工业污泥深度脱水系统及工艺技术

工业污泥深度脱水系统及工艺技术

谢东方

珠海科创环境资源有限公司 

摘要:随着“重水轻泥”逐渐向“泥水并重”转变，工业污泥处理逐渐成为了环保上的一大难题。对于我国目前现有的污泥脱水技术而言，脱水后其实还很难达到国家的标准，而且存在耗能大成本高等问题，因而笔者基于目前在污泥脱水技术上所存在的问题，致力于开发一种新型的脱水系统，用新的工艺技术来有效的提高工业污泥的脱水率，本文中设计的一种处理系统，依次连接了5个装置，包括叠螺式污泥脱水装置、污泥破壁改性装置、高压弹性压榨装置、污泥输送装置及废水处理排放装置。对于处理的工艺技术进行优化，在浓缩改性和压力的过程之中进行了不断优化，获取含水率在50％甚至是40%以下的泥饼。

关键词:工业污泥；深度脱水；工艺

引言

工业废水污泥是在处理工业污水过程中产生的，其不仅成分复杂，而且具有较大的处理难度，主要原因为：处理工业污水时的混凝沉淀和生化处理工艺将产生混 凝沉淀污泥(物化污泥)和剩余活性污泥(生化污泥)这两类污泥，而通常工 业污水处理厂只设置一个污泥储存池(出于占地面积、投资运行费用等考虑)，物化污泥和生化污泥都被排放到同一污泥储存池中相互混合，混合污泥组分经常发生变化，难以脱水。按不同生产行业分为印染污泥、化工污泥、食品污泥和制革污泥等。目前在工业废水污泥的处理上，主要是经过了脱水处理，焚烧白甜以及综合利用的步骤，但是存在一定的不足之处，由于污泥需要占地很大的面积来进行自然干化，同时也存在着恶臭等二次污染的问题，在一些雨季时间比较长的地区或者是土地资源较为紧张的南方而言很难将污泥的自然干化进行实际利用。

一、污泥处理的背景

目前我国污水处理厂主要采用填埋或简易堆放的方式来处理污泥，而随着国家在对污水处理方面的重视程度不断加强，要求在处理处置污泥的过程之中，必须实现同步化的管理与规划，要与污水处理厂齐头并进，共同打造规范化的污泥处理处置市场。关于污泥处理处置的主要目标，首先是要对污染进行合理有效的控制，以保障其安全，第二是对其进行合理利用，以实现清洁能源的开发。为了统一化污泥的处理处置，住建部和环保部门相继出台了一系列关于污泥处置方面的标准要求，规定了相应的标准：污泥处理厂必须将污泥的含水量降低到40%以下，才将污泥运出厂界。这样一来，能够实现污泥的稳定化减量化利用，并且保障其无害化，达到一种节能减排的优良效果。在污泥的处理处置之中，污泥的脱水只是一种前提条件，只有将其水分降低至50%以下，才能够实现资源的综合利用。在污泥处理技术的关键是将水分拿掉，但是污泥的特性又使得污泥脱水处理的难度攀升。工业污泥的水分大致分为4大类，包括了间隙水、毛细结合水、表面吸附水和内部水，除了间隙水以外，其他的三种水表面上都包裹着强大的负电子，难以以物理方式压滤吸出。在污泥脱水中，主要的对象其实是颗粒间的间隙水，因为这占到污泥水分的70%。由于其颗粒的表面吸附了各种电荷离子以及存在一些包外的聚合物，使得物理本身具有较强的持水率，组成了污泥团，形成了很多的毛细孔道。当然除了颗粒大小对污泥脱水难度的影响以外，污泥的比阻、有机物的含量与脱水难度之间也存在着正相关，当然还有一些高浓度的有机物，包括蛋白质，脂肪以及其他的碳水化合物，都会导致污泥固液分离性较差，粘度较大。

二、工业污泥脱水的主要方法

（一）采用常规机械压力脱水

目前工业污泥的主要脱水工艺涉及到以机械脱水，主要包括了真空吸滤法，离心法和压滤法采用的设备包含了转筒式离心机、转鼓式真空过滤机、螺旋压榨脱水等，而这类型的脱水主要是对污泥中的自由溅起水进行脱除，在脱水之后仍然会存在75%~85%的污泥水分。

（二）采用热力脱水

一般采用蒸汽、烟气或者其他热源来进行热力脱水，最主要用到的设备包括浆液机、套筒机等。也有通过喷雾的形式来有效的提高热效率，但是通过热力脱水这一方式必须依赖于热源对热源余热或者制热进行有效利用，这样一来可能并不是特别经济，而且利用锅炉烟道气容易影响系统的稳定性。实际上这是一种以热换热的方式，会出现严重的热平衡，负效应，最终得不偿失。

三、探索新型污泥脱水技术及工艺

（一）必要性

污泥脱水技术的发明具有一定的必要性，因为目前的污泥脱水技术脱水后的水分难以达到国家的标准，而且具有高能源损耗的问题，所以需要开发一种新型一体化的污泥深度脱水处理系统及工艺，将原生污泥的水分脱到40%以下。目前在工业中污泥的主要来源包括调节池、厌氧池、MSBR池和絮凝沉淀池等工艺环节。各个污区的污泥含水量不同，主要如表3－1。

3－1各污区污泥含水量（％）

（二）新型脱水工艺

在新型脱水工艺之中，采用了简单的化学调理和机械压榨的方式，让污泥的含水量降低至40%以下。污泥深度脱水包括依次连接的叠螺式污泥脱水装置、污泥破壁改性装置、高压弹性压榨装置、污泥输送装置及废水处理排放装置。通过连接污泥泵和储泥池两者来设计叠螺式污泥脱水装置，采用污泥深度脱水的处理工艺实现含水量的有效下降，以往污泥处理主要步骤包括了浓缩、改性和压滤，具体而言，在浓缩步骤中是要将原生的污泥经过机械挤压的方式来进行浓缩，另外要使浓缩的污泥能够在于固化调理剂的混合之中更加均匀，达到改性的要求，最后要将这改性后的污泥进行压滤获取泥饼。经过压滤，所获得的泥饼含水率在50%或40%以下。那么经过改造后，将浓缩步骤中采取叠螺式污泥脱水装置，加入了高分子的絮凝剂，其投放的量为绝干泥量的1%~10%，其中在改性步骤中采用的固化调理剂，主要包括了两种，一是破壁剂，二是凝胶固化剂，其中破壁剂是含有铁离子的化工原料，而凝胶固化剂主要是由氧化钙，氧化镁，碳酸钙等其中一或两种的混合物所添加的量都是0.1%~20%。采取这一新型工业污泥处理的方式，能够产生一定的效果，同以往所采取的热干化和直接焚烧的方式不同，这一项技术不依赖于外界的任何热能条件，在一定程度上能够实现节能减排的目标，仅仅是通过少量添加了药剂和采取了机械压力相结合的方式，有效的降低了含水率，将原生污泥99%的含水率降低到50%以下，此外再经过1~3天的自然风干之后，其含水率还能继续下降一个程度能够降低至20%~30%左右，而经过干化的污泥其热值较高，热值往往能够达到1000~2000kcal/kg，这些热能能够被良好的利用起来，产生一定的效果，具有较高的能源利用价值，可以送到燃煤电厂或垃圾电厂进行焚烧式的发电，当然也能够在园林或者土地堆肥上进行资源利用，通过这一方式有效的解决了工业污泥的排放问题让工业污泥还能够被再度利用，作为一种清洁能源而存在减轻了环境的压力。

四、总结

总而言之，通过开发新型工业污泥处理技术，能够有利与减轻工业污泥污染的压力，大量的污泥对我国的环境造成了严峻的挑战，当然也对社会资源的可持续利用带来了负面影响，由于在资金和技术因素的限制上，我国的污泥处理行业通常都都会存在着重水轻泥的现象，关于污泥的安全处理处置，未受到广泛的重视，而由此造成的二次污染，对于污泥堆场附近的环境质量产生了严重影响与当下的社会生态文明发展理念不相符合，所以在目前为了提升环境的质量，必须开发一种安全，高效，节能且低成本的污泥处理处置技术这是在水污染控制技术发展中的主流。通过本研究，在一定程度上开发了一种有利于节能减排的工业污泥脱水技术，在一定程度上能够为了环境保护作出贡献，同时还能够节约成本，具有很强的现实意义。

参考文献

[1]毛兵,郝震,贾军芳,莫圣浩,陈丽娜.催化湿式氧化处理工业污泥的研究[J].染料与染色,2022,59(03):59-62+32.

[2]俞勇,方建,李珊珊.含余氯工业废水对不同活性污泥处理工艺的冲击影响[J].净水技术,2022,41(06):65-70.

[3]袁红玲.工业污泥处理技术研究[J].氮肥与合成气,2021,49(07):1-5.

[4]周瑞生,刘红芳.含铜工业污泥无害化资源化处理技术探讨[J].有色冶金设计与研究,2021,42(03):42-44.

[5]陈丽萍.工业污泥焚烧烟气处理的脱酸系统分析[J].中国资源综合利用,2021,39(02):146-148+152.