常用污泥脱水处理技术比较

从这几种常用的污泥脱水方法的研究可以看出,目前的 研究主要有三个方向,1)是改进 加热 和 传 热方 式 使 水蒸 发,如 干 化 和 焚 烧 技 术 ；2)是 改 变 污 泥 颗 粒 的 结 构 ，破 坏 菌 胶 团 表 面 的 有 机 质 疏 水 膜,如 超 声 波 处 理 技 术 ；3)是 改 变 污 泥 胶 粒 表面的双电层结构,如混凝技术。 相信随着研究的不断深入 和技术的不断成熟,这些方法将会为污泥的处理提供更多的 选择。
从处理原理来看,无机絮凝剂主要是通过中和作用促使 污泥微粒凝聚来达到分离污泥的作用,而有机絮凝剂除了中 和作用外还利用长分子链的吸附架桥作用将水中细小颗粒 吸附并纠缠在一起，更易形成较大的颗粒。 相比较而言,有机
生 絮凝剂用量少，无腐蚀性，但成本偏高。 很多处理厂为降低
污泥调质的综合费用进行大量实验,通过两种或两种以上的
术有较高要求。 适用于土地紧张的大型污水处理厂或较集 中的多个中小型污水处理厂污泥的集中处理。
2 超声波脱水技术
污泥中所含的水可分为自由水(70%)、菌胶团包含水(27%)、 毛细管水(2%)和结合水(1%)四类。 其中自由水的去除较为容 易，而毛细管水和结合水虽然较难去除，但含量很少，可忽 略不计。 菌胶团中心为固体颗粒，周围吸附了大量的微生物 极 其 代 谢 的 产 物(糖 类 、脂 类 、有 机 酸 和 蛋 白 质 等 )，这 些 吸 附
该材 料 具 有 PTFE 的 耐 腐 蚀特 性 ，稳 定性 和 力 学性 能 比 为 25~35 年,是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料。
PTFE 要 好 ，同 时 又 有 对 金 属 特 有 的 较 强 粘 着 特 性 ，克 服 了 参考文献:
聚四氟乙烯对金属的不粘合性缺 陷,其平 均 线 膨胀 系 数 接近 [1] 张之秋,杨文芳.建筑膜材发展及应用现状[J].新型建筑材
该法具有燃料适应性广、燃烧效率高、符合调节范围大 且速度快、环境污染小易于实现灰渣的综合利用等特点，但 同时投资大，运转费用高，且污泥中的重金属成分经过燃烧 后难于处理，目前还处于小规模试验应用阶段，但是土地资 源的紧缺和人们用堆肥对土地污染认识的深化,污泥的焚烧 处理将逐渐被重视。
5 小节
随着工业和城市的发展，污水处理率的提高，城市污泥 产量必然越来越大,有效处理污泥将成为污水厂运行的主要 部分，而其中最关键的一步就是如何提高污泥的脱水率。 以 上所介绍的这些污泥脱水方法各有优缺点,不同的污水处理 厂应根据各自的相关条件(处理水质、处理规模、气候等)加 以选择。
1 干化脱水技术
干化是一种利用热能将污泥中水分快速蒸发的处理工 艺，根据热能的来源和加热方式的不同，可分为流化干燥、 过热蒸汽干燥、间壁干燥、红外辐射干燥、对撞流干燥等。 国 内目前只有很少污泥干化厂建成运行,现在国外常见的干化 工艺主要有流化床干化等形式。
干化脱水技术优点包括处理过程中污泥性状稳定、不 易粘结、不易产生沼气，产生的气体难燃不易爆，干化后污 泥 含 水 率 低 于 10%，体 积 减 小 很 多 ，占 地 少 、易 控 制 、安 全 、 稳定。 其缺点是投资大，运行费用高，同时对管理和操作技
生 物在菌胶团的外层形成 疏 水 膜,包 裹 在 有机 质 疏 水膜 中 的 水
分称为菌胶团包含水，这部分水分很去除，且量较大。
产 超声波的频率范围一般为 2.0×103~1.0×106Hz，当一 定 强 技 度的超声波作用于某一 液 体 系统 中 时,将产 生 一 系列 物 理 和 术 化学反应,并明显改变液体中的溶解态和颗粒态物质的特征 。
ETFE 产品 。 其 特 有抗 粘 着 表面 使 其 具 有 高 抗 污 ，易 清 洗 的
社,2003,197~211.
特点。 通常雨水即可清除主要污垢。 ETFE 膜材使用寿命至少
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河南建材 20089 年第 16 期
波处理污泥主要是要破坏菌团的物理结构,所以低频的处理 效果较好。 但是声波的作用机理和效应非常复杂，其它作用 条件如波强度、作用时间、频率均影响到处理的效果，且它 们之间还相互影响,目前对操作条件的优化还没进行系统的 研究。
超声波对污泥的作用受超声波强度、作用时和频率的影 响。 目前，多数超声破解污泥的试验是在 18~25 kHz 范围内 开展的，经过试验证明，大功率超声波可以降解生物污泥,释 放其中有机物;小功率超声波能够改善污泥的膨胀特性,提高 污泥沉淀特性和脱水能力，达到污泥减量的目的。 利用超声
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响 [J].化 工 环 保 ,2004,24(增 刊 ):114~116. [4] 李丹阳,陈刚,张光明.超声波预处理污泥研究进展[J].环境
污 染 治 理 技 术 与 设 备 ,2003,4(8):70~72.
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4 流化床焚烧
流化床焚烧炉为圆筒形，气体由底部通入，经配气板均 匀送入炉堂，炉膛的最下端为一次燃烧区，在稳定的气流吹
动下，污泥在配气板上方呈悬浮态浮态，状似液体沸腾，故 称之为“流化态”。 污泥干化后质量减轻开始上浮进入二次 燃烧区，此区温度为 850℃左右，二噁英可被分解。 烟尘从炉 顶排出，进入余热锅炉，然后再进入烟气洗涤塔，去除重金 属、灰尘和硫、氯、氟、氮氧化物等有害物质。
这些反应是由声场条件下大量空化泡的产生和破灭引起 的。 超声空化指液体中的微小气泡核在超声波作用下被激 化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学 过程。 在很高的声强下，液体中将产生大量空化气泡，它们 随着声波改变大小并最终在瞬间破灭，气泡破灭时，将产生 极短暂的强压力脉冲,并在气泡及其周围微小空间形成局部 热 点 ，产 生 高 温 高 压(3000℃、1000 个 大 气 压)和 具 有 强 烈 冲 击 力 的 微 射 流 ，能 在 瞬 间 破 坏 有 机 体 的 细 胞 壁 ，从 何 破 坏 菌 胶 团 结 构 ，提 高 污 泥 的 脱 水 性 能 ，同 时 释 放 到 水 体 中 的 有 机 质还可作为厌氧发酵的营养源。
参考文献: [1] 吕斌,王弘宇,杨小俊.污泥脱水性能调理技术研究进展[J].
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艺 特 性 研 究 [J].环 境 工 程 ,2004,22(3):76~79. [3] 邹鹏,宋碧玉,舒丽芬.高分子絮凝剂对污泥脱水性能的影
常用的污泥处理技术一般包括了污泥的浓缩、脱水和干 燥三方面的技术。 其中污泥脱水是污泥处理最困难的一环, 体积庞大的污泥不便于外运，导致其处理成本大大提高。 污 泥经浓缩 、消化后尚有约 95% ~97%的 含 水量 ，体 积 仍很 大, 为方便综合利用和最终处置，需要对污泥作脱水处理，使液 态的污泥转变成半固态。 理想的脱水应当是最大限度地把 水去除,同时污泥的固体颗粒则应当尽可能保留在脱水后的 泥饼上,并要求这种操作所花费的费用最低。 目前较常用的 技术有干化脱水技术、超声波脱水技术、絮凝脱水技术、流 化床焚烧技术等。
1)高 效 性:对 活 性 污 泥 的 絮 凝 速 度 较 快 ，且 絮 凝 物 更 易 过滤去除；
2)无 毒 性 :天 然 有 机 高 分 子 ，对 人 类 和 环 境 无 毒 害 ； 3)易 降 解 :其 主 要 成 分 为 纤 维 素 、蛋 白 质 、粘 多 糖 、DNA 等，可生化； 4)应 用 范 围 广 ，脱 色 效 果 好 。 该法目前还不太成熟,但作为一种非常理想的污水脱水 前的调理剂其发展前景非常广阔。 絮凝脱水适用于脱水性能比较差、一般方法难以处理的 污 泥,但 成 本 比 较 高,一 些 絮 凝 剂 还 可 能 存 在 生 态 安 全 隐 患 。 絮凝沉淀在水处理中的应用较为广泛,特别是给水处理,在污 泥处理中的大规模有效应用还在研究中。
微 生 物 絮 凝 剂 （Microbial Flocculants，MBF）是 利 用 生 物 技 术,从 微 生 物 机 体 中 或 其 分 泌 物 提 取 、纯 化 而 得 到 的 一 种 安全、高效且能自然降解的新型水处理剂。 与传统无机和有 机高分子絮凝剂相比 MBF 具有很多独特的性质和特点:
产 复合药剂进行调质,在提高处理效果的情况下有效降低成本。 技 比较常用的组合有:1)先加三氯化铁再加阴离子 PAM 或 者 先 术 加三氯化铁再加弱阳离子 PAM,此方法是先通过三氯化铁中
和作用使污泥胶体颗粒脱稳,再通过高分子的聚丙烯酰胺的 吸 附 架 桥 作 用 ，形 成 较 大 的 絮 体;2)聚 合 氯 化 铝 与 弱 阳 离 子 PAM 组 合；3)石 灰 与 阴离 子 PAM 组 合；4)聚 合 氯 化铝 与 三 氯 化 铁 或 硫 酸 铝 组 合 ；5)阳 离 子 PAM 与 一 些 助 凝 剂 （细 炉 渣 、 木屑等）合用。
碳钢的线膨胀系数,使 ETFE 成为和金属 的理 想 复 合材 料,具
料,2008,(5).
有极优良的耐负压特性。 ETFE 膜才完全为可再循环利用材 [2] 宋雄彬.新型建筑材料— 膜材[J].广东建材,2006,(10).
料,可 再 次 利 用 生 产 新 的 膜 材 料 ，或 者 分 离 杂 质 后 生 产 其 它 [3] 浙江大学建筑工程学院.空间结构[M].北京:中国计划出版
3 絮凝脱水技术
在污泥处理中， 常采用投加絮凝剂来改善污泥的脱水 性能，其作用原理为通过投加絮凝剂，在污泥胶质微粒表面 起化学反应、中和污泥胶质微粒的电荷，促使污泥微粒凝聚 成大的颗粒絮体，同时使水从污泥颗粒中分离出来，从而提 高污泥的脱水性能。 絮凝剂的结构、投加量、投加方式和污 泥成份都影响到污泥的沉淀效果。 常用的絮凝剂可以分为 无机絮凝剂（铝盐和铁盐 ）、有机絮凝剂（高分子化合物 PAM 等）以及微生物絮凝剂。