污泥处理处置相关工艺及优缺点分析

序号工艺名称工艺描述1厌氧消化技术污泥厌氧消化是指污泥在无氧条件下，由兼性菌和厌氧细菌将污泥中的可生物降解的有机物分解成二氧化碳、甲烷和水等，使污泥得到稳定的过程。污泥厌氧消化主要有高温厌氧消化、中温厌氧消化和两相厌氧消化。目前的研究热点在预处理高温热水解和高含固厌氧消化，国外均有成熟的技术。2好氧发酵技术好氧发酵是在有氧条件下，微生物通过吸收、氧化、分解等活动，把一部分被吸收的有机物氧化成简单的无机物，同时释放出可供微生物生长活动所需的能量；而另一部分有机物则被合成为新的细胞质，使微生物不断生长繁殖，产生出更多的生物体的过程。污泥高温好氧发酵的产品称为堆肥，可以用作土壤改良剂和有机肥料。目前污泥堆肥采用的主要工艺形式分为静态和动态两种，又可根据物料堆放形式分为条垛式和仓式两种。3深度脱水技术采用污泥药剂调理+机械脱水的技术，在湿污泥原泥中加入污泥调理剂破坏污泥絮体微生物结构并溶胞，分离出物理性结合水。使微生物的生物体的水分分离，最终使污泥中的结合水大部分转化为自由态水，再通过机械脱水设备将自由态水分分离。污泥的调质处理是污泥深度脱水的关键环节和核心技术。常用的调质药剂为氯化铁（或硫酸铁、聚合硫酸铁）加生石灰。污泥深度脱水设备主要是高压隔膜板框压滤机。4热干化技术污泥的热干化是指通过污泥与热媒之间的传热作用，脱除污泥中水分的工艺过程。按污泥被干燥的程度不同，分为全干化和半干化两种。按污泥干燥的形式，将污泥干化分为直接干化和间接干化两种。目前污泥干化所采用的干化机主要有：流化床干化机、转筒干化机、带式干化机，转盘式干化机、浆叶式干化机、对流与涡轮薄膜干化机等。5太阳能干化太阳能污泥干化工艺借助传统温室干燥技术,结合当代自动化技术的发展,将其应用于污泥处理领域,主要目的是利用太阳能这种清洁能源作为污泥干化的主要能量来源。其实际商业化应用最早见于1994年德国南部的污水处理厂ISTAnlagenbauGmbH。近几年,随着污泥产量的不断攀升以及相关环境卫生政策的出台制约了传统的污泥处置途径(如:填埋、农用等),在欧洲尤其在法国和德国,该技术得到了进一步推广和运用,如威立雅和得利满等水处理公司都相继开发了自身的专利技术Solia工艺和Helantis工艺。6石灰稳定技术通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混，生石灰与脱水污泥中的水分发生反应，生成氢氧化钙和碳酸钙并释放热量。石灰稳定技术可有效起到除臭、灭菌、抑制腐化、脱水、钝化重金属离子等作用。7焚烧技术污泥焚烧是指污泥在一定温度，充分有氧的条件下，使污泥中的有机物质转化为CO2、H2O、N2等，反应过程中释放出来的热量用于维持反应的温度条件。污泥焚烧是最彻底的污泥处理方法，它能去除全部有机物，杀死全部病原体，最大限度地减少污泥体积。污泥焚烧一般采用流化床工艺，分为固定(鼓泡)流化床焚烧炉、循环流化床焚烧炉和回转式流化床焚烧炉等。8碳化技术污泥碳化工艺分为高温碳化、中温碳化和低温碳化三类，目前应用较多的是低温碳化。低温碳化技术主要由EnerTech(能源技术)公司研发推广,技术名称为SlurrycarbTM,该工艺是连续式的。其工艺是将污泥加压至6-10MPa,通过热交换器,加温至400-450°F(204-232℃)。热化分解反应时,污泥中的有机物被分解,二氧化碳气从固体中被分离,同时又最大限度地保留了污泥中的碳值,使最终产物中的碳含量大幅提高。工艺优点1、可杀死部分病原菌和寄生虫卵，使污泥得到稳定化，不易腐臭；2、产生沼气，可实现生物质能的有效回收；3、可降解污泥中35%~50%的挥发性固体，减少污泥干固体量。1、好氧发酵工艺能杀灭污泥中病原菌和杂草种子，达到无害化；2、好氧发酵工艺能降解污泥中大部分有机物，并且使污泥的含水率降到40%，达到减量化；3、好氧发酵后制成的肥料可应用于土地，达到资源化；4、不需外加热源，运行成本相对较低。1、减量效果好；2、能源消耗低；3、占地面积小；4、建设周期短；5、处理时间短。1、污泥显著减容，体积可减少约4倍；2、干化处理后可形成稳定产品，污泥性状大大改善；3、干化处理成品无臭且无病原体，减轻了污泥有关的负面效应，使处理后的产品更易被接受；4、干化处理成品具有多种用途，如作肥料、土壤改良剂、替代能源等。1、能耗小，运行管理费用低；2、处理后污泥体积减少可达3～5倍，实现稳定化并仍保留其原有的农业再利用价值；3、系统运行稳定安全，温度低，灰尘产生量小；4、操作维护简单，使用寿命长；5、系统透明程度高，环境协调性好；6、可同时解决污泥存储的需要；7、利用可再生能源太阳能作为主要能源来源，满足可持续发展的需求。1、投资小，运行成本低，占地面积小，操作管理简单；2、可以有效消灭细菌，且无细菌再生的风险；3、石灰稳定污泥pH值较高，可作为焚烧设备的脱硫剂；4、尤其适合应急或阶段性处置。1、采用焚烧法处理污泥，可最大程度地实现“减量化、稳定化和无害化”；2、焚烧后的灰渣根据重金属含量可选择直接或使用重金属螯合剂处理后进入填埋场，也可用作建筑材料或铺路等。1、通过对污泥改性提高脱水性能；2、污泥碳化技术没有变相,能耗比传统干燥技术低50%,比直接焚烧低80%；3、产生的废气较少,减少了对环境的二次污染；4、污泥热值得以最大限度保留,为后续资源化处置创造了有利的基础。工艺缺点投资（以含水率80%计）1、维持厌氧消化所需温度需消耗大量热能；2、污泥厌氧消化工艺停留时间较长，通常要达到20~30d，造成厌氧消化池体积庞大，操作管理复杂；3、厌氧消化之后污泥的含水率仍较高，必须进行后续处理。50-60万元/吨1、污泥泥质不稳定，其中重金属难以稳定化，使用面较窄，只能用作园林绿化用肥；2、占地面积较大；3、堆肥过程中产生大量的臭气，污染周边环境。30-50万元/吨1、氯化铁具有强腐蚀性，生石灰容易结垢，导致高压隔膜板框压滤机运行维护费用较高；2、稳定与杀菌不足，略臭；3、污泥中有机质含量未降低。3-10万元/吨1、投资大，能耗高，运行成本高；2、高温干化易产生恶臭；3、干化过程粉尘控制要求严格，存在安全隐患。20-50万元/吨1、占地面积大；2、处理效果受天气和季节性条件约束；3、大多在密闭空气条件下作业，对密闭性要求高；4、需要设置除臭设备。20-50万元/吨1、由于添加石灰量大，减量化程度相对其他工艺不高；2、处理后污泥呈强碱性，土地利用价值低且面窄；3、药剂使用费高。10-30万元/吨1、投资大，运行成本高；2、污泥本身热值低，需与生活垃圾、煤等掺烧；3、运行管理要求高，焚烧尾气处理不当，易产生二噁英，造成二次污染。30-50万元/吨1、污泥碳化技术是2000年以后才真正产业化的工艺，碳化装置的稳定性、耐久性、可靠性等还有待时间的考验；2、低温污泥碳化后含水率仍较高，必须进行后续处理；3、污泥碳化产物性状复杂，需对其成分进行检测后选择合适的利用途径。35-60万元/吨运行成本（以含水率80%计）相关厂家80-120元/吨挪威Cambi公司芬兰EnvorProtech环能科技有限公司普拉克环保系统(北京)有限公司德国帕萨旺－洛蒂格环保设备成套公司中持水务股份有限公司安阳艾尔旺新能源环境有限公司大连利浦环境能源工程技术有限公司100--120元/吨机科发展股份有限公司北京中科博联环境工程有限公司中持水务股份有限公司万若(北京)环境工程技术有限公司上海同济远大环保机械工程有限公司60-150元/吨意大利迪芬巴赫压滤机有限公司德国安德里茨过滤技术有限公司景津环保股份有限公司兴源环境科技股份有限公司上海同臣环保有限公司200-300元/吨德国INTEC公司英国SwissCombi公司维奥技术瓦巴格德国有限公司北京艺科天和环境工程技术有限公司（德国Buss-SMS-Canzler公司）天圣环保工程（成都）有限公司20-50元/吨威立雅水务集团得利满水处理系统有限公司德国HUBERSE公司德国ISTAnlagenbau公司德国Thermosystem公司90-150元/吨上海施维英机械制造有限公司法国索得曼公司万若(北京)环境工程技术有限公司北京市奥利爱得科技发展有限公司中持水务股份有限公司400-500元/吨威立雅水务集团奥地利安德里茨集团日本美得华水务株式会社天通控股股份有限公司（日本三菱公司）北京京城环保股份有限公司80-120元/吨日本巴工业株式会社澳大利亚ESI公司美国EnerTech公司太原正阳环境工程有限公司中节能博实（湖北）环境工程技术有限公司