污泥深度脱水处理新技术应用研究

顾利峰

（上海青浦排水运营有限公司，上海 201799）

目前，上海某区日均产生含水率为80%的污泥约为250 t，规划兴建干化焚烧厂一座，将现状脱水至含水率80%左右的污泥，送干化焚烧厂进行处理，残渣和飞灰按政策要求进行相应处置。在新建污泥干化焚烧项目预计2020年年底前建成的情况下，必须立刻建设污泥应急处理项目进行过渡，将污泥应急处理至含水率不高于60%，然后外运填埋处置。考虑实施周期紧，寿命周期短，本项目探讨利用污泥连续深度脱水新技术进行已初步脱水污泥的深度脱水。

1 污泥连续深度脱水新技术

污泥连续深度脱水技术是针对国内污泥处理处置现状及需求开发的新型污泥减量、稳定技术，可将含水率80%左右的常规脱水污泥直接深度脱水至60%含水率，不需要将常规污泥稀释后再进行高压脱水，更不需要拆除污水厂原有的污泥脱水设施，能与污水厂原有污泥脱水系统实现快速对接，可连续运行、能耗低、成本低、适用范围广[1-2]。

1.1 技术说明

采用污泥连续深度脱水技术处理一次脱水污泥（含水率80%左右），在投加污泥改性药剂的条件下，经深度脱水后，污泥含水率可降低至60%。经深度脱水后，污泥含水率降低、性质稳定、臭味低。同时，污泥低位热值大幅度提高并且其易粉碎，可进一步焚烧处理。此外，深度脱水后，污泥可用于烧制水泥、制砖或作为污泥好氧消化掺入干料，实现资源化利用。

1.2 污泥连续深度脱水系统组成

污泥连续深度脱水系统主要由改性药剂投加系统、污泥改性混合机和污泥连续深度脱水机等组成。

1.2.1 改性药剂投加系统

污泥连续深度脱水系统需投加两种污泥改性药剂，其中一种是固体改性药剂（污泥改性剂），现场固态投加；另一种是液体改性药剂（污泥固化剂），可将溶液运输至现场储罐直接投加，也可将固体药剂在现场溶解后投加，现场需设溶药池和投加罐。污泥改性剂投加系统由料仓、定量投加装置和输送装置组成，可储存、精确定量投加污泥改性剂。料仓带除尘装置，保证在卸车时粉尘不外溢。

1.2.2 污泥改性混合机

污泥改性混合机采用封闭结构，其主要工作方式为利用正向搅拌剪切污泥，并同时将污泥与污泥改性药剂混合向前推送；反向搅拌对污泥与污泥改性药剂混合物反向推送，避免混合物料在筒体后部堆积，达到连续均匀混合的目的。污泥改性混合机具有能耗低、混合均匀与避免死角和污泥堆积等优点。

1.2.3 污泥连续深度脱水机

污泥连续深度脱水机采用密闭结构，外形美观。可连续运行，也可配合前端的常规脱水系统间断运行。主驱动装置采用变频调节，可根据进料污泥泥质和进料速度调节运行速度，自动纠偏，泥饼剥落彻底，管理方便，人工参与少，操作要求低。

2 工程设计方案

2.1 工程规模

本次项目处理对象为全区各市政污水厂脱水污泥，处理规模为250 t/d（污泥含水率以80%计，16小时工作制）

2.2 处理目标

污泥经过处理后，须满足填埋要求，处理后污泥的含水率不高于60%。

2.3 工艺流程

本项目处理对象为市政污水厂脱水污泥，污泥运入进料大厅，卸入收料料仓（现状），由螺旋螺杆计量提升机（利旧）提升至污泥皮带输送机，送入储泥料仓中，再经过双螺旋输送机输送至皮带输送机，依次进入污泥改性混合机、污泥连续深度脱水机脱水后，产出含水率不大于60%的污泥，经污泥皮带输送机、污泥布料器（利旧），输送至污泥堆场，装车外运。另外，同步配套废水回用装置、臭气处理装置等附属设施。

图1 污泥处理流程

2.4 主要设计参数

依据工艺流程，污泥深度脱水成套处理设备主要分为污泥入料系统、进出泥皮带输送机系统、污泥连续深度脱水处理系统、污泥改性剂及固化剂投加系统、冲洗系统、废水处理系统、除臭系统。

2.4.1 污泥入料系统

污泥入料系统的主要功能是对进行深度脱水的污泥进行储存和输送。主要设备有7种。一是储料仓，容积60 m3，尺寸5 m×6 m×2 m，2台，碳钢防腐；二是双轴螺旋输送机，输送量5 m3/h，6台，电机功率N=5.5 kW；三是料位计，2套，料仓配套，雷达式；四是收料料仓（利旧），V=20 m3，Q=30 m3/h，N=15 W，2台；五是污泥螺杆计量提升机（利旧）：Q=30 m3/h，L=6.0 m，N=11 kW，2台；六是液压滑架，行程1 000 mm，Q345，4台；七是液压站，功率7.5 kW，2台，同时控制滑架、闸板阀。

2.4.2 进出泥皮带输送机系统

进出泥皮带输送机系统的主要功能是输送污泥，其主要包括4种设备。一是倾斜皮带输送机：B=650，5台，碳钢防腐；B=500，8台，碳钢防腐。二是水平皮带输送机：B=650，3台，碳钢防腐；B=500，2台，碳钢防腐。三是折角皮带输送机，B=500，3台，碳钢防腐。四是称重装置，0～24 ma信号输出，5套。

2.4.3 污泥连续深度脱水系统

污泥连续深度脱水系统的主要功能是对污泥进行连续深度脱水，降低污泥含水率。其主要设备有4种。一是一段布料器：3～5 m3/h，5台；二是一段污泥连续深度脱水机：3～5 m3/h，5台；三是二段布料器：2.0～3.5 m3/h，5台；四是二段污泥连续深度脱水机：2.0～3.5 m3/h，5台。

2.4.4 污泥改性剂及固化剂投加系统

污泥改性剂及固化剂投加系统的主要功能是定量投加改性剂和固化剂。其主要有6种设备。一是改性剂储存装置，容积20 m3，5台，碳钢防腐；二是改性剂投加螺旋，500 kg/h，5台；三是改性剂定量器，0～300 kg/h，5台，304不锈钢；四是固化剂溶储存罐，容积20 m3，3只，PE；五是固化剂自动投加装置，7台计量泵，含自动反馈投加泵、过滤器、仪表、混合器等；六是污泥改性混合器，处理量3～5 m3/h，5台，全封闭，连续进出泥，变频调节，采用304不锈钢材质，结构型式为卧式。

2.4.5 冲洗系统

冲洗系统的功能是对污泥深度脱水后的废水进行收集，并对污泥连续深度脱水机的滤带进行反冲洗。主要设备有6种。一是废水收集系统，对各个污泥处理产生的废水进行收集，根据现场条件进行布置。二是冲洗水增压泵，Q=16 m3/h，H=60 m，7台；Q=25 m3/h，H=50 m，2台；304不锈钢设备品牌为南方泵业。三是中水供水泵，Q=100 m3/h，3台两用一备。四是空压机，0.45 m3/min，0.8 MPa，3台。五是精密过滤器，25 m3/h，1 μm，6台，外壳304不锈钢。六是储气罐：碳钢防腐，直接1 000 mm，1.6 MPa，1个。

2.4.6 废水处理系统

废水处理系统的主要功能为对污泥深度脱水后收集的废水进行处理。其主要设备有11种。一是集水井提升泵，Q=150 m3/h，H=10 m，2台；二是一体化废水处理器，150 m3/h，1台，碳钢防腐；三是PAM连续配制系统，3 000 L，304不锈钢，自带控制柜，1套；四是PAM投加泵，Q=2 m3/h，H=20 m，4台，螺杆泵，变频调节；五是PAC制备装置，1.5 m3，2套；六是PAC投加泵，Q=120 L/h，品牌为南方泵业，3台2用一备；七是排泥泵，Q=30m3/h，H=10 m，4台；八是污泥进料泵，Q=15 m3/h，2台，泵型式为螺杆泵，变频调节；九是硫酸药剂储存装置，5 m3，3套，PE；十是硫酸药剂投加泵，Q=600 L/h，H=20 m，品牌为南方泵业，3台；十一是回用水提升泵，Q=50 m3/h，H=12 m，3台。

2.4.7 除臭系统

除臭系统的主要功能是对污泥深度脱水中所产生的臭气进行收集和处理。其主要设备有14种。一是生物除臭塔，L×W×H=23.0 m×6.0 m×3.3 m，T≥20 s，一套，玻璃钢材质，含填料、支架、各检修口、检修爬梯等附件。二是化学洗涤塔，φ4.2×7 mH，T≥1.5 s，一套，PP材质，含填料、支架、各检修口、检修爬梯等附件。三是除臭风机，Q=22 500 m3/h，P=3 000 Pa，N=37 kW，玻璃钢材质，两套。四是生物循环泵，Q=60 m3/h，H=23 m，N=7.5 kW，过流部件衬氟材质，3台，两用一备。

五是化学循环泵，Q=60 m3/h，H=23 m，N=7.5 kW，过流部件衬氟材质，6台，二用四备，其中三台库备。六是控制柜，含现场控制柜、PLC控制元器件，一套。七是烟囱，一套，含镀锌固定支架，带检测平台。八是循环水箱，5.0 m×1.8 m×2.0 m，一套，玻璃钢。九是离心风机，Q=2 000 m3/h，P=550 Pa，N=1.0 kW，一套；Q=4 000 m3/h，P=400 Pa，N=1.5 kW，一套。十是离子空气净化器，Q=2 000 m3/h，N=0.05 kW，一套；十一是收料料仓加盖：6 m×3 m，36 m2；十二是走廊隔断，550 m2；十三是污泥堆棚隔断，1 460 m2。

3 技术经济指标

本项目由于土建利旧，仅采购设备（含安装），总费用2 585.38万元，污泥单位处理成本（含垃圾场处置费用）415.093元/t，其中单位处理经营成本395.080元/t。

4 结论

本项目实施后，市政污泥得到深度脱水，污泥的含水率降低至不大于60%。污泥经深度脱水后，含水率降低，性质稳定，臭味较处理前低，同时污泥低位热值大幅度提高并且其易粉碎，可进一步焚烧处理。深度脱水后的污泥可用于烧制水泥、制砖或用作好氧消化掺入干料，从而实现资源化利用。