污泥半干化技术综述

陈锐章

（华润水泥控股有限公司 广东深圳 518000）

1 污泥危害

污泥的成分及来源均比较复杂，由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。大量未经处理的污泥任意堆放和排放，会对环境造成新的二次污染和生态环境破坏，污染土壤、水源甚至食物链。

2 污泥含水率及污泥状态

污泥含水率概念：污泥中所含水份的重量与污泥总重量之比的百分数。污泥的流变状态取决于其水份的大小，与颗粒相浓度、城市化程度以及污泥颗粒物的特性（颗粒形状及其粘性化程度）有关。随着污泥水份的减少，污泥从纯液状流动到粘滞状、塑性性状、半干固体状直到纯固体状这一过程进行变化。

表1 不同含水率的污泥状态

3 污泥半干化和干化含水率

污泥半干化和干化的区别在于干燥产品最终的含水率不同，半干化、干化提法是相对的，具体含水率数值差异只是为各自工艺描述服务的。国内通常半干化是指含水率在30%～50%之间，全干则是指含水率小于等于30%。目前在我国的污泥半干化工艺技术条件下，污泥半干化到含水率30%～40%，投资成本及运行成本相对合理。

4 污泥半干化工艺介绍

污泥半干化工艺主要分深度脱水工艺和热干化工艺，其中深度脱水工艺是指隔膜板框压滤干化工艺；热干化工艺包括直接热干化和间接热干化、热水解工艺。

4.1 深度脱水干化技术

带式压滤脱水机和离心脱水机仅能使污泥的含水率从初始浓度约97%降至75～80%左右，无法满足污泥半干化的含水率要求，不能把处理后的湿污泥送进锅炉焚烧。深度脱水干化是采用隔膜板框压滤机技术。隔膜板框压滤机利用压力泵，将泥浆压入相邻两滤板形成的密闭滤室中，使得压滤机滤室中的隔膜两边形成了压力差，液体就被从隔膜渗析出来，固体则被隔膜阻挡在了隔膜上，在滤室之中积累成为滤饼。当滤饼达到设计范围内时，压滤机将停止进料，此时设备自动向滤室内通入气体或者液体，使得滤板或隔膜向滤饼的空间膨胀，通过对滤饼的二次压榨作用，进一步将滤饼中毛细水、结构水去掉，最终获得含水率55%左右的半干化污泥。

4.2 直接热干化工艺

直接热干化工艺是利用锅炉烟气余热来干化污泥，将污水处理厂经过一级脱水的含水率80%污泥，干化成含水率45%半干化污泥，其主要干化设备为转鼓干化机。

4.3 间接热干化工艺

间接热干化工艺包括利用中压蒸汽（1.2MPa)或者导热油为热媒介质来加热干化污泥，将污水处理厂经过一级脱水的80%含水率污泥，干化成45%含水率污泥。蒸汽热干化主要干化设备为盘式污泥干燥机，导热油热干化主要干化设备为污泥烘干机。

4.4 热水解工艺

污泥热水解技术是在150～170℃，＜12.5bar工作条件下，将待水解污泥与190℃饱和蒸汽在密闭压力容器中充分混合反应，高压蒸汽对污泥进行蒸煮和瞬时卸压汽爆闪蒸的工艺，使污泥中的细胞破壁，胞外聚合物水解，通过污泥中有机固体的水解，强化污泥的可生物降解性能，使后续处理工艺表现出更高的挥发性物质去除率。北京小红门污水处理厂热水解高级消化系统采用浓缩+预脱水+高温热水解预处理+高级厌氧消化+板框高干度脱水技术路线，使得污泥含水率从80%降至60%以下。

5 污泥半干化工艺综合比较

表2 污泥半干化工艺综合比较

结语

污泥资源化再利用和协同焚烧处置的前提是污泥半干化，即将污泥含水率降至30%～40%，以满足锅炉焚烧要求。由于干化工艺的选择主要取决于污泥的最终处置方式，所以在满足一定的干化率、无二次污染的前提下，应充分利用废热、厌氧消化气等能源，以及干化产品资源化等手段来降低干化成本。依靠某一种单一工艺，很难满足污泥处理处置要求，而利用组合工艺可以提高脱水率、也可以降低运行成本，但如何实现干化技术的最优组合，充分发挥各自优势，是污泥半干化技术的重要研究方向。