污泥深度脱水与干化的发展历程

污泥深度脱水与干化的发展历程

崔静

马钢集团设计研究院有限责任公司 安徽省马鞍山市 24300

摘要：污泥深度脱水与干化技术是一种将污泥中的水分脱除并将其转化为干燥固体的处理方法。我国对污泥的处理和处置的要求日益提高，对此，污泥的减量化是极其必要的，这就需要对污泥进行脱水与干化。本文介绍了污泥脱水、干化、深度脱水等技术和装备，对污泥深度脱水与干化技术的发展历程进行了总结，并且结合目前的研究成果对未来方向进行展望。

关键词：污泥；脱水；干化；减量化

1引言

原污水通过处理工艺产生的污泥中含有大量有害有毒物质，如合成有机物、寄生虫卵、病原微生物、重金属等[1]。从减量化角度来看，污泥脱水是污泥减量处置的重要手段，国内外污泥脱水的技术有化学调理脱水技术、电渗析脱水技术、干化脱水技术、超声波脱水技术等，因化学调理脱水技术成本低、操作简单、脱水效果好，是一种有效且常用的污泥脱水技术[2]。

本综述主要讲述了污泥脱水和干化、污泥深度脱水等处理技术的发展历程、技术特点、处理装备、应用情况等内容。通过对深度脱水与干化发展历程和现有技术的研究，使我们更加了解深度脱水与干化技术的发展趋势及其优缺点，帮助推动技术的创新与发展。

2污泥脱水干化难点及发展现状

2.1脱水干化难点

    脱水干化困难的原因主要有以下两种：一是污泥中微生物分泌及细胞代谢产生的物质在表面形成一层保护层结构-胞外聚合物（EPS），其中EPS又可分为两种，其中的紧密结合性胞外聚合物由于在内层且它紧密的和细胞表面结合，使束缚水难以释放[3]，增加污泥脱水难度；二是在污泥浓缩过程中，含水率由99%左右降至97%左右，在污泥脱水过程中，含水率降至80%左右，最后经过焚烧干化处理等能降至50%或60%左右。在整个过程中，间隙水由于与污泥固体结合力较弱比较容易被去除，而其他形态的水分去除则比较困难。毛细水由于结合力大，结合紧，不易被去除；吸附水表面张力较大，附着能力强，去除难；内部水由于与微生物紧密结合，去除也较难[4]。

2.2脱水与干化技术的发展历程

污泥脱水(干化)有自然蒸发法和机械脱水法两种。污泥干化技术经历了四个阶段，分别是传统枯化技术阶段、机械压滤技术阶段、热风干燥技术阶段和微波加热技术阶段。污泥干化是一种高效、环保的处理方式，但其投资和能耗成本相对较高，需要考虑具体情况下的应用。

3 污泥深度脱水技术

3.1深度脱水技术的现状

污泥深度脱水技术是对脱水污泥进行预处理，通过化学、物理或生物作用，破坏污泥絮体结构，释放污泥中的水分，提高污泥脱水性能，并进一步借助有效措施，使污泥处理后含水率达到60%以下的脱水技术[10,11]。

污泥深度脱水的关键步骤是污泥调理预处理,预处理调理主要有化学、物理、生物调理及新型脱水技术。化学调理可以通过化学药品促进污泥的脱水和排水性能，根据调理原理的不同可以分为絮凝剂调理和氧化调理[12,13]。物理调理包括超声波预处理和污泥热水解。超声波预处理技术可以达到脱除表面吸附水和内部水的目的,其本质是超声波空化作用的应用[14]；热处理是一种高效的污泥预处理技术, 污泥热处理系统不只考虑技术层面的基础,也要考虑所有与之相关的环境活动。生物调理有酶预处理脱水技术。酶预处理对絮体的高水合作用以及在污泥絮体内的黏附作用,判断EPS的含量对污泥脱水是不利的,但也有研究表明EPS有助于污泥絮体的稳定性和过滤性[15]；新型技术电脱水技术目前使用范围和使用规模均非常小[16]。

3.2 污泥深度脱水的必要性

污泥机械脱水技术按照工作原理可分为真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水3种[17]。其中这三种机械脱水设备中真空过滤脱水机要求管路的密封性要高，而且过滤的滤布容易造成堵塞，过滤后的泥饼含水率比较高，真空过滤脱水机的噪声大，占地面积大，成本费用较高，一般不单独使用，多与其他脱水技术混合使用[18]；对于离心脱水机，它自动化高，分离的效率高，而且进行脱水的空间较密闭，因而工作场所环境好，没有很重的气味，但是离心机脱水机脱水的污泥中若有砂砾等较大的颗粒就会对离心机设备造成极大的磨损，耗电量大，而且离心机设备嗓声大，要求设备的材料达到合格甚至是更高，维修操作设备的难度大；进泥的含水率可达到

95％-99.5％，出泥含水率达到75%-80%，脱水效果不佳[19]压滤脱水包括带式压滤脱水和板框压滤脱水。其中的带式压滤脱水机可以一次性投资并且投资量较少，但是使用中需频繁清洗滤布，造成水量消耗比较大，并且为使污泥形成较大絮团，要使用比较多的化学调理剂；带式压滤脱水机的进泥含水率大约在98%，出泥含水率在82%以下，相比较离心机略高。板框压滤脱水机能够很快适应泥浆，但过滤时脱水机压力过高，污泥含水率低，规模面积大，水量消耗较大，工作场所环境差，对操作人员的劳动能力比较严格。污泥含水率通常为97%以下，出泥含水率一般在65%-75%[20]。

通常污泥脱水后含水率从97％左右降到70％-80％，体积缩减成原体积的六分之一到五分之一[21]，但这些仍达不到后续污泥处置的要求，也不能满足污泥填埋的污泥含水率要小于百分之六十的要求[22]。因此后续污泥的深度脱水也是必不可少的。

4 污泥深度脱水与干化技术的未来发展

我国对于污泥处理和处置上的要求越来越高，并且在2010年中国环保部办公厅发布的《关于加强城市污水处理厂污泥污染防治的通知》，通知规定“污水处理厂将污泥运出厂界贮存，污泥必须脱水至含水率的50 %以下”，传统脱水技术很难达到这一要求，所以更需要注重深度脱水技术与干化技术的发展。

1.污泥调理剂：污泥调理以成本低廉、处理效率高成为了应用最广泛的深度脱水方式。。

2.技术创新：生物干化技术：分利用微生物好氧发酵产生的热量，对污泥中的水分进行蒸发，还可以使用人工强制通风的方式来降低污泥中的水分含量。

3.新型干化脱水设备：当下主流污泥深度脱水主要还是采用高压脱水设备进行脱水，对此可在电渗析设备方面进行研发，开发经济、高效、安全的电渗析设备，同时还应关注新型设备的开发。

参考文献

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