introductory

城市污水處理廠污泥的處理與處置一直是困擾國(guó)內(nèi)污水廠運(yùn)營(yíng)管理者的主要難點(diǎn)。在國(guó)外，污泥處理與處置部分占整個(gè)污水廠投資的50%~70%,而國(guó)內(nèi)目前投資力度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。另外，部分已建成的污泥處理處置設(shè)施由于各種原因而被閑置，造成了巨大的浪費(fèi)。隨著污水處理率的提高，城市污水廠污泥的處理與處置將成為我國(guó)污水廠建設(shè)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。

1污泥處理與處置現(xiàn)狀

1.1主要方式

污泥處理與處置方法主要有填埋、焚燒和多種形式的土地利用。根據(jù)各國(guó)具體國(guó)情不同，各種方法所占比例也不相同。我國(guó)采用的污泥處理與處置方法中，污泥農(nóng)用約占44.8%、陸地填埋約占31%、其他處置約10.5%、沒(méi)有處置約13.7%。這是在特定條件下估算的，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)以上數(shù)字將會(huì)有很大變化。隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和意識(shí)的提高，污泥農(nóng)用可能的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)使得需更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)評(píng)估污泥農(nóng)用的安全性。同時(shí)國(guó)外新的標(biāo)準(zhǔn)要求填埋污泥有機(jī)物含量低于5%,這對(duì)污泥填埋前的處理提出了更高的要求。污泥焚燒的巨額投資對(duì)于國(guó)內(nèi)大部分污水廠來(lái)說(shuō)，是一筆不小的負(fù)擔(dān)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，將污泥用作水泥、磚、陶瓷等建筑材料，具有投資省、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，是一種值得推廣的處理與處置方法。日本在這方面已走在世界前列，建立了世界第一座“生態(tài)水泥廠”，水泥中污泥含量達(dá)60%叫我國(guó)也在這方面進(jìn)行了研究，并取得了一定成果。

1.2主要設(shè)備

污泥脫水是污泥處理的關(guān)鍵步驟。目前，市政污水廠污泥脫水主要采用的機(jī)械設(shè)備有：帶式壓濾機(jī)、Plate and frame filter press和離心脫水機(jī)。其中，板框壓濾機(jī)有著脫收稿日期：2008-06-20

水含固率高、電耗低等優(yōu)點(diǎn)，也有占地面積大、間歇運(yùn)行、操作環(huán)境較差等缺點(diǎn)。隨著自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展，板框壓濾機(jī)在大型市政污水廠中的應(yīng)用逐漸顯現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。

1） 泥餅含固率高。通常板框壓濾機(jī)的泥餅含固率在35%以上，甚至達(dá)到40%,這就使泥餅的體積大大縮小，泥餅的運(yùn)輸費(fèi)用大為減少。

2） 板框壓濾機(jī)的所有機(jī)械部件均不是永動(dòng)件，部件的磨損非常低。與帶式壓濾機(jī)和離心機(jī)相比，機(jī)械零部件的更換維護(hù)費(fèi)用很低。

3） 板框壓濾機(jī)的處理能力很大，用在大型污水廠所需設(shè)備數(shù)量較少，可以大量減少設(shè)備管理、維護(hù)工作量。

2嘉興聯(lián)合污水廠污泥處理方案

2.1污水廠概況

嘉興聯(lián)合污水廠設(shè)計(jì)水量30×10⁴m³/d,目前實(shí)際處理水量約為20×10⁴m3/d。實(shí)際運(yùn)行中進(jìn)水以工業(yè)廢水為主，占總水量的85%以上，余為生活污水。工業(yè)廢水中主要為造紙、印染、化工等行業(yè)廢水。進(jìn)水的COD（化學(xué)需氧量）在700-800mg/L₀該廠設(shè)計(jì)污水處理工藝為氧化溝，進(jìn)水經(jīng)預(yù)處理后進(jìn)入生化處理段，出水排入杭州灣。

2.2污泥脫水工藝

根據(jù)污泥特點(diǎn)及泥餅含固率的要求設(shè)計(jì)了以下污泥脫水工藝。二沉池排出的剩余活性污泥加藥調(diào)質(zhì)后進(jìn)行預(yù)濃縮，濃縮后的污泥與初沉污泥混合。混合污泥先后投加FeC,（三氯化鐵）和石灰并在絮凝反應(yīng)池內(nèi)充分反應(yīng)，然后用泵送至板框壓濾機(jī)壓濾脫水。脫水后的泥餅用螺旋輸送機(jī)輸送至泥餅堆棚。板框filter press的進(jìn)泥由螺桿泵（低壓）和隔膜泵（高壓）先后完成。

2.3主要設(shè)備

1） 板框壓濾機(jī)：設(shè)計(jì)米用4臺(tái)板框壓濾機(jī)，板框尺寸1500mmxl500mm,濾板數(shù)131塊，濾室厚度32mm,過(guò)濾面積448m²,過(guò)濾壓力1.5x105Pa。該板框壓濾機(jī)還配有濾布高壓水沖洗系統(tǒng)及濾板酸洗系統(tǒng)。

2） 轉(zhuǎn)鼓式濃縮機(jī)：設(shè)計(jì)采用3臺(tái)處理量為100m³/h的轉(zhuǎn)鼓濃縮機(jī)，進(jìn)泥含固率0.6%,濃縮后含固率6%~7%。

2.4設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行情況

該套污泥脫水系統(tǒng)自2003年底正式運(yùn)行以來(lái)，一直非常穩(wěn)定可靠，脫水效果良好。表1為該套系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行數(shù)據(jù)。

表1污泥脫水系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)

參數(shù)名稱	設(shè)計(jì)值	實(shí)際運(yùn)行值
總干污泥量/kg-d’1	39100	31200
石灰消耗量/kgTn-3	15	11
FeCL消耗量/kg	7	6
PAM消耗量/kg-(tDS)”1	2~4	0.8
泥餅含固率/%	>40	45
工作批次/h-d-1	16	10
每批次時(shí)間/min	150	140
注:PAM指聚丙烯酰胺；DS指干污泥。

從該脫水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況看，具有以下特點(diǎn)：

1）污泥脫水性較好，泥餅不會(huì)粘在濾布上。濾板打開時(shí)，泥餅整體自動(dòng)脫落。

2）泥餅含固率高，實(shí)際泥餅含固率達(dá)45%以上，泥餅落下后成較大塊狀。輸送至污泥堆棚后，經(jīng)2d自然干化，泥餅含固率能達(dá)80%以上。

3）系統(tǒng)的自動(dòng)化程度高，1名管理人員可以同時(shí)管理2臺(tái)脫水機(jī)的運(yùn)行。所需的管理工作也僅僅是巡視、察看設(shè)備運(yùn)行情況。

4）由于脫水中使用了石灰，在污泥調(diào)理的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污泥的穩(wěn)定化，并消除了通常污泥處理過(guò)程中的惡臭。實(shí)際運(yùn)行中污泥脫水機(jī)房、泥餅堆棚內(nèi)均無(wú)惡臭產(chǎn)生，工人的操作環(huán)境非常良好。

5） 整套系統(tǒng)的設(shè)備均無(wú)高速運(yùn)轉(zhuǎn)部件，噪聲低。

6） 濾布無(wú)須經(jīng)常清洗。由于濾布選擇適當(dāng)，目前約1個(gè)月清洗一次濾布。酸洗系統(tǒng)至今未使用。

3嘉興聯(lián)合污水廠污泥處置方案

實(shí)際運(yùn)行中，根據(jù)該廠脫水泥餅含固率高的特點(diǎn)，與鄰近水泥廠進(jìn)行了污泥用作水泥生產(chǎn)原料的生產(chǎn)性試驗(yàn)。將污泥干化過(guò)程設(shè)在污水廠內(nèi)，試驗(yàn)中采用自然干化。經(jīng)測(cè)定，泥餅在堆棚內(nèi)自然干化兩天后泥餅的含固率能達(dá)到80%以上，滿足作為水泥生產(chǎn)原料的要求。將干化后的污泥送入水泥廠內(nèi)，并按一定比例摻入到原料中制成水泥。經(jīng)分析，用污泥制成的水泥質(zhì)量與普通硅酸鹽水泥相同，其無(wú)機(jī)物含量符合國(guó)家要求。

利用污泥生產(chǎn)水泥有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1） 脫水污泥已經(jīng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化，無(wú)惡臭產(chǎn)生。由于該廠污泥脫水中已加入石灰，有效解決了污泥惡臭的防治問(wèn)題。由于該廠在石灰投加后絮凝反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)12h,故所加石灰量比通常污泥穩(wěn)定化所需石灰量小氣

2） 水泥窯內(nèi)溫度高，火焰和物流溫度分別高達(dá)2000V.和1450Y以上，而一般污泥焚燒爐內(nèi)的溫度僅為850~1100X.,而且物流在水泥窯中的停留時(shí)間又長(zhǎng)，因此，污泥中所有的有毒有害物質(zhì)都能被徹底分解，排氣中幾乎沒(méi)有二噁英等有害成分。

3） 污泥燃燒后變成水泥，無(wú)殘?jiān)懦幚韽氐祝苊饬硕挝廴尽?/p>

為了徹底消除污水廠的二次污染，該廠決定新建污泥干化車間，從而消除現(xiàn)在自然干化受氣候影響較大的不利因素，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

concluding remarks

通過(guò)嘉興聯(lián)合污水廠的生產(chǎn)實(shí)踐證明，該廠引進(jìn)的污泥脫水工藝和設(shè)備非常成功，在保證高效的污泥脫水能力和泥餅含固率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污泥的穩(wěn)定化，從而為污泥生產(chǎn)水泥建立了基礎(chǔ)。

生產(chǎn)性試驗(yàn)證明，用干化污泥生產(chǎn)水泥完全可行，生產(chǎn)的水泥符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。水泥生產(chǎn)廠無(wú)需改建，投資非常省。用此處理方法能實(shí)現(xiàn)污水廠的零污染排放。

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Technical: 188517-18517

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