污泥化學改性加特種壓濾深度脫水干化處置技術(shù)

1、污泥化學改性加特種壓濾深度脫水干化處置技術(shù)浙江旺能環(huán)保股份有限公司劉幫梁1、污泥的處理處置技術(shù)現(xiàn)狀目前我國每天產(chǎn)生含水量80%的濕污泥萬噸（年產(chǎn)濕污泥量3000萬噸/年），并每年以1015%的速度增長，但我國污泥的處理處置普遍沒有得到解決，“十二五”期間，污泥處置建設(shè)的投資需求量及投資意義非常重大。目前困擾污泥行業(yè)發(fā)展的主要還是技術(shù)問題。目前國內(nèi)的污泥處置技術(shù)五花八門，既有用來燒磚、燒水泥的，也有填埋、堆肥的，甚至還有用來養(yǎng)蚯蚓的。一些地方政府被這些五花八門的技術(shù)搞暈了頭，他們已經(jīng)無法判斷哪些技術(shù)可以用、哪些技術(shù)更好了。所以從目前看，主要還是技術(shù)、政策和游戲規(guī)則三方面的不成熟，導致了污泥市場的

2、投資機會。污泥干化是實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的最有效途徑，而目前脫水后污泥干化需利用熱源加熱污泥蒸發(fā)污泥中的水分，多利用蒸汽、煙道氣等，造成處理成本高、尾氣量大、冷卻水量大，易造成二次污染；干化設(shè)備采用回轉(zhuǎn)窯式、轉(zhuǎn)盤式、空心槳葉式等；干化焚燒投資大，而且在運行過程中還需摻入30%50%的高熱值煤炭導致干化成本高。降低污泥干化成本是保證污泥干化正常運行急需解決的關(guān)鍵技術(shù)難題。目前普通污泥脫水機如帶式壓濾機、板框壓濾機、螺旋脫水機等脫水后污泥的含水率在7585%；脫水后污泥干化需利用熱源加熱污泥蒸發(fā)污泥中的水分，多利用蒸汽、煙道氣等，造成處理成本高、尾氣量大、冷卻水量大，易造成二次污

3、染；干化設(shè)備采用回轉(zhuǎn)窯式、轉(zhuǎn)盤式、空心槳葉式等；目前有采用脫水后污泥添加固體粉末改性后經(jīng)新型板框壓濾機壓濾，使脫水后污泥含水率在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含量、熱值等。目前的普通板框壓濾機及新型板框壓濾機壓濾壓力最大在，新型板框壓濾機只是增加一層橡膠隔膜，隔膜內(nèi)瞬間通入壓縮空氣或水。2008年，美欣達集團浙江旺能環(huán)保股份有限公司環(huán)境產(chǎn)業(yè)研究所在多年污泥干化處置研究的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)了適合中國國情和節(jié)能減排環(huán)保政策的第三代污泥處置新技術(shù)污泥化學改性加特種壓濾系統(tǒng)集成常溫干化技術(shù)，污泥通過加藥改性和機械壓濾方式把污泥含水率從8

4、0%左右降低至50%以下，再經(jīng)2448小時自然風干后含水率已降低至20%左右甚至10%以下，干化后將此送至燃煤電廠或垃圾電廠與燃煤或生活垃圾混合焚燒發(fā)電，實現(xiàn)了污泥的減量化、無害化和資源化。2006年引進了日本“漿葉式污泥干化技術(shù)”，在此基礎(chǔ)上成功研制了第一代利用蒸汽為熱源、日處理能力15噸的“轉(zhuǎn)盤式高速離心薄層污泥干燥機”，應用于我公司印染污泥的干化處置。2007年又引進了歐洲污泥珍珠干化工藝技術(shù)，研制開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第二代利用導熱油間接加熱的立式多盤污泥干燥機，并在我公司內(nèi)建立了日處理25噸的污泥干化系統(tǒng)。我公司現(xiàn)采用的污泥干化技術(shù)是污泥化學改性加特種壓濾系統(tǒng)集成常溫干化技術(shù)，污泥是

5、通過加藥改性和機械壓濾方式把含水率從80%左右降低至50%以下，再經(jīng)4872小時自然風干后含水率已降低至2030%甚至10%以下，干化后的污泥或填埋或送至燃煤電廠或垃圾電廠與燃煤或生活垃圾混合焚燒發(fā)電。通過現(xiàn)在2530噸/日的中試項目處理我公司的印染污泥和湖州市的鳳凰污泥技術(shù)是可行的和成功的，但是因為各地的污泥、不同行業(yè)的污泥等性質(zhì)是不同的，怎樣改性，采用什么藥劑改性都必須通過試驗來確定。2、污泥化學改性、特種壓濾、常溫脫水技術(shù)對污泥進行化學改性與機械脫水結(jié)合，此項技術(shù)思路，在我國萌生至今已有78年的歷史，我公司在總結(jié)集成此項技術(shù)的基礎(chǔ)上進行了并深化開發(fā)形成了系統(tǒng)技術(shù)。污泥化學改性特種壓濾常溫

6、干化集成技術(shù)從藥劑、機械匹配等方面進行了深入研究，從污泥中水的結(jié)構(gòu)特點入手，通過化學改性改變污泥中水的性質(zhì)加特種壓濾系統(tǒng)技術(shù)，即不依賴任何外界熱能等條件，僅通過加藥改性和機械壓濾方式把污泥含水率從8093%左右一次性降低至50%以下，再經(jīng)2472小時自然風干后含水率可降低至2030%左右。該技術(shù)是從機理、藥劑、機械進行匹配。其中所加藥劑不僅可以通過螯合作用除去水中的金屬離子,還可以通過電中和作用、氫鍵作用和架橋作用將水中的微粒凝聚成較大的絮體而聚沉下來。因此,藥劑中主要起吸附作用的改性固體無機藥劑與主要起架橋作用的有機高分子藥劑相互協(xié)同互補,使其絮凝性能大增,使得該藥劑的處理效果都遠高于其他絮

7、凝劑。本藥劑中的無機成分對污泥微粒進行吸附聚沉，其成分中存在著可交換的水合陽離子（如Ca2+、Na+、K+）和層間水等,這種結(jié)構(gòu)特點就決定了它在垂直層面方向上有可膨脹性和較大的內(nèi)、外表面積,使其具有較強的吸附性能和陽離子交換性能,因而對水中的金屬陽離子和微粒均有一定的吸附性，而其納米級的粒徑使其外表面積變大、吸附性能得到很大提高,藥劑中還加入微量交聯(lián)劑后使其層間域進一步開放、撐大,使其吸附范圍進一步擴大。污泥加藥后，泥中的膠體結(jié)構(gòu)因加藥發(fā)生化學反應，在膠核上形成結(jié)晶和長大，吸附水轉(zhuǎn)化為結(jié)晶結(jié)構(gòu)水，結(jié)晶結(jié)構(gòu)形成后即實現(xiàn)了生活污水污泥的固態(tài)化。這種固態(tài)化的過程是不可逆的過程從而保證了改性后污泥不致

8、二次污泥化并且污泥形成晶體結(jié)構(gòu)后，其所含水分可被迅速分離蒸發(fā)。本技術(shù)中的改性劑對污泥中部分重金屬有穩(wěn)定化的作用，改性劑的活性成份與污泥中的某些重金屬離子發(fā)生化學反應，形成穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)的一部分，形成穩(wěn)定的不溶于水的化合物，從而減少了重金屬離子游離出來造成二次污染。改性后的污泥以的輸送壓力送入本污泥脫水機的多塊濾板之間的空隙內(nèi)，在污泥輸送至濾板之間的空隙內(nèi)過程中，即有部分水分被濾出，輸送結(jié)束后，關(guān)閉本污泥脫水機的進泥閥門，啟動本污泥脫水機的高壓油泵，由高壓油泵提供2530MPa的壓力使濾板之間空隙內(nèi)的污泥再次壓濾，得到含水率為50%以下的半干泥餅。高壓油泵提供的壓力傳遞到濾板上，使濾板的壓力從逐

9、步升高，使濾板之間的污泥再次壓濾脫水。污泥化學改性特種壓濾常溫干化集成技術(shù)在投資和運行成本上更具競爭優(yōu)勢，可廣泛地應用于污水廠現(xiàn)有污泥脫水設(shè)施的改建、擴建及新建污水廠的污泥脫水。2009年6月在我公司工業(yè)園內(nèi)建立了日處理30噸污泥干化處置生產(chǎn)線的示范工程，得到了業(yè)內(nèi)專家領(lǐng)導的好評，呈現(xiàn)出強烈的市場需求。2009年12月在美欣達工業(yè)園興建了日處理200噸污泥處置示范項目，負責處理湖州市城區(qū)范圍內(nèi)的污泥處置項目，2010年二月初，又承接了河南省許昌市的日處理150噸的污泥處置項目。污泥改性、特種壓濾、常溫脫水工藝流程框圖如下：本技術(shù)主要由：濕污泥儲倉、濕污泥輸送系統(tǒng)、污泥改性系統(tǒng)、污泥特種壓濾系統(tǒng)

10、、半干污泥儲倉、半干污泥輸送系統(tǒng)、廢水處理排放系統(tǒng)等組成。汚泥改性特種機械脫祇工藝流程框圖（一）游泥處置：能源和SE源和比辱舍利用*做頃方土做填埋場覆箍土做燃料燙燒熱值僞高尖魁汚泥或卯丁成煤潘球（講r顆輸做較高品位的工業(yè)熾料1，加丁成泥粉我氷淀填充科、或幵發(fā)狂性炭替代品以脫忒苦想為丄要材料.燒制輕巫惺溫環(huán)悍曲、陶粒、新型犁化板村的基材零捉毎肚重全用3、意義與優(yōu)點：本技術(shù)較全面地體現(xiàn)了我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護部和科學技術(shù)部聯(lián)合制定并下發(fā)的城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置及污染防治技術(shù)政策（試行）（2009年2月18日）文件在總則中規(guī)定：“污泥處理處置的目標是實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化和無害化，鼓勵回收和

11、利用污泥中能源和資源”的要求。實現(xiàn)了污泥處理“減量化、穩(wěn)定化和無害化”和污泥處置的“能源和資源”化。主要技術(shù)參數(shù)：1）污泥含水率從80%左右降低至50%以下，再經(jīng)2448小時自然風干后含水率已降低至2030%左右；2）干化后的污泥熱值在6001500Kcal，可作為低熱值燃料；3）污泥中的蛔蟲卵、糞大腸菌群等病原體去除率達90%以，重金屬的去除率達60%以上，部分重金屬的去除率達90%以上；4）干化后的污泥抗壓強度好，雨水浸泡難溶蝕，遇水溶解率小于5%；5）濾板壓力從逐步升高，壓濾脫水時間3045分鐘。本技術(shù)從污泥含水分的賦存狀況入手，根據(jù)物化特性分段對應，按其物性，各得其所。具有學科交叉，技

12、術(shù)嫁接的創(chuàng)新特點，而且工藝簡單、操作方便、費用低廉、成果有效，具有經(jīng)濟實用性：1）整個處理過程冷態(tài)操作，不依賴任何外界條件，不需要熱源，更不消耗一次能源，以改性和壓濾簡單工藝，就可以把各種不同類型的污泥含水率從97-85%左右直接脫水到40%-45%以下，為后續(xù)污泥處置創(chuàng)造了根本性條件；2）整個系統(tǒng)自動化程度高，參數(shù)輸入，全程自動控制操作，流水線生產(chǎn)，簡潔流暢、無臭味、無超音、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，符合滿足安全、文明操作要求；3）脫水污泥遇水不再還原，具有疏水性，并在自然狀態(tài)下水分繼續(xù)蒸發(fā)；4）干化后為污染資源化利用提供了基本條件；5）設(shè)備及藥劑為國產(chǎn)化，對外無依賴；6）建設(shè)費和運行費均顯著低于一般常規(guī)處理方法。該技術(shù)對污水處理廠的城鎮(zhèn)污泥及周邊電鍍污泥、造紙污泥等工業(yè)污泥也做了大量的試運行，并對處理的污泥進行了跟蹤監(jiān)測，其中：1）2009年12月由湖州市環(huán)境保護