污泥减量与脱水技术概述

污泥减量与脱水技术概述

剩余污泥是污水处理工业的主要副产物，而污泥的处理处置费用通常占总运行费用的30～50%。实现污泥的减量，一方面可大大减少后续的处理处置费用，另一方面也可大幅降低处理处置过程中对环境的影响与危害。为了实现真正意义上的污泥减量，我们对当前减量工艺、脱水设备进行梳理、分析，以便形成更为新型有效的污泥减量、脱水技术。

标签：污泥减量；工艺选择；脱水；适用

1、污泥处理现状：

剩余污泥是污水处理工业的主要副产物，而污泥的处理处置费用通常占总运行费用的30～50%，因此污泥的减量、脱水技术选择是关乎污水处理成本的重要技术。与蓬勃发展的污水处理技术相比，污泥处置技术在我国才刚起步。随着环保要求的进一步提高，污泥产量也将大幅增加，因此对污泥的减量、脱水技术必须予以足够重视。

对于污泥的处理处置，首先要实现污泥的减量，一方面减量可大大减少后续的处理处置费用，另一方面也可大幅降低处理处置过程中对环境的影响与危害。为了实现真正意义上的污泥减量，我们对当前主流的减量、脱水技术进行梳理、分析，对当前常用技术的应用范围、使用效果进行分析和总结，以便形成更为新型适用的污泥减量、脱水技术。

2、污泥减量技术：

2.1、延时曝气法：

延时曝气法属于工艺原位减量技术，是以一定的能源消耗为代价实现污泥的减量与稳定化。通过延长曝气时间，可以使污泥长时间处于内源呼吸状态，從而降低污泥产量。在实际工程应用中我们一般采用较大的池容，延长水力停留时间。采用延时曝气工艺后剩余污泥产量明显降低，这主要是因为内源呼吸消耗了微生物自身合成的细胞物质，将有机物降解为CO2，从而实现污泥减量。

延时曝气法是以较大的池容和更高的曝气能耗作为代价，因此在设计和实际应用时应考虑占地、投资及相应的节能措施，如鼓风机的调频、溶解氧稳定控制系统等。

2.2、高效专用菌种：

在活性污泥法中添加高效专用菌种，能针对性形成高效专用微生物菌群，实现剩余污泥减量。目前国内专用菌种在市政等特殊领域已有一定应用。

高效专用菌种实现污泥减量的基本原理在于超长泥龄、微生物强化、酶促作用、微生物捕食等途径。由于专用菌种一般不支持自然生长，菌株合成率也较低，因此在应用中需要持续投加。

2.3、浓缩厌氧消化：

与其他技术相比，污泥浓缩厌氧消化法主要应用于剩余污泥的浓缩减量，是污泥减量、稳定的优选工艺。机理是将浓缩和消化反应集成在一个反应器的不同反应室，并使其相互促进，使污泥减量和污泥稳定的效率得到较大提升。

污泥浓缩消化法的处理效果在于能否形成沉降性能良好、产气稳定的厌氧消化颗粒污泥，索氏丝状菌能否大量繁殖。尽管丝状菌对基质有较强亲和力，能有效降解有机物，但丝状菌倍增期很长，因此必须保持较低的有机负荷COD负荷，待COD去除率达到70～80%时再增大负荷才能形成已丝状菌为主、性状良好的厌氧消化颗粒污泥。

污泥浓缩厌氧消化法对剩余污泥的浓缩效果优于普通浓缩池，消化效果与普通消化池基本一致。在推广和实践应用中由于厌氧消化技术的运行管理难度较大，实际运行效果不理想。

2.4、工艺选择与优化：

在污水工艺设计与升级改造过程中，各污水处理厂都倾向于采用污泥产量较低的工艺，如延时曝气、悬浮填料MBBR工艺、MBR工艺等。这些工艺通过较长的HRT或SRT，通过降低污泥中的有机质含量，以达到污泥减量效果。

在好氧池中投加填料，形成活性污泥与生物膜的复合MBBR工艺，有效提高好氧池污泥浓度，降低了污泥负荷，硝化效果得到明显提升。同时系统中的生物种属更加多样化，食物链拉长且复杂化。该方式属于较为成功的系统升级方案。生物膜工艺由于微生物增殖缓慢，污泥产率较低，更适合污泥处置条件苛刻的地区。

3、污泥脱水技术：

3.1、离心机脱水：

离心式固液分离装置是一种利用比重差原理，通过高速离心的方式完成分离、脱水、排出过程的新型设备。其主要特点是能高效完成固液分离，脱水后污泥含水率一般可控制在80%左右，减量效果明显。现代离心式脱水机转鼓转速与转速差均可通过调频调节，污泥含水率、上清液浓度及产率也随之变化。

由于离心式脱水机的生产制造要求较高，其价格也相对较高，配套设备、设施较多，一次性投资较大。但其高效的脱水效果及相对较少的占地优势使之在污泥脱水有较广泛的应用。

3.2、螺压机脱水：

螺压机是近些年逐步发展起来的新型过滤脱水设备，具有脱水性能高、结构紧凑、噪声低、能耗低、自动化程度高的优点，同时也存在处理量偏小、维护维修难度大的缺点。

螺压机脱水是将圆锥状螺旋轴与圆筒状外壳形成的间隙作为滤室，内部圆锥状螺旋轴以低速旋转，污泥由宽敞的入口经过渐减小的压榨区，螺旋腔体内部压力不断上升，实现压榨脱水。螺旋压榨脱水后的干污泥含水率一般可降至75%左右。

3.3、板框式压滤机脱水：

板框式压滤机是一种间歇式加压脱水设备，脱水原理是通过高压进料与高压压榨联合实现的。板框式压滤机的进泥系统主要是依靠污泥泵的提升压力将污泥输入压缩室，通过污泥泵的压力进行脱水。进泥后再利用高压泵向压滤机隔膜板中注入高压水，利用隔膜张力对污泥进行挤压脱水。

板框式压滤机处理后的干污泥含水率一般可达50%以下，其脱水效果与高压水注水压力及进料压力相关。出于经济性、安全性及可靠性考虑，一般进料压力、高压水压力控制在1.6Mpa左右，在此条件下污泥含水率一般能达到60%。

4、适用性选择：

由于污泥最终的处置方式不仅取决于污泥泥质，还取决于实际污泥消纳能力及各种处置方式的经济技术指标等，因此污泥的处理、处置还应综合考虑工艺控制、产泥量、终端消纳能力及经济技术指标等影响因素。在污水处理工业中，污泥减量与污泥脱水处理是一个有机的整体，尤其在大型污水处理厂的污水处理工艺与污泥的减量之间应充分考虑，良好衔接。通过对污泥减量技术的研究表明，排水体制不影响污泥的理论产率，但是会明显影响污泥的属性，进而影响污泥减量及污泥后续处置技术的选择。

污泥减量、脱水工艺应根据污泥的最终处置办法来确定，污泥最终处置一般包括填埋、焚烧、土地或建材利用等。按照《城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南》的要求，一般应优选永久性方案，即优先选择土地利用的可能性；不具备土地利用时再考虑焚烧与建材利用；当上述条件均不具备时可选择填埋处置。

5、结语：

污水处理工艺多种多样，其污泥产率、处置工艺差异明显，仅靠单一的、模式化的工艺显然无法满足需求。将多种污泥处理技术综合应用，有机组合，是实现污泥减量、无害化的必须途径。