1 污泥深度脫水工藝的背景

近年來，佛山市禪城區先后建成4間污水處理廠，污水處理能力57.2萬t/d，日均產生污泥量約170t。目前，4間污水廠污泥均采用機械脫水方式進行處理，脫水后的污泥其含水率從99.3%降到80%以下，滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）要求。但是，該處理方式難以滿足《城鎮污水處理廠污泥處置混合填埋泥質》（CJ/T249-2007）規定的后續污泥堆肥、制作建材、焚燒發電、填埋等資源化利用的要求。據了解，目前國內及省內許多地區，都進行了污泥處理處置技術的探索和實驗，污泥深度脫水工藝是解決污泥安全處理與處置較為有效的途徑。

2 污泥深度脫水工藝介紹

污泥深度脫水是指對污泥進行調理，改善污泥的脫水性能，使得脫水后的污泥含水率達到60%以下。目前，國內對該工藝的命名有所不同，使用的調理藥劑有無機物也有有機物，或者是生物菌種，脫水設施以低壓或高壓板框壓濾機為主。但是歸結到底，深度脫水技術可以由以下四部分組成：

第一步：污泥的濃縮。由于污水廠儲泥池的污泥含水率約為99.3%，高含水率的污泥若直接投藥會導致藥劑的大量消耗，因此需要對污泥進行預濃縮，通過重力濃縮使含水率達到95%～98%左右；一般來說，使用無機物或有機物作為投加藥劑的工藝，會使用一個較大體積的濃縮罐進行污泥的濃縮，有些還會投加適量的藥劑（主要是PAC）加速沉淀濃縮過程，以減少濃縮容器的容積。

第二步：污泥的調理。這一步是整個工藝的核心。如果是投加無機物或有機物藥劑，這時會通過調節泥水混合物的pH值（一般會調至pH=8～12），然后投加水解能力強、氧化性強的物質（例如Fe3+），改變污泥生物細胞結構，提高疏水性能，從而降低污泥的含水率，投加藥量按絕干污泥量質量比約為10～30%。通過投加無機物或有機物藥劑調理后的污泥，由于析出了部分的水分，因此大多都會對泥水混合物進行沉淀，以減少藥劑的用量，上清液進入污水廠處理，沉淀液進行后續的滅活和重新絮凝。

第三步：污泥的滅活和重新絮凝。通過投加滅活劑和絮凝劑，對泥水混合物進行滅活處理，殺菌除臭，有效控制臭氣的溢出；同時也在污泥中形成多孔網格狀骨架，改善污泥的可壓縮性，增強絮凝體的強度。無論是投加無機物或有機物作為藥劑的工藝，一般均會使用CaO作為滅活劑，有些會適當投加聚丙烯酰胺（PAM）加強絮凝效果。

第四步：污泥的脫水。利用過濾板、隔膜板和濾布組成的過濾單元，在液壓系統恒壓壓緊所有濾板的條件下，利用進料泵壓力在進泥過程中對物料進行初步固液分離，并在進料結束后，注入高壓水到隔膜板腔對泥餅進行壓榨，提高壓濾機的脫水效率。一般可以采用傳統的板框壓濾機或廂式壓濾機，也可以采用較先進的可變濾室高壓壓濾機。

該工藝適用范圍廣，運行費用省，占地面積相對較小，與傳統的污水廠污泥脫水工藝相比，可一次將污泥含水率從97%脫至60%以下，可以解決長期以來污泥需二次脫水問題，大大降低污泥處理處置費用，也無需消耗熱源。

3 藥劑調理技術的主要原理

（1）無機和有機體系藥劑均無毒，通過對藥劑的配比調整，使之適合于污泥處理。

（2）無機藥劑在溶解過程中形成膠體，與骨料形成起到骨架搭建的作用，并提高排水性能。

（3）有機藥劑基團極性強、密度高，在污泥顆粒表面作用強，非極性的端有一定疏水作用，對水溶性影響較弱，也可作為中心鏈部分，具有降低污泥比阻，同時調節表面活性等作用。

（4）在主體藥劑作用的基礎上，由于不同污泥性質不同，則需要調配污泥的電荷、極性、親水性、疏水性等因素，增加藥劑的適應性，也是藥劑調理的核心技術。

通過污泥的力學指標的檢測，做3個泥樣，三個樣品抗壓強度分別為：62kPa，65kPa，66kPa，平均值為64.3kPa。三個樣品橫向剪切強度分別為：40kPa，52kPa，48kPa，平均值為46.6kPa，而污泥填埋要求：抗壓強度大于50kPa，橫向剪切強度大于25kPa，是符合填埋的要求的。

通過污泥的熱值指標的檢測，上述樣品在含水率降低到5%的低位熱值達到9115.8J/kg（即2170kcal/kg）。

4 社會、經濟效益分析

以填埋為處置目的的工藝方案（以處理1m3含水率為97～98%城市生活污水廠污泥計算，處理后污泥含水率低于60%）。

方案1：經濟的投加方式總投加藥量占絕干污泥比例低于25%，處理后污泥含水率約59%，根據實際耗水耗電量和藥劑價格，折算運行成本為94.6元/t污泥（80%含水率，不含人工、維修等費用）。

方案2：脫水效果好，且較經濟的投加方式總投加藥量占絕干污泥比例低于25%，處理后污泥含水率約40%，根據實際耗水耗電量和藥劑價格，折算運行成本為158元/t污泥（80%含水率，不含人工、維修等費用）。

如污泥處理后直接運走，當運輸填埋費用高于120元/t污泥時，方案2比方案1的總處理處置費用要低，反之則方案1優勝。

5 存在問題與建議

采用污泥調理板框深度脫水技術方案并無法消除污泥中的結合水，只能通過高溫焚燒或者水泥窯協同處置的方式繼續降低污泥的含水率，后續處置能耗較高不利于資源化利用，且由于阻燃性添加劑含量較多不利于固體燃料的配置。

因此，需要繼續開發以有機脫水劑為主的板框調理工藝試劑。