一、概述

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)目前的城市污水處理廠約2200座，隨著城市化進(jìn)程的加快，城市污水處理廠仍不斷增加，污泥產(chǎn)量也呈持續(xù)快速增長(zhǎng)之勢(shì)真空低溫帶式干燥機(jī) 。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年產(chǎn)生含水80%的濕污泥為3000多萬(wàn)噸，并逐年以10 %左右遞增。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)在污水處理廠從設(shè)計(jì)到運(yùn)行，普遍存在“重水輕泥”的傾向真空低溫帶式干燥機(jī) 。污水處理廠出水水質(zhì)是達(dá)標(biāo)了，但污泥處理處置基本處于緩慢發(fā)展?fàn)顟B(tài)。要解決污泥處理處置問(wèn)題，首先必須強(qiáng)化污泥“處理”與“ 處置”的基本概念問(wèn)題。污泥處理是將飽含水份的原生污泥，通過(guò)濃縮、脫水及后續(xù)的生物活化處理使其達(dá)到穩(wěn)定化狀態(tài)。污泥處置是在污泥減量化、穩(wěn)定化處理后進(jìn)行的最終處理。

我國(guó)城鎮(zhèn)污水廠普遍采用機(jī)械方式對(duì)污泥進(jìn)行脫水，脫水污泥含水率一般在75～85％，呈膠質(zhì)粘結(jié)狀真空低溫帶式干燥機(jī) 。污泥具有“四高”特點(diǎn)：一是含水率高；二是有機(jī)物含量高，很容易腐爛惡臭；三是重金屬含量較高；四是病菌含量高，含有大量的細(xì)菌、、。污泥不經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理，任意棄置，簡(jiǎn)單填埋，容易污染空氣、土壤和水源，嚴(yán)重威脅人體健康和環(huán)境安全，污泥具有“環(huán)境殺手”之稱，因此世界上許多國(guó)家將污泥視為“危險(xiǎn)品”，污泥造成二次污染后再去治理，將付出更高代價(jià)。

據(jù)《污泥處理處置市場(chǎng)報(bào)告(2010版)》調(diào)研結(jié)果顯示，我國(guó)污水處理廠所產(chǎn)生的污泥，有80%沒(méi)有得到妥善處理，污泥隨意堆放及所造成的污染與再污染問(wèn)題已經(jīng)凸顯出來(lái)，并且引起了社會(huì)的關(guān)注和國(guó)家的重視真空低溫帶式干燥機(jī) 。2010年初，住建部副部長(zhǎng)仇保興稱，“十二五”將重點(diǎn)放在污泥處置等方面，應(yīng)“千方百計(jì)地將污泥處置搞上去”，鼓勵(lì)污泥無(wú)害化后進(jìn)行土地綜合利用。2010年11月26日，國(guó)家環(huán)境保護(hù)部下發(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》，《通知》明確要求：污泥處理處置應(yīng)遵循減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化的原則。污水處理廠新建、改建和擴(kuò)建時(shí)，污泥處理設(shè)施（污泥穩(wěn)定化和脫水設(shè)施）應(yīng)當(dāng)與污水處理設(shè)施同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)建設(shè)、同時(shí)投入運(yùn)行。不具備污泥處理能力的現(xiàn)有污水處理廠，應(yīng)當(dāng)在本通知發(fā)布之日起2年內(nèi)建成并運(yùn)行污泥處理設(shè)施。污水處理廠以貯存（即不處理處置）為目的將污泥運(yùn)出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50%以下。要因地制宜，推動(dòng)通過(guò)填埋、焚燒、建材綜合利用，現(xiàn)有工業(yè)窯爐（如電廠鍋爐、水泥窯等）共處置等方式，提高污泥無(wú)害化處置率。透過(guò)《通知》精神，可謂“機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存，希望與困難同在”

二、工程概況

根據(jù)規(guī)劃建設(shè)局營(yíng)口經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)給排水管理有限的招標(biāo)要求，結(jié)合所做的污泥深度脫水工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該營(yíng)口經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)給排水管理有限污泥深度脫水設(shè)施采購(gòu)項(xiàng)目做以下具體的方案設(shè)計(jì)，為用戶提供較為理想、投資省、處理效果好的工藝設(shè)備真空低溫帶式干燥機(jī) 。設(shè)備連續(xù)深度脫水壓濾工藝，直接以常規(guī)脫水泥餅為進(jìn)料，不需脫水稀釋，直接通過(guò)改性機(jī)在半固態(tài)下與改性劑混合改性后深度脫水。

為嚴(yán)格遵守有關(guān)環(huán)境法規(guī)，保護(hù)環(huán)境，本著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和環(huán)境保護(hù)同步進(jìn)行的“三同時(shí)”原則真空低溫帶式干燥機(jī) 。我單位在進(jìn)行初步調(diào)研，并經(jīng)多項(xiàng)污泥深度處理成功的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，編制該地區(qū)污泥處理設(shè)計(jì)方案的工藝、技術(shù)資料。

三、污泥特性與脫水難度

要實(shí)現(xiàn)污泥的減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化和綜合利用，達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的處置目標(biāo)，污泥脫水是污泥處理處置的前提，只有污泥水分降至60%以下，資源化綜合利用才有可能真空低溫帶式干燥機(jī) 。污泥處理技術(shù)的關(guān)鍵是拿掉水分，然而污泥的特性又決定了污泥脫水處理的難度。這是因?yàn)椋?/p>

污泥中所含水分大致分為四類：A、間隙水；B、毛細(xì)結(jié)合水；C、表面吸附水；D、內(nèi)部水真空低溫帶式干燥機(jī) 。第一種稱為“自由水”，后三種稱為“束縛水”。這四種水除了間隙水可以以物理方式壓濾以外，其他三種水表面具有強(qiáng)大的負(fù)電子包裹著，它不能以物理壓濾析出。顆粒間的間隙水，約占污泥水分的70%；毛細(xì)水，污泥顆粒間的毛細(xì)管水，約占20%；顆粒的吸附水及顆粒內(nèi)部水約占10%，污泥脫水的對(duì)象是顆粒間的間隙水。如圖：

污泥之所以含有大量的水分，除了間隙水外，另有很大一部分是由于其顆粒表面特性和污泥團(tuán)的結(jié)構(gòu)所決定的真空低溫帶式干燥機(jī) 。污泥顆粒表面吸附有各種荷電離子以及由微生物在其代謝過(guò)程中分泌于細(xì)胞體外的胞外聚合物等組成。這些荷電離子和胞外聚合物具有很強(qiáng)的持水性。這些污泥顆粒組成了污泥團(tuán)，形成許許多多的毛細(xì)孔管，污泥顆粒表面所持的水和毛細(xì)孔道中的水都為結(jié)合水，這種束縛水是不能用單純的機(jī)械法除掉。

污泥脫水的難易，除與水分在污泥中的存在形式有關(guān)外，還與污泥顆粒的大小，污泥比阻和有機(jī)物含量有關(guān)，污泥顆粒越細(xì)、有機(jī)物含量越高、污泥比阻越大，其脫水的難度就越大真空低溫帶式干燥機(jī) 。

另外，由于污泥中含有大量的蛋白質(zhì)、脂肪及其它碳水化合物等高濃度有機(jī)物，導(dǎo)致污泥的粘度較大、含水率較高、固液分離性能差真空低溫帶式干燥機(jī) 。

四、污泥脫水技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)

如要在兩年之內(nèi)達(dá)到環(huán)保部《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》的要求，時(shí)間緊、任務(wù)重、難度大真空低溫帶式干燥機(jī) 。就我國(guó)而言，目前業(yè)界脫水技術(shù)大致呈現(xiàn)以下幾種方法：

4.1采用常規(guī)機(jī)械壓力脫水的技術(shù)

目前污泥脫水工藝以機(jī)械脫水為主，主要有：真空吸濾法、離心法和壓濾法真空低溫帶式干燥機(jī) 。主要的機(jī)械設(shè)備有：轉(zhuǎn)鼓式真空過(guò)濾機(jī)、轉(zhuǎn)桶式離心機(jī)、板框壓濾、帶式壓濾脫水、螺旋壓榨脫水等。這類型脫水機(jī)械脫去的僅是污泥中自由間隙水，雖經(jīng)脫水，污泥水份仍有75%-85%左右。

4.2采用熱力脫水的技術(shù)

熱力脫水一般采用蒸汽、煙氣或其它熱源，它不是一般意義的烘干真空低溫帶式干燥機(jī) 。常用設(shè)備為槳葉機(jī)、套筒機(jī)或流化床等，也有以造粒或噴霧形式提高熱效率。由于熱力脫水必須依賴熱源制熱或余熱利用，但由于存在使用蒸汽不經(jīng)濟(jì)，利用鍋爐煙道氣影響系統(tǒng)穩(wěn)定，建設(shè)獨(dú)立熱源代價(jià)大，利用余熱須改動(dòng)原有工藝設(shè)施等因素，再者，干化后要資源化利用，且不能因脫水而破壞污泥原賦有的熱值。因此，從某種意義上講，熱力干化是以熱能置換，是“以熱換熱”，出現(xiàn)嚴(yán)重的熱平衡負(fù)效應(yīng)，但其結(jié)果是“以大置小、得不償失”。

4.3采用添加固體粉末改性+板框壓濾機(jī)壓濾技術(shù)

添加固體粉末進(jìn)行污泥改性，使改性后污泥經(jīng)板框壓濾機(jī)將污泥脫水至含水率60%以下，但添加的固體粉末量較大，只是增加了污泥中固體含量，增加了污泥中灰分，降低了污泥中的有機(jī)物含量和熱量等真空低溫帶式干燥機(jī) 。脫水間斷性，不可連續(xù)性脫水。

4.4采用板框壓濾機(jī)壓濾脫水的技術(shù)

目前所謂的“”板框壓濾機(jī)，只不過(guò)增加了一層橡膠隔膜，隔膜內(nèi)只可能瞬間通入0.6-0.8Mpa壓縮空氣或水，對(duì)污泥瞬間施壓脫水，使污泥含水率有可能降低至70%-75%左右真空低溫帶式干燥機(jī) 。

4.5采用污泥表面活化破壁改性解放束縛水匹配機(jī)械即壓濾又壓榨相結(jié)合的集成技術(shù)

此項(xiàng)技術(shù)系沿用1979年西方發(fā)達(dá)國(guó)家興起的污泥脫水技術(shù)思路，而在我國(guó)引用至今也有7-8年的歷史，其核心主要通過(guò)“無(wú)機(jī)化學(xué)納米調(diào)質(zhì)與板框壓濾壓榨匹配”，此技術(shù)目前正在興起發(fā)展中真空低溫帶式干燥機(jī) 。

根據(jù)西方發(fā)達(dá)國(guó)家提出的污泥處理技術(shù)思路，結(jié)合我國(guó)國(guó)情和節(jié)能減排環(huán)保政策，在廣泛學(xué)習(xí)和研究國(guó)內(nèi)同行有關(guān)污泥處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，集眾家之所長(zhǎng)，摸索出了一整套適合我國(guó)國(guó)情的污泥處理實(shí)用醒新技術(shù)-污泥表面活化破壁改性與機(jī)械壓濾壓榨深度脫水集成技術(shù)，并在關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)做了不斷優(yōu)化完善，目前已走向市場(chǎng)真空低溫帶式干燥機(jī) 。

五、設(shè)計(jì)原則

5.1、嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行的環(huán)保技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范真空低溫帶式干燥機(jī) ，遵守國(guó)家和地方環(huán)保的有關(guān)法律、法規(guī)；

5.2選用先進(jìn)、合理、可靠的處理工藝真空低溫帶式干燥機(jī) ，在確保處理達(dá)標(biāo)的前提下，做到操作簡(jiǎn)單、管理方便、占地小、投資省、運(yùn)行費(fèi)用低；

5.3本工程系環(huán)境工程,尤其要注意環(huán)境保護(hù),避免和減少二次污染真空低溫帶式干燥機(jī) 。要求改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件，貫徹安全生產(chǎn)和清潔文明生產(chǎn)的方針；

5.4為了提高污泥深度處理站管理水平真空低溫帶式干燥機(jī) ，設(shè)計(jì)采用PLC全自動(dòng)程序控制，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；

5.5合理選用優(yōu)質(zhì)配件真空低溫帶式干燥機(jī) ，降低能耗，提高工作效益和使用壽命，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本；

5.6在工藝設(shè)計(jì)時(shí)，有較大的靈活性，可調(diào)性真空低溫帶式干燥機(jī) 。采用一套1.5t/h污泥深度處理設(shè)備，以提高系統(tǒng)的靈活性、可變性、適應(yīng)性和先進(jìn)性；

5.7因地制宜，合理布局，有效地利用空間和場(chǎng)地真空低溫帶式干燥機(jī) 。

六、技術(shù)工藝流程

連續(xù)帶式污泥深度脫水技術(shù)的工作流程見(jiàn)圖1真空低溫帶式干燥機(jī) 。

其工作主要包括以下幾個(gè)工程：

第一步：一次脫水污泥和污泥改性劑在污泥改性混合機(jī)內(nèi)快速、均勻的混合真空低溫帶式干燥機(jī) 。改性劑主要作用原理：破壞細(xì)胞壁、使膠體脫穩(wěn)，從而起到降低污泥持水性的作用，使結(jié)合水轉(zhuǎn)化為“脫穩(wěn)水”；使污泥“顆粒華”、“孔隙化”，有利于后續(xù)深度脫水階段的分布和脫水。

第二步：改性后污泥輸送到連續(xù)深度脫水壓榨機(jī)，在高壓、密集作用力下實(shí)現(xiàn)污泥脫水真空低溫帶式干燥機(jī) 。

連續(xù)深度脫水壓榨機(jī)主要工作原理：反復(fù)、多次高壓壓榨改性污泥，使壓榨污泥形成5-10mm多孔隙薄片狀（見(jiàn)圖2），確保脫穩(wěn)后的水分被充分?jǐn)D出真空低溫帶式干燥機(jī) 。

注：過(guò)厚和過(guò)于密實(shí)的泥餅將造成脫穩(wěn)后水分仍滯留在泥餅內(nèi)部真空低溫帶式干燥機(jī) 。

第三步：深度脫水后的污泥的持水性大幅度降低，且泥餅孔隙率大，放置固化后污泥含水率持續(xù)降低真空低溫帶式干燥機(jī) 。

圖2 經(jīng)連續(xù)深度脫水壓榨機(jī)深度脫水后泥餅（多孔薄片狀）

相比板框污泥深度脫水工藝，連續(xù)污泥深度脫水工藝具有工藝簡(jiǎn)單、占地少、能耗低、脫水效果好、污泥減量率高、操作連續(xù)簡(jiǎn)便等顯著優(yōu)勢(shì)，可節(jié)約占地50%以上，節(jié)約投資40%以上真空低溫帶式干燥機(jī) 。

首先就是污泥干化減量效率高，大幅度降低了污泥的環(huán)境性，干化后的污泥符合摻燒、堆肥以及用作建材原料的資源化處置標(biāo)準(zhǔn)真空低溫帶式干燥機(jī) 。

其次，憑借設(shè)備專業(yè)先進(jìn)的污泥干化水平以及優(yōu)越的性能，其適用范圍從工業(yè)污泥處置到市政污泥處置，覆蓋印染、電鍍、化工、皮革、制藥、城市污水處理等各個(gè)領(lǐng)域真空低溫帶式干燥機(jī) 。不容易受環(huán)境氣候影響的優(yōu)點(diǎn)，更是讓該款設(shè)備在國(guó)內(nèi)外各地區(qū)廣受歡迎。

再者，威凌菲斯污泥低溫干化機(jī)采用的是低溫（＜75℃）全封閉干化， 過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行巴斯德滅菌方式，讓氣體析出量大大減少，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程的冷凝水只需直排或簡(jiǎn)單處理真空低溫帶式干燥機(jī) 。相較傳統(tǒng)的干化機(jī)，其無(wú)需額外配套高貴的除臭系統(tǒng)，在大大降低成本的同時(shí)，也遵循了環(huán)保節(jié)能的新時(shí)代理念。

全智能控制提高污泥封閉除濕干化機(jī)設(shè)備運(yùn)行效率，采用了第三代全自動(dòng)電腦控制系統(tǒng)，能穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確的定時(shí)預(yù)約啟停真空低溫帶式干燥機(jī) 。

原裝丹佛斯，美國(guó)艾默生壓縮機(jī)讓設(shè)備能同步國(guó)際水平的穩(wěn)定品質(zhì)，零部件均采用抗腐蝕耐磨材料，不易損耗，使用壽命長(zhǎng)真空低溫帶式干燥機(jī) 。