经济成本高于填埋，但是污泥有一定的热值，可以产生一定的发电量，同时燃烧完的炉渣可以用来制造建材；而填埋由于土地资源的限制，环境要求的提高、经济成本越来越高等因素影响，将会逐渐减少使用。污泥干化、污泥堆肥由于没有现成的设施，必须新建一污泥干化厂、污泥制肥厂，建设及运行费用都很高。与掺烧发电相比经济效益不是很明显。3.1卫生填埋污泥在经过浓缩脱水后，用交通工具将污泥运往垃圾填埋场进行卫生填埋，此种处置方法运行费用主要包括交通运输费用及填埋处置费用，不能带来利益，运行费用也相对较高。3.2污泥好养堆肥和土地利用污泥在预处理及浓缩脱水时，加入填料(菌种、粉煤灰、秸秆破碎物等)和少量的除臭剂送至初混机，进行混合后贮存于贮存池，污泥土地利用是指将经处理后的污泥或污泥产品用于土地作为肥料或土壤改良材料，污泥土地利用可以有效利用污泥中丰富的有机物和N、P、K等营养元素以及植物生长必需的各种微量元素Ca、Mg、Zn、Cu、Fe等，施用于土地能够改良土壤结构、增加土壤肥力、促进植物的生长。主要有用于园林、绿地、林业、土壤修复及改良等。在本导则中明确规定污泥土地利用部分不包括农用。工艺流程如下图：好养堆肥技术污泥经过好养堆肥及消化稳定后可用于土地利用，但是一定要控制好重金属的含量。潜在的环境问题：污泥土地利用排放的污染物在一定程度上取决于施用污泥的成分和施用方式，同时与污泥土地利用施用的频率、污泥施用量以及污泥施用场地的土壤背景值有关。污泥土地利用对大气和水体的环境影响主要是病原菌污染、恶臭污染、盐分以及氮、磷等养分对水体的污染、多氯联苯、二噁英、放射性元素等难降解的有毒有害物和重金属(铜、铝、锌、铬、汞等)对土壤和水体的污染。3.2.1郑州市污泥堆肥处理工程的设计工程概况郑州市目前有三座污水处理厂，分别为王新庄污水处理厂、五龙口污水处理厂和马头岗污水处理厂，总处理规模为80×104m3／d，剩余污泥量为600t／d(含水率为80％)。经过方案比选，郑州市决定将三座污水处理厂一的剩余污泥进行集中处理和处置，处理工艺为好氧堆肥，处置方案选择土地利用或填埋。处理工艺堆肥厂的工艺流程见图。在混料车间内设置了三个料仓：脱水污泥料仓、粉碎秸秆料仓和回用料仓。污水处理厂的脱水污泥通过污泥运输车运至脱水污泥料仓；粉碎后的秸秆经皮带机输送至秸秆料仓；从发酵槽出来的物料经筛分机筛分后的筛上物进入回用料仓。脱水污泥、粉碎后的秸秆及堆肥成品中的筛上物，经混料机搅匀后用装载机运送至发酵槽中进行堆肥。堆肥后的物料通过装载机或翻抛机运送至回料皮带机上，通过回料皮带机输送到筛分机，经过筛分，筛上物进回用料仓重复使用，筛下物即为成品营养土。工艺设计本项目采用进口翻抛机，其要求发酵槽宽度为4．5m，翻堆深度最大为2．0m，考虑0．2m的超高，则发酵槽的深度确定为2．2m。发酵槽的长度根据物料体积、发酵槽宽度、高度尺寸等综合确定为30m。发酵槽的数量根据发酵周期确定。本项目设计发酵周期为21d，则发酵槽的数量为22个。处理量达到300t／d时，设66个发酵槽；处理量达到600t／d时，设132个发酵槽。发酵槽为钢筋混凝土结构，相邻两个发酵槽共用池壁。池壁的宽度根据翻抛机的要求确定。池壁要能承受翻抛机的压力。发酵槽底板既要承受发酵物料的重力，又要承受装载机的重力，同时还要满足通风的要求。费用计算（日产污泥600吨）（1）主要设备费：设备名称型号数量（台）价格（万元）污泥专用混合机链条式翻堆机曝气系统精混机高压造粒机气流干燥机装袋机合计whj-800-5.5fdj-6000-13bo-6000-15jhj-400-2.2zlj-2.0-25qgj-2-15zdj-2-ⅰ123222221.7677.5221.4115.329.9263.929.52239.36（2）辅助设备设备名称数量（台）价格（万元）螺旋输送机皮带输送机大倾角皮带机螺旋给料器翻堆机移动机构布料机引风机轴流风机除尘器烟囱粉煤灰储罐n、p、k储罐装载车不可预见费合计25231124211218.518.178.849.189.3516.665.13.46.122.046.465.121.2525.5146.2(3)土建施工费项目建筑面积（m2）估算价格（元/m2）总价（万元）堆肥车间制肥车间原料库房成品库房办公用房不可预见费合计90060020040020010006006004001000903612162015189投资估算（万元）（1）设备费●主要设备费239.36●辅助设备费146.2(2)土建施工费189(3)运输安装调试费设备费×10%=38.56(4)设计费(1+2+3)×3%=18.39(5)税金及管理费(1+2+3+4)×7%=44.21(6)总计(1+2+3+4+5)=675.72效益分析本项目固定资产投资约670万元，达到设计能力后，实现年销售收入约1500万元，年利润总额年2