Municipal wastewater treatment plant sludge reduction and disposal process

introductory

污泥是废水处理产生的沉淀物，包括固体颗粒，如污泥、沙子、纤维、动植物残体及其凝固的片状物、各种胶体、吸附的有机物和金属元素、微生物、病菌、虫卵、杂草种子和其他嵌入废水的固体。城市污水处理厂的污水污泥主要由有机物组成，能否大规模使用很大程度上取决于污泥的特性，如其化学成分、处理和处置，如脱水、消化、干燥和焚烧。污泥特性还与排水系统、生活习惯、自然气候和处理过程有关。为了确定合适的污泥处理工艺，需要了解当前的污泥成分，并预测未来的 污泥成分，以达到更 好的处理效 果。

1 污泥减量处置存在的问题

1.1 污泥有害成分难以确定目前国内绝大多数流入城镇污水处理厂的污水都有非常复杂的工业废水成分，废水水体的有毒有害物质会向污泥渗透，鉴于污泥处理作业的抽样检测性质，要达到全部清除有害物质的目的不现实，一些有害的病原体和有毒的重金属元素就可能成为检测工作的漏网之鱼而无法确定。

1.2 运输过程要求严格脱水后的污泥中实际仍残留接近80% 的水分，流动性大，外洒和泄漏现象时有发生，要求运输污泥的车辆必须有很强的封闭性，长距离运输更应引起重视。

1.3 减量化程度低处理后的污泥有两种处置方式，即土地利用和填埋。一些化肥厂污泥土地利用方式受限，污泥堆积如山，严重污染区域生态环境。

1.4 处置成本高昂对污泥进行脱水处理是一种难度较大的作业过程，无论是相关药剂，脱水过程还是外运都在处理总成本中权重很大，与捉襟见肘的污水处理厂财政状况严重冲突，还须政府部门投入大量补贴。

2 城市污水处理厂污泥干化技术方向2.1 污泥干化程度在污水污泥焚烧中，污泥越干燥，所含水分越少，越适合焚烧。由于污泥的含水量不同，要使用不同的焚烧炉，如在处理完全干燥的粉状污泥和具有一定含水量的颗粒状污泥时，要使用不同炉子对流部分和装载设备的不同焚烧炉。因 此 ，如 何 干 燥 污 泥 以 及 确 定 其 含 水 量 ，以 最 大 限 度 地 减 少能源消耗变得越来越重要。对不同方案的分析表明，在焚烧前将污泥干燥到含水率低于 50%，能源消耗更少，更经济，更安全。将污泥干燥到 50% 的水分所需的能量比将污泥干燥到 10% 的水分所需的能量低得多。颗粒状的污泥不会悬浮 在 空气中，这 减 少了 粉 尘 爆炸 的可能 性，从 而大 大 增 加了安全性。

2.2 污泥干化流程

2.2.1 浓缩调质+深度机械脱水+低温热干化工艺剩余的污泥被从处理厂抽到浓缩处理厂，在那里根据水分含量、污泥特性和最终处置要求，用添加剂进行浓缩和处理。经过浓缩和冷却的污泥再由污泥泵注入膜式板框压滤机，并被压制成软硬适中的污泥饼。然后对污泥饼进行过滤，产生软、硬污泥饼。污泥饼由板框式压滤机以精确规定的数量通过输送机输送到污泥烘干机。污泥烘干机是污泥的主要干燥点。来自供热系统的低温热空气与内部的污泥直接接触，去除污泥中的水分，从而使污泥干燥。

2.2.2 低温真空脱水干化一体机工艺浓缩的污泥由进料泵送入脱水和干燥系统，加入絮凝剂，滤液在泵的压力下通过过滤介质排出，完成液相和固相的分离。在进料的初始阶段，滤布上的滤饼层很薄，过滤阻力很低。随着过滤的进行，滤饼逐渐变厚，滤饼的孔隙率相对降低，导致过滤阻力增加，进料速度相应降低，当物料充满过滤室时，进料速度停止。在滤饼压实阶段，膜板中的高压水产生压缩力，压缩滤饼，打破材料颗粒之间形成的“拱桥 ”，并 压 缩 留 在 颗 粒 腔 之 间 的 滤 液 。 滤 饼 中 的 毛 细 水 被 强 压缩空气吹过的气流进一步排出，更换滤饼，使其被强压缩空气吹过的气流进一步排出，从而实现滤饼中水分的最大减少。以实现滤饼水分的最大减少。在此基础上，在低温真空脱水和干燥技术中加入了真空干燥功能。在膜压滤机之后，热水通过加热板和膜板来加热腔体中的滤饼，并打开真空泵对腔体进行抽空，在里面形成真空，以降低水的沸点。然后，滤饼中的水被煮沸并蒸发，由真空泵抽取的蒸汽和水的混合物通过冷凝器，蒸汽和水被分离，液态水被定期排出，废气被净化并排出。通过入口过滤器、膜过滤器和真空热干燥的过程，滤饼中的含水量被完全去除，污泥体积明显减少，从而使污泥数量减少到最大。经过这些脱水和干燥阶段，污泥的含水量低于 30%，这基本上满足了污泥减量和解毒的要求，为进一步的资源回收创造了条件。

2.2.3 深度脱水+低温污泥除湿干化机该工艺组合也是采用“浓缩 + 深度机械脱水+ 热干化”处理工艺，深度机械脱水和热干燥过程是独立的工具，浓缩和深度机械脱水过程与常规深度脱水过程相似。热泵除湿干燥使用制冷系统对干燥室中的潮湿空气进行冷却和除湿，同时利用热泵原理中的冷凝潜热对空气进行加热，以便对材料进行干燥。除湿热泵是除湿（干燥）和热泵（能量回收）的结合，能量可以被回收到干燥过程中。在除湿干燥中，水蒸气的潜热和废气的显热被回收，除湿干燥过程不产生废热。在热干燥后，污泥含水率可降至 30% 左右。该工艺组合也是采用“浓缩 + 深度机械脱水+ 热干化”处理工艺，深度机械脱水与热干化工艺为独立设备，浓缩与深度机械脱水工艺与常规深度脱水工艺类似。热干化工艺说明 ：在间接加热干化工艺中使用的传热介质可以是热油、蒸汽 、热 空 气（ 烟 气 ）、热 水 等，传 热 介 质 不 会 和 污 泥 直 接 接 触，传热介质不会受到污泥的污染，热传导介质通过加热干化设备内表面，热量从温度高的金属表面传递到温度低的物料颗粒上，颗粒之间也发生热量的传递，从而达到加热湿污泥的目的。应用该原理的热干燥设备类型较多，有模块式间接热油干化技术、间接圆盘 转盘式干燥机、间接倾斜桨叶式污泥干化技术等，其中圆盘转盘式干燥机、倾斜浆叶干燥机结构见图1和图2。