城市污水处理厂污泥浓缩工艺的应用与发展趋势

城市污水处理厂污泥浓缩工艺的应用与发展趋势

官永昌

佛山市南海区里水污水处理有限公司官永昌

摘要：要对城市污水处理厂的污泥进行处理，就必须使用污泥浓缩工艺，以实现污泥的无害化、稳定化、资源化和减容化。本文主要介绍了城市污水处理厂污泥浓缩工艺的应用，并对城市污水处理厂污泥浓缩工艺的发展趋势进行了展望。

关键词：城市污水处理厂；污泥浓缩工艺；发展趋势

提高城市污水的处理率能够促进我国城市的可持续发展。城市污水处理厂污泥不仅易腐败、有恶臭，而且其体积大，具有很高的含水量，处置费用较高。本人对城市污水处理厂污泥浓缩工艺的应用与发展趋势进行了探究。

1.污泥浓缩工艺的种类

当前我国污水处理厂使用的污泥浓缩工艺主要有重力浓缩、机械浓缩和气浮浓缩。重力浓缩工艺是在重力的作用下，针对污泥中的固体颗粒进行沉淀和浓缩。机械浓缩工艺包括螺压浓缩机浓缩、转鼓浓缩机浓缩、带式浓缩机浓缩和离心浓缩机浓缩。以机械的作用分离污泥的表面水，改变污泥结构。气浮浓缩工艺主要是生物溶气气浮和压力溶气气浮，使污泥产生气体而上浮浓缩。

2.对污泥浓缩工艺的应用

我国污水处理厂对三种污泥浓缩工艺的应用比例为：重力浓缩71.5％、机械浓缩21.4％、气浮浓缩7.1％。

2.1对重力浓缩工艺的应用

在初沉池中实现污泥浓缩较易，这是由于污泥颗粒的比重为1.3至1.5，而初沉池的比重约为1.02至1.03。活性污泥的重力浓缩较为困难，这是由于活性污泥絮状物的比重约为1.0至1.01，如果絮状物膨胀则比重不超过1，活性污泥池的比重在1.0至1.005左右。因此我国很多污水处理厂都使用重力浓缩工艺。污水厂一般会将剩余活性污泥和初沉池污泥进行混合，以提高重力浓缩效果。两种污泥的比例决定了重力浓缩池的固体表面负荷，我国污水处理厂的一般运行负荷在50-90ｋｇ/ｍ2*ｄ左右[1]。重力浓缩的优势在于所需的动力小、装置简单。然而重力浓缩具有严重的释磷现象，浓缩的效率不高，污泥容易厌氧发酵和反硝化。重力搅拌机的搅拌栅很容易受到污泥的腐蚀。

2.2对机械浓缩工艺的应用

①离心浓缩机技术。当前普遍使用的是卧螺式离心机，离心浓缩机只有在污泥的含固率超过6％时才需要投放絮凝剂，且投放量较小，含固率不超过6％的污泥则完全无须投放[2]。离心浓缩机受周围环境的影响较小，占地面积小。然而离心浓缩机的耗电量达到了0.8-1.2kWh/m3，比能耗达到了200至300KWh/tDS，浓缩污泥含固率为5％至7％，固体回收率较低，一般只应用于浓缩困难的剩余活性污泥。

②带式浓缩机技术。在污泥浓缩脱水一体化设备中将带式浓缩机用于浓缩段。带式浓缩机的装置有泥坝、可调泥耙、脱水滤布、进泥配料装置和框架。污泥进入后会被摊匀在滤布上，然后水分分离排出，只截留固体颗粒。对泥耙夹角和高度、滤布走速和进泥量都可以进行调节，其关键参数在于水利负荷。药耗约为0.3至1kgPAM/tDS，比能耗为30至120kWh/m3，浓缩污泥的含固率约为3％至5％，如污泥含固率低于0.5％则需要较高的运行费用。

③转鼓浓缩机和螺压浓缩机技术。在浓缩脱水一体化设备同样用于浓缩段，污泥先由化学混凝，在被挤压脱水和螺旋推进脱水。这两种浓缩机在降低污泥含水率方面效果较好。单台设备的固体处理能力和水力接受能力是这两者设备的工艺参数。耗电量仅为0.2至0.4KWh/m3，对固体回收率可以超过99％。

2.3对气浮浓缩工艺的应用

①压力溶气气浮技术。在该工艺中，通过对空气施加压力，使其形成溶解于水体的溶气水，再降低压力使其成为微气泡，微气泡释放后实现污泥的上浮浓缩，一般用于浓缩剩余活性污泥，浓缩效果较好，且对污泥磷和富磷现象也可以避免。但设备的运行和管理费用较高，适用于大型污水处理厂。该工艺的比能耗约为100至240KWh/tDS，污泥含固率为3％至5％。

②生物溶气气浮技术。该工艺是对污泥自身的反硝化能力进行利用，将硝酸盐加入污泥之中，通过反硝化作用使污泥产生气体，污泥进行上浮浓缩。气浮污泥的浓度一般可以达到重力浓缩工艺的1至3倍，还可用于膨胀污泥的浓缩。浓缩含固率与压力溶气气浮相同，而比能耗仅为50至100KWh/tDS，药耗为3至7.5kgPAM/tDS。

3.对污泥浓缩工艺发展趋势的展望

3.1其他工艺将会取代重力浓缩工艺

重力浓缩工艺是当前我国运用的比较广泛的一种污泥浓缩工艺，但是这种工艺具有较差的浓缩效果、较差的卫生条件、较大的占地面积，而且无法将污泥当中的水分很好的清除掉，因为在重力浓缩池当中污泥具有较长时间的停留，因此浓缩池在对剩余活性污泥进行浓缩的时候往往会形成厌氧环境，而且在浓缩的过程中富磷污泥会具有非常严重的释磷现象，这样就使整个系统的除磷效果受到了极为不利的影响，也限制了这种方式的进一步推广，未来在污水处理厂中必然会被其他的污水处理方式所取代。

3.2对浓缩脱水一体化设备进行进一步的完善

浓缩脱水一体化设备具有一系列的特点，其中包括较强的过程可调节性、简单的控制操作过程、持续的运行、较高的自动化程度、较强的工艺适应性以及简单的工艺流程，因此其受到了很多污水处理厂与设计单位的关注。

在对污泥浓缩脱水一体化机进行运用的工程当中，污泥浓缩脱水一体化设备在接受各污水处理厂的污泥之前，会首先经过污泥贮泥池或污泥均质池的处理，相对于重力浓缩池而言，其具有更长的停留时间。比如天津经济开发区污水处理厂采用的一体化污泥脱水机，其首先需要在贮泥池当中存储SBR反应池剩余污泥，在经过48小时的沉淀之后，由污泥脱水机房针对其实施污泥脱水，在大部分的情况下，都能够保证进入转鼓预浓缩前具有94%～96%的污泥含水率[3]。

与污泥浓缩脱水一体化设备的实际应用比较起来，其设计的目标还是存在着较大的差距，和传统污泥处理工艺的流程比较起来，污泥浓缩脱水一体化设备在实际的应用过程中多出了一体化设备的浓缩段，因此必须要进一步的完善污泥浓缩脱水一体化设备。

3.3对低浓度污泥浓缩工艺进行研究和开发

在我国典型城市污水处理厂当中通常将95%—97%作为初沉污泥含水率，而将99.2%—99.6%作为污水处理的二沉污泥含水率。排放的剩余污泥含水率在某些施工工程变革工艺当中更高，而且还有一些从曝气池直接排放出来的具有更低的剩余污泥浓度。在99.5%以下的进泥的含水率往往比较适用于污泥浓缩脱水一体化机，不应该使一体化污泥浓缩脱水机直接接受高于99.5%含水率的污泥，因此应该采用其他的方式在针对其进行浓缩。对进泥含固率的要求在一体化设备的实际应用当中可能会更高，所以需要针对低浓度污泥浓缩技术进行进一步的开发和研究。

4.结语

作为处置处理污泥的关键性工艺，污泥浓缩的作用应该在未来的发展中得到更为广泛的运用。=立足于可持续发展的角度，我们认为污泥浓缩脱水的发展趋势是污泥浓缩脱水一体化设备，还需开发低浓素剩余污泥的浓缩工艺。

参考文献：

[1]吴敏，杨健.关于城镇污水处理厂实行污泥排放量考核与控制的讨论[J].给水排水.2012（09）

[2]冯生华.浅谈建设污水处理厂的五大问题[J].中国市政工程.2011（02）

[3]宋晓鹏，游六华.污泥浓缩脱水设备的选型分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2013（06）