污泥深度脫水技術方案

1、污泥深度脫水技術方案設計編制單位：編制時間：二。一一年 月目錄一、工程概況及規(guī)模要求 3二、承接方公司簡介4三、污泥處理處置現(xiàn)狀及政策4四、污泥特性與脫水難度5五、污泥脫水技術在國內外的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢6六、污泥脫水技術路線確定8七、污泥脫水工藝流程及流程簡述9八、技術路線機理及效果9九、技術優(yōu)點與創(chuàng)新11十、設備投資估算12十一、土建工程投資估算13十二、技術經濟分析13十三、工程工期與進度13十四、安全及環(huán)保措施14十五、售后服務15一、工程概況及規(guī)模要求（一）建設單位及工程概況（略）（二）設計基本條件與要求1、污泥品種：污水處理廠終端污泥2、前端污泥含水率：8085%3、處理后污泥含水率：

2、 50%3 、日處理量：含水80%污泥10 噸4、環(huán)保目標：確保終端污泥不增加有毒有害成分5、建設用地：約70 m26、建設地點：污水處理廠污泥脫水車間（三）設計原則根據(jù)建設方的實際情況，本工程設計原則如下：嚴格執(zhí)行環(huán)境保護的各項規(guī)定，采用科學合理的處理工藝，確保污泥脫水達標。合理設計，盡可能地降低工程造價和運行費用。采用品質優(yōu)良的設備，使系統(tǒng)的操作管理方便，運行穩(wěn)定可靠。對污泥脫水處理區(qū)域合理布局，精心設計，環(huán)境美觀協(xié)調。為此，我方根據(jù)建設方提供的相關資料，編制本方案供貴方審核選用。二、承接方公司簡介三、污泥處理處置現(xiàn)狀及政策隨著社會經濟的發(fā)展，我國目前的城市污水處理廠約 2200 座，隨著

3、中國城市化進程的加快，城市污水處理廠仍不斷增加，污泥產量也呈持續(xù)快速增長之勢。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國每年產生含水80%的濕污泥為3000 多萬噸，并逐年以 10 %左右遞增。長期以來，我國在污水處理廠從設計到運行，普遍存在“重水輕泥”的傾向。污水處理廠出水水質是達標了，但污泥處理處置基本處于緩慢發(fā)展狀態(tài)。要解決污泥處理處置問題，首先必須強化污泥“處理”與“ 處置”的基本概念問題。污泥處理是將飽含水份的原生污泥，通過濃縮、脫水及后續(xù)的生物活化處理使其達到穩(wěn)定化狀態(tài)。污泥處置是在污泥減量化、穩(wěn)定化處理后進行的最終處理。我國城鎮(zhèn)污水廠普遍采用機械方式對污泥進行脫水，脫水污泥含水率一般在7585%,呈膠質

4、粘結狀。污泥具有“四高”特點：一是含水率高；二是有機物含量高，很容易腐爛惡臭；三是重金屬含量較高；四是病菌含量高，含有大量的細菌、寄生蟲、病毒。污泥不經過無害化處理，任意棄置，簡單填埋，容易污染空氣、土壤和水源，嚴重威脅人體健康和環(huán)境安全，污泥具有“環(huán)境殺手”之稱，因此世界上許多國家將污泥視為“危險品” ，污泥造成二次污染后再去治理，將付出更高代價。據(jù)中國污泥處理處置市場報告（2010 版 ） 調研結果顯示，我國污水處理廠所產生的污泥， 有 80%沒有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問題已經凸顯出來，并且引起了社會的關注和國家的重視。 2010 年初，住建部副部長仇保興稱， “

5、十二五”將重點放在污泥處置等方面，應“千方百計地將污泥處置搞上去” ， 鼓勵污泥無害化后進行土地綜合利用。 2010 年11 月 26 日， 國家環(huán)境保護部下發(fā)了關于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知 ， 通知明確要求：污泥處理處置應遵循減量化、穩(wěn)定化、無害化的原則。污水處理廠新建、改建和擴建時，污泥處理設施（污泥穩(wěn)定化和脫水設施）應當與污水處理設施同時規(guī)劃、同時建設、同時投入運行。不具備污泥處理能力的現(xiàn)有污水處理廠，應當在本通知發(fā)布之日起2 年內建成并運行污泥處理設施。污水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下。要因地制宜，推動通過填埋、焚

6、燒、建材綜合利用，現(xiàn)有工業(yè)窯爐（如電廠鍋爐、水泥窯等）共處置等方式，提高污泥無害化處置率。透過通知精神，可謂“機遇與挑戰(zhàn)并存，希望與困難同在” 。四、污泥特性與脫水難度要實現(xiàn)污泥的 減量化、穩(wěn)定化、無害化和綜合利用，達到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經濟 的處置目標，污泥脫水是污泥處理處置的前提，只有把污泥水份降至50%以下，資源化綜合利用才有可能。污泥處理技術的關鍵是拿掉水份，然而污泥的特性又決定了污泥脫水處理的難度。這是因為：污泥中所含水份大致分為四類：A、間隙水；B、毛細結合水；G表面吸 附水；D內部水。第一種稱為“自由水”，后三種稱為“束縛水”。這四種水除了間隙水可以以物理方式壓濾以外，其它三種水

7、表面具有強大的負電子包 裹著，它不能以物理壓濾析出。顆粒間的間隙水，約占污泥水份的 70%毛細 水，污泥顆粒間的毛細管水，約占20%顆粒的吸附水及顆粒內部水約占10% 污泥脫水的對象是顆粒間的間隙水，如圖：污泥之所以含有大量的水份，除了間隙水外，另有很大一部分是由于其顆 粒表面特性和污泥團的結構所決定的。污泥顆粒表面吸附有各種荷電離子以 及由微生物在其代謝過程中分泌于細胞體外的胞外聚合物等組成。這些荷電 離子和胞外聚合物具有很強的持水率。這些污泥顆粒組成了污泥團，形成許 許多多的毛細孔道，污泥顆粒表面所持的水和毛細孔道中的水都為結合水， 這種束縛水是不能用單純的機械法除掉。污泥脫水的難易，除與

8、水份在污泥中的存在形式有關外， 還與污泥顆粒的 大小，污泥比阻和有機物含量有關，污泥顆粒越細、有機物含量越高、污泥 比阻越大，其脫水的難度就越大。另外，由于污泥中含有大量的蛋白質、脂肪及其它碳水化合物等高濃度有機物，導致污泥的粘度較大、含水率較高、固液分離性能差。五、污泥脫水技術在國內外的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢如要在兩年之內達到環(huán)保部 關于加強城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知的要求，時間緊、任務重、難度大。就我國而言，目前業(yè)界脫水技術大致呈現(xiàn)以下幾種方法 :1 、采用常規(guī)機械壓力脫水的技術目前污泥脫水工藝以機械脫水為主， 主要有： 真空吸濾法、 離心法和壓濾法。主要的機械設備有：轉鼓式真空過濾機、

9、轉桶式離心機、板框壓濾、帶式壓濾脫水、螺旋壓榨脫水等。這類型脫水機械脫去的僅是污泥中自由間隙水，雖經脫水，污泥水份仍有75%- 85溢右。2、采用熱力脫水的技術熱力脫水一般采用蒸汽、 煙氣或其它熱源， 它不是一般意義的烘干。 常用設備為漿葉機、套筒機或流化床等，也有以造粒或噴霧形式提高熱效率。由于熱力脫水必須依賴熱源制熱或余熱利用，但由于存在使用蒸汽不經濟，利用鍋爐煙道氣影響系統(tǒng)穩(wěn)定，建設獨立熱源代價大，利用余熱須改動原有工藝設施等因素，再者，干化后要資源化利用，且不能因脫水而破壞污泥原賦有的熱值。因此，從某種意義上講，熱力干化是以熱能置換，是“以熱換熱” ，出現(xiàn)嚴重的熱平衡負效應，但其結果是

10、“以大置小、得不償失” 。3 、采用添加固體粉末改性+板框壓濾機壓濾技術添加固體粉末進行污泥改性， 使改性后污泥經板框壓濾機壓濾將污泥脫水至含水率60%以下，但添加的固體粉末量較大，只是增加了污泥中固體含量，增加了污泥中灰分，降低了污泥中的有機物含量和熱值等。其實質是沒有降低污泥中的水分，僅是采用一種水多加面，面多加水的一種假象。4、采用熱力和機械壓力一體化污泥脫水的技術它是采用一種低溫熱源把污泥加熱至150 度-180 度，然后以螺旋壓榨予以脫水，如日本推出的“ FKC；機。這種設備仍然需要依賴一個熱源，而且這種特殊螺旋壓榨機構造復雜、價格昂貴，更換部件的代價很大；同時，它的生產效率較低。因

11、此，業(yè)內采用不多，難以成為一種選型“熱點”。5、采用新型板框壓濾機壓濾脫水的技術目前所謂的“新型” 板框壓濾機， 只不過增加了一層橡膠隔膜， 隔膜內只可能瞬間通入0.60.8Mpa壓縮空氣或水，對污泥瞬間施壓脫水，使污泥含水率有可能降低至 70%-75%左右。6、采用污泥表面活化破壁改性解放束縛水匹配機械既壓濾又壓榨相結合的集成技術此項技術系沿用 1979 年西方發(fā)達國家興起的污泥脫水技術思路，而在我國引用至今也有7 8 年的歷史，其核心主要通過“無機化學納米調質與板框壓濾壓榨匹配”，此技術目前正在興起發(fā)展中。六、污泥脫水技術路線確定公司根據(jù)西方發(fā)達國家提出的污泥處理技術思路， 結合我國國情和

12、節(jié)能減排環(huán)保政策，在廣泛學習和研究國內同行有關污泥處理技術的基礎上，集眾家之所長，摸索出了一整套適合我國國情的污泥處理實用型新技術 污泥表面活化破壁改性與機械壓濾壓榨深度脫水集成技術，并在關聯(lián)節(jié)點做了不斷優(yōu)化完善，目前已走向市場。該項技術思路是： 針對污泥的特性， 從破壁改性及機械壓濾壓榨匹配等方面入手，通過表面活化改性改變污泥中水的性質，并通過機械壓濾壓榨系統(tǒng)，把含水率80溢右的污泥一次性脫水至50姒下，再經2472小時自然風干，污泥含水率降低至40%左右，進一步為資源化綜合利用創(chuàng)造條件。 該終端污泥具有疏水性，遇水不化不會返潮，同時污泥破壁改性絕不增加有毒有害成分，確保污泥原有成分的穩(wěn)定性

13、。七、污泥脫水工藝流程及流程簡述污泥破壁改性與機械壓濾壓榨深度脫水集成技術工藝流程圖見附圖一含水率80%的原污泥經加水稀釋送入原污泥倉，以離心渣漿泵輸至污泥改性車間，污泥在改性車間實現(xiàn)改性，改性后的污泥經污泥渣漿泵送至改性污泥儲存?zhèn)}， 再以泵送至機械脫水車間。 脫水車間產出含水率為50%以下的泥餅，再由皮帶輸送機輸送至泥餅臨時堆場。壓濾機擠壓出的污水，回到污水處理廠統(tǒng)一處理。八、技術路線機理及效果（一）污泥藥物改性機理及效果一般的污泥處理技術是脫水還是進行消化抑或直接處理都面臨效率低、 能耗高的難題。因此，如何改變污泥的膠體結構是污泥處理處置技術的關鍵。泥中的膠體結構通過表面活化改性，發(fā)生納米

14、效應，在膠核上形成結晶和長大，吸附水轉化為結晶結構水。污泥形成晶體結構后，其所含水份可被迅速分離蒸發(fā)。所加表面活化劑分為：校正劑和活性劑。改性劑具有高效疏水性，它在膠核上形成不可逆的結晶固態(tài)化。這種固態(tài)化的過程從而保證了改性后污泥不致二次污泥化；并具有減少臭氣濃度、降低污泥中的病菌、寄生蟲卵和病毒活性以及穩(wěn)定部分重金屬離子等效果。改性的污泥抗壓強度好，透氣性良，水浸泡不易溶解。改性污泥熟化后，可實現(xiàn)土壤化，穩(wěn)定化，無害化。（二）污泥機械脫水機理及效果原污泥經添加無機活化劑后， 出現(xiàn)納米效應， 將膠團中吸附水轉化為易于去除的間隙水，提高了污泥的脫水性能。但是，自由水的壓濾也決不是常規(guī)意義上的壓濾

15、，對這種特定條件下的自由水去除，也需要一個特定的脫水系統(tǒng)。改性后的污泥以高壓泵送至污泥脫水機， 高壓泵將改性后的污泥送入污泥脫水機的多塊濾板之間的空隙內，因有輸送壓力，在高壓泵輸送至濾板之間的過程中，部分水份被濾出；當高壓泵的輸送壓力逐步升高至最高壓力時，污泥脫水機的多塊濾板之間的空隙內充滿了污泥；此時，停止高壓泵的運行，并關閉污泥脫水機的進泥閥門，啟動污泥脫水機的高壓油泵，由高壓油泵提供的壓力，通過壓縮彈簧推動濾板移動，壓縮濾板空隙內的污泥，使污泥再次壓榨，得到含水率為50%以下的泥餅。在壓濾機的高壓作用下，壓濾脫水時間僅需 100 分鐘即可得到含水率50%以下的泥餅，為一般壓濾脫水時間的1

16、/ 5 1/3。1 ）壓濾脫水時采用高壓，并采用間隔、遞增式施壓工藝，大大降低了泥餅形成時濾液流出的介質阻力，提高了壓濾機的脫水效率；2）壓濾機的濾板采用鋼制結構，可承受較高的脫水擠壓壓力；3）采用二次壓榨。第一次壓濾脫水為高壓泵送料時；第二次壓濾脫水則是由高壓油缸提供的壓力，通過壓縮彈簧推動濾板移動，再次壓縮濾板之間的污泥；4）壓濾機采用了多點進料和進料均勻分配器裝置，保證污泥在濾板里分布均勻、泥餅厚薄一致、含水率均衡。九、技術優(yōu)點與創(chuàng)新污泥表面活化改性與機械壓濾壓榨深度脫水集成技術， 與通常的熱干化法相比，在投資和運行成本上更具競爭優(yōu)勢，市場前景廣闊，可廣泛地應用于污水廠現(xiàn)有污泥脫水設施的

17、改建、擴建及新建污水廠的污泥脫水。這無疑將改變現(xiàn)有的常規(guī)脫水設備和熱干化處理等污泥處理處置市場格局，引領國內污泥脫水處理行業(yè)發(fā)展。污泥藥物改性與機械壓濾壓榨深度脫水集成技術從污泥含水份的賦存狀況入手，根據(jù)物化特性分段對應，按其物性技術進行嫁接的創(chuàng)新特點，而且工藝簡單、操作方便、費用合理、成功有效、經濟實用。本技術不是一臺設備， 而是組合的一套工藝； 也不是一項孤立的技術， 而是集多項技術為的一個系統(tǒng)。其優(yōu)點是：1 、整個處理過程冷態(tài)操作，不需要熱源，更不消耗一次能源，僅以改性與壓濾相結合的簡單工藝，把不同類型污泥的含水率從80%左右直接脫水到50%以下，為污泥處置創(chuàng)造了根本性條件；2、整個系統(tǒng)

18、自動化程度高，全自動操作，流水線生產；簡潔流暢、無臭味、無噪音、無焚燒加熱造成的尾氣排放，僅有壓濾水回流污水廠處理；工作條件和環(huán)境界面良好，符合安全、文明操作要求；3、改性劑不改變污泥的原有性質，脫水污泥熱值在6001500Kcal/kg ,可作為低熱值燃料；4、對污泥中的蛔蟲卵、糞大腸菌群、有去除作用，重金屬有穩(wěn)定作用：蛔蟲卵、 糞大腸菌群等病原體去除率達90%以上，重金屬的穩(wěn)定率達60%以上，部分重金屬的穩(wěn)定率達90%以上；5、脫水污泥泥質能達到污泥土地利用（農用、園林綠化、土地改良）標準、填埋標準中的泥質要求；6、脫水污泥具有疏水性，遇水不會還原，遇水溶解率小于 5%不會產生二次污泥化；

19、抗壓強度好，透氣性優(yōu)良， 并在自然狀態(tài)下水份繼續(xù)蒸發(fā)；7、投資合理，運營成本低，遠遠低于業(yè)內其他工藝；8、建設工程量小，建設工期短；9、全部裝備為國產化；10、系統(tǒng)機械易于操作，便于維修。十、設備投資估算序 號內容臺/套數(shù)價格（單價萬元）總價（萬元）1主機系統(tǒng)491.1特種壓濾機10噸/天149492輔機系統(tǒng)282.1改性機（高速攪拌機）1m312.82.82.2藥劑儲備罐1m313.13.12.3改性污泥儲存罐10m313.23.22.4污泥儲存罐10m12.42.42.5攪拌器11.21.22.6柱塞宗13.53.52.7離心渣漿泵30.51.52.86+10米皮帶輸送機13.83.82.

20、9空壓機及儲氣罐11.81.82.10管道、閥門14.74.73配套工程10.63.1配電系統(tǒng)（動力柜、電纜）17.57.53.2自控系統(tǒng)13.13.14運輸費1.55安裝、調試56稅收（以上總價的5%）4.7合計98.8備注：總投資是以日處理 10噸含水80%污泥的規(guī)模計設備總投資為：¥ 98.8萬元整十一、土建工程投資估算十二、技術經濟分析（一）人員編制污泥處理站暫定員6人，兩班兩運轉。（二）運行成本1、動力費電氣設備總裝機容量約為60kW運行負荷約為30kW實際日耗電量約為 130kW綜合電價按0.73元/度（暫按此價格核算動力費），94.9元/天。2、改性劑費用改性劑費用，計：280元/天。3、人工費污泥處理站運行人員6人，計：240元/天。污泥深度脫水直接處理成本約為：61.49元/噸（不含折舊費）。十三、工程工期與進度1、工程工期本工程自簽約生效日起個月內完成。2、工程進度表時間/天工作內容306090工程設計<f土建施工I設備制作(安裝、竣工f調試、驗收-1十四、安全及環(huán)保措施1、安全生產及勞動保護制定必要的勞動保護、安全生產規(guī)章制度，對職工應經常進行安