污水处理厂的污泥处理方法

关于污泥

废水处理的主要目标是改善处理后的废水质量，达到排污标准以及特别是在去除无机成分方面寻求更有效的处理方法。尽管这些目标中的大多数可以实现，但是大家普遍都认识到，污水处理的劣势就是增加了污泥的产生。

污水处理厂的基本功能是处理受污染的水（例如原废水），以产生可循环利用和/或排放到湖泊、河流和溪流的水，但这个过程中会产生大量的污泥，而污泥的处置费用很容易超过废水处理厂总运行成本的 60％。

污泥中包含大量的水（55％-95％），因此，其处理关键是提高脱水并增加污泥中的固体含量。或者说我们再定另一个目标，那就是减少固体污染物的产生，降低污泥产率。

现在有两种提高脱水的方法：（1）在固体污染物与水分离之前处理工艺流，以及（2）在固体污染物形成后处理固体污染物部分。VTX 水力空化技术可以应用于任何一种工艺流，以分离出残留在污泥中的结合水。此外，微生物细胞中平均 70%的是水，这些水会在细胞破裂后释放。通过将 VTX 技术应用于污泥调节/增稠，可获得以下优势：

（i）SVI（即污泥体积指数，该指标用于衡量固体污染物和水分离的难易程度）显著降低；

（ii）平均粒径的降低；

（iii）TSS（总悬浮固体）和 VSS（挥发性悬浮固体）同时降低；

（iv）增加污泥干固体

（v）降低污泥处置成本。

水力空化技术

空化现象是流体中微小气泡形成、生长和破裂的动态过程。我们都知道空化气蚀对水泵叶轮和螺旋桨表面的极端影响。水力空化系统主要是产生空化并利用其赋予流体的动能。水力空化在应用于流体时可以做到：消除细菌、去除溶解气、沉淀某些无机盐、形成羟基和稳定乳液。在过去的15年中，水力空化在不使用任何化学药剂的情况下，已成功地用于循环冷却水处理：可以做到在循环冷却水中对细菌（包括军团菌）进行有效控制；通过 CO2汽提机理，沉淀和过滤去除过量的 CaCO3，从而达到阻垢的目的。目前公司的研发工作使水力空化有了许多新的应用方向：污泥脱水、去除水中重金属、去除地下水中的三氯乙烯、去除废水中的磷酸盐，水力空化系统在这些领域都取得了很好的效果。

VTX空化系统由一套专有装置组成，即一台泵、控制装置和空化室。该技术是基于水力空化、机械剪切、能量冲击区域以及压力和真空急速变化的基本原理而成。

水力空化装置通常由均压室和空化室组成。首先液体被抽到均压室内，然后再进入空化室，液体在空化室内被迫通过截短的喷嘴高速旋转。

当液体的静压降落至临界值以下，空腔开始形成并不断扩大。随着喷嘴出口处的压力突然增加，空腔无法再承受周围压力，空腔剧烈破灭，在此过程中，空腔周围会产生极高的温度和强烈的压力波。这些极端的物理环境为细菌细胞的裂解提供了条件。在空化气泡剧烈破灭时，破灭是不对称的，从而形成高速微射流。这些微射流，再加上极端的局部温度和压力，会破坏细胞壁。微生物细胞中平均 70%的是水，这些水会在细胞破裂后释放。

工艺流程

A污泥调节/增稠

污水厂产生的污泥，在二沉池富集，由污泥泵将其抽到收集槽，经VTX空化装置处理后，再返回收集槽送往污泥加工处理（板框压滤），如下图所示：

水力空化技术用于污泥调节/增稠可实现：

●分散脱水，从水合惰性颗粒中释放水，破坏丝状细菌和细菌细胞裂解；

●TSS（总悬浮固体）和 VSS（挥发性悬浮固体）降低 15-17%；

●SVI（污泥体积指数）降低 50%-75%；

●颗粒大小（125 至 25 微米）降低 80%，颗粒均匀度有所提高；

●粘度降低，泵送能力提高；

●空化后的污泥经压滤可使固含量提高15%-25%。

经济分析

污水处理厂产生的污泥，经沉淀和板框压滤后，政府要求污泥的含水率不超过60%，也有

地方要求含水率不超80%，这些污泥交由污泥处理单位处理，费用200元/吨左右，运费30元/吨左右。有的污水厂只负担运费，处理费用由当地政府负责；有的污水厂需要承担所有的费用。

水力空化装置最大的进料量可达56m³/h，每天可处理1344m³的污泥（压滤之前的污泥），处理后的污泥经压滤后固含量可提高15%-25%。

●若一个污水厂每天产生100吨含水率60%的污泥，按照固含量提高15%计算，则经空化处

理后该污水厂每天将产生87吨含水率54%的污泥，每天节省费用2990元左右，每月节省89700元左右，每年节省1076400元左右。

●若一个污水厂每天产生100吨含水率80%的污泥，按照固含量提高25%计算，则经空化处

理后该污水厂每天将产生80吨含水率75%的污泥，每天节省费用4600元左右，每月节省138000元左右，每年节省1656000元左右。

某污水处理厂当前工艺流程图及运行分析

B增强好氧消化

随着工厂规模的扩大，对于有好氧消化的工艺，我们需要对污泥进行更多处理以减少所产生的废物固体量。在强大的空化作用下，细胞裂解且废活性污泥（WAS）粒径减小，营养丰富的“食物”循环到曝气系统中。这有助于建立一种内源呼吸期，在这个过程中细胞的生长不会停止，但是自然细胞降解以及 VTX 空化技术作用下引起的细胞破坏和裂解速率，会超过微生物繁殖的速率。

VTX 技术将用于好氧消化池的侧流回路上

该技术用于增强好氧消化中可实现：

污泥产生减少 50％至 65％

黎巴嫩某污水处理厂当前工艺流程图及运行分析

C增强厌氧消化/增加甲烷气产量

同样，对于有厌氧消化的工艺，也需要对其再做进一步处理。与好氧消化不同的是，在好氧消化中细菌主要产生二氧化碳，而在厌氧消化中细菌产生的副产物是甲烷。厌氧消化池需要高温控制，还需要一套甲烷收集系统。产生的甲烷质量不佳（~65％），可燃烧甲烷用于沼气池的温度控制，或是处理后进管道出售。

VTX 安装后将在好氧消化池之前处理一部分浓缩污泥

该技术用于增强厌氧消化中可实现：

甲烷气体产量提高 50％；

污泥产生减少 55％；