【技術(shù)分享】污泥處理處置綜合解決方案

隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速穩(wěn)定發(fā)展，我國城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模日益提升，污泥產(chǎn)量也相應(yīng)增加。據(jù)統(tǒng)計，2019年我國污泥產(chǎn)量已超過6000萬噸（以含水率80%計），預(yù)計2025年我國污泥年產(chǎn)量將突破9000萬噸。但是，由于我國長期以來“重水輕泥”，污泥處理處置沒有與污水處理同步提升，污泥處理處置問題未能得到有效解決，形勢十分嚴峻。

污泥作為污水處理的副產(chǎn)物，富集了污水的污染物質(zhì)（重金屬、難降解有機物、持久性有機物、微塑料等）和營養(yǎng)物質(zhì)（C、N、P等），源頭上具有“資源”和“污染”雙重屬性。污泥中含有的豐富有機質(zhì)可通過厭氧處理得到甲烷生物氣（沼氣）、氫氣（H2）等熱值較高的燃料，另外也能通過蛋白質(zhì)提取等技術(shù)回收污泥中豐富的資源。處理后的穩(wěn)定產(chǎn)物還能實現(xiàn)土地利用（營養(yǎng)物質(zhì)、有機質(zhì)穩(wěn)定化處理產(chǎn)物）和建材利用（無機物）等，從而實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、無害化和資源化。

與發(fā)達國家相比，我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥具有有機質(zhì)含量低、含沙量高、產(chǎn)量大等特點，因而污泥處理處置技術(shù)路線的選擇應(yīng)結(jié)合我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥的特定性質(zhì)，充分考慮污泥的“資源”和“污染”雙重屬性，實現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益的最大化。

國家“水十條”明確指出污水處理設(shè)施產(chǎn)生的污泥應(yīng)進行穩(wěn)定化、無害化和資源化處理處置，并禁止處理處置不達標的污泥進入耕地，從而保障污水廠污泥的全量安全處置，處理過程和處置環(huán)節(jié)不會對環(huán)境產(chǎn)生二次污染。

目前我國常用的污泥處理技術(shù)主要包括污泥濃縮技術(shù)、污泥脫水技術(shù)、污泥厭氧消化技術(shù)、高溫好氧發(fā)酵技術(shù)、污泥熱干化技術(shù)等。

經(jīng)過處理的污泥需要進行安全處置。目前我國通常采用的處置方法有土地利用（農(nóng)用）、焚燒、衛(wèi)生填埋。但這些處置方式現(xiàn)在都遇到了不同程度的阻礙：土地利用對污泥泥質(zhì)要求較高，污泥中重金屬和其他有毒有害物質(zhì)往往超標；由于污泥含水率較高，焚燒的能耗太高，不生態(tài)環(huán)保；衛(wèi)生填埋通常遇到無地可埋的尷尬處境。

由于污泥處理處置責任主體及最終處置路線不明確、法律法規(guī)監(jiān)管體系不完善及我國城市污水處理廠早期建設(shè)過程中存在的嚴重“重水輕泥”現(xiàn)象，當前我國污泥處理設(shè)施僅基本實現(xiàn)污泥的減量化, 并未真正實現(xiàn)“三化”，存在嚴重的二次污染風險。據(jù)統(tǒng)計污泥厭氧消化普及率僅為3%，遠低于發(fā)達國家50%的水平。目前我國的污泥處理處置與發(fā)達國家間存在的差距主要體現(xiàn)在：我國污泥處理設(shè)施處理能力不足；污泥穩(wěn)定化、資源化利用率不足；綠色生態(tài)化處置方式不足等。

目前國內(nèi)污泥來源廣泛，如造紙、印染、制革、市政、通溝、清淤等，主要處置方法有填埋、焚燒、土地利用、建材，占比分別為34%、25%、21%、20%。截至2020年，全國污泥總處置量約6177萬噸，未處置量不詳（600—3000萬噸不等）。

主流污泥處理、處置工藝示意圖如下：

綜合解決方案受多因素制約，如處理處置成本、土地資源占用、處理能力、產(chǎn)品出路之間存在較大矛盾，尤其是大中型城市。如從處理處置成本看，衛(wèi)生填埋最便宜，約100-150元/噸，“干化+獨立焚燒”最貴，少則450元/噸，多則730元/噸，但從土地資源占用看，衛(wèi)生填埋需求相當大；從處理能力和出路來講，衛(wèi)生填埋雖穩(wěn)定性非常好，但土地越來越稀缺、審批手續(xù)繁瑣難度大，堆肥土地利用存在季節(jié)性需求，尤其北方地區(qū)。

2020年07月28日，發(fā)改委、住建部聯(lián)合印發(fā)了《城鎮(zhèn)生活污水處理設(shè)施補短板強弱項實施方案》的通知，提出“鼓勵采用生物質(zhì)利用+焚燒的處置模式，將焚燒灰渣用作建材原料”、“推廣無害化、減量化處理后的污泥用于土地利用”。

肖勇指出，為迎合相關(guān)政策導向，目前“泥沙分離-高干脫水-好氧堆肥”、“高干脫水-低溫干化-摻燒”、“泥沙分離-高干脫水-焚燒處置”等多種系統(tǒng)，其分別適合南方中小城市、二三線城市、特大一線城市。

工藝路線：污水廠污泥→污泥調(diào)理→泥沙殺菌、分離→高干脫水→好氧堆肥

主要特點：殺菌徹底，全程密閉，低溫低味；無鋁鹽和重金屬，有機質(zhì)含量高；藥劑易得，安全無害。

工藝路線：污水廠污泥→污泥調(diào)理→高干脫水→低溫干化→電廠/水泥窯摻燒

主要特點：出泥量少；熱值高，摻燒工藝簡單；全程密閉，低溫低味；高干脫水；藥劑易得，安全無害

工藝路線：污水廠污泥→污泥調(diào)理→泥沙分離→高干脫水→有機泥余熱干化、焚燒處置+無機泥建材利用

主要特點：出泥量少；熱值高，摻燒工藝簡單；全程密閉，低溫低味；高干脫水；藥劑易得，安全無害

概述：
　　空心槳葉干燥機可對膏狀、顆粒狀、粉狀、漿狀物料間接加熱或冷卻，可完成干燥、冷卻、加熱、滅菌、反應(yīng)、低溫煅燒等單元操作。設(shè)備中 特殊的楔型攪拌器傳熱槳葉，具有較高的傳熱效率和傳熱面自清潔功能。是連續(xù)式節(jié)能型干燥設(shè)備?？招妮S上密集排列著楔型中空槳葉，熱介質(zhì)經(jīng)空心軸流經(jīng)槳葉。單位有效容積內(nèi)傳熱面積很大，熱介質(zhì)溫度從-40℃到320℃，可以是水蒸汽，也可以是液體型：如熱水、導熱油等。間接傳導加熱，沒有攜帶空氣帶走熱量，熱量均用來加熱物料。熱量損失僅為通過器體保溫層向環(huán)境的散熱。楔型槳葉傳熱面具有自清潔功能。物料顆粒與楔型面的相對運動產(chǎn)生洗刷作用，能夠洗刷掉楔型面上附著物料，使運轉(zhuǎn)中一直保持著清潔的傳熱面。槳葉干燥機的殼體為W型，殼體內(nèi)一般安排二到四根空心攪拌軸。殼體有密封端蓋與上蓋，防止物料粉塵外泄及收集物料溶劑。出料口處設(shè)置一擋扳，保證料位高度，使傳熱面被物料覆蓋而充分發(fā)揮作用。傳熱介質(zhì)通過旋轉(zhuǎn)接頭，流經(jīng)殼體夾套及空心攪拌軸，空心攪拌軸依據(jù)熱介質(zhì)的類型而具有不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以保證最佳的傳熱效果。
應(yīng)用：
　石化行業(yè)：聚烯烴粉體、聚碳酸酯樹脂、高、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、聚縮醛顆粒、尼龍6、尼龍66、尼龍12、醋酸纖維、聚苯硫醚、丙烯基樹脂、聚丙烯、工程塑料、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚脂、聚甲醛、苯乙烯—丙烯腈共聚、乙烯—丙烯共聚。 
　環(huán)保行業(yè)：污泥、電鍍下水污泥、鍋爐煙灰、糖廠廢渣、制藥廠廢渣、味精廠廢渣、煤灰。
　飼料行業(yè)：醬油渣、骨基飼料、酒糟、食品下角料、蘋果渣、橘子皮、豆粕、雞骨飼料、魚粉、飼料添加劑、生物渣泥 。
　食品行業(yè)：淀粉、可可豆、玉米粒、食鹽、變性淀粉、藥品。
　化工行業(yè)：純堿、氮磷鉀復合肥、高嶺土、膨潤土、白碳黑、碳黑、磷石膏、硫酸鈣、硝酸鈣、碳酸鎂、氰化鈉、氧化氟化鈉、氫氧化鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、分子篩、染料、皂素。
特點：
　傳熱面積大，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。
　熱能利用率高，能耗低，裝料量可達筒體體積的70~80%，由于間接加熱，沒有大量攜帶空氣帶走熱量，干燥器外壁又設(shè)置保溫層，蒸發(fā)1kg水僅需1.2kg水蒸氣。
　楔形槳葉具有自凈能力，可提高槳葉傳熱作用。
　物料適用性廣，使用不同熱介質(zhì)，即可處理熱敏物料，又可處理需高溫干燥的物料。常用介質(zhì)有：水蒸汽、導熱油、熱水、冷卻水等。既可連續(xù)操作也可間歇操作，可在很多領(lǐng)域應(yīng)用。
　操作穩(wěn)定，產(chǎn)品干燥均勻。由于楔形槳葉特殊的膨脹攪拌作用，使物料充分與傳熱面接觸，使得在軸向區(qū)間物料的溫度，濕度，混合梯度很小，保證了工藝的穩(wěn)定性。
　操作費用低，該設(shè)備正常操作僅需1人，低速攪拌及合理的結(jié)構(gòu)。磨損量小，維修費用很低。

工藝流程：