剩余污泥 漫说：污泥处理处置技术篇

1、沉淀污泥生物处理系统


该技术创新采用污泥洗涤工艺，首先洗出污泥中有机物质，分离无机物质污泥土，再将有机污泥浓缩进行高温厌氧消化处理。
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% Z( b# i& o, I( [5 Z6 C- C5 ]优点：
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沉淀污泥经过洗涤洗出污泥中一半固体无机污泥土，减少了一半生物处理量，节省工程投资和处理费用;单独处理有机污泥，去除了无机污泥土在反应器中的沉淀，减少了设备磨损和反应器的维护;沉淀污泥经过洗涤洗出污泥中大部分容易沉淀的重金属和无机污泥土，提高了有机肥的品质;洗涤出的污泥土还可生产路面彩砖、透水砖。

其他创新工艺：超高温厌氧消化、多级厌氧消化、沼渣漂浮等，污泥生物处理速度提高了几倍和沼气产量提高20%以上。
8 A, a( c( b; ~' E目前国内外现有污泥处理技术还没有能够达到免费处理、处置污泥的水平。
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2、石灰投加技术


7 y( b) o% v6 u( l# m2 j% X脱水后的污泥进入料斗，料斗中加入石灰和氨基璜酸，石灰投量为湿泥量的10%~15%，氨基璜酸的投量约为石灰投量的1%。由于氨基璜酸在反应过程中产生氨气，增强了整个工艺的杀菌效果，降低了反应温度。
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污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中搅拌后，由双螺旋进料机推入柱塞泵进料口，通过柱塞泵送入反应器，在70℃下停留30 min，输出的产品可达到美国EPA PART503 CLASS A标准。反应后的污泥泵送至料仓，密封容器中产生的气体经洗涤塔处理后排放。
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( a  v+ Q  K" R! D3 U7 A该工艺的特点：

pH>12，延续时间长，杀菌彻底;高pH使大部分金属离子沉淀，降低了其可溶性和活跃程度;污泥的含固率可提高至30%;去除了污泥中的臭气，系统全密封，无环境污染;系统全自动，操作维护简单：加入少量氨基璜酸，减少了石灰用量和反应时间，降低了运行成本。
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3、污泥碳化技术
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1 p* G* T' }! \4 W& q所谓污泥碳化(sludge carbonization)，就是通过一定的手段，使污泥中的水分释放出来，同时又最大限度地保留污泥中的碳值，使最终产物中的碳含量大幅提高的过程。在世界范围内，污泥碳化主要分为3种。

1 `) @) h, A5 @8 ?4 \+ ](1)高温碳化
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碳化时不加压，温度为649~982℃。先将污泥干化至含水率约30%，然后进入碳化炉高温碳化造粒。碳化颗粒可以作为低级燃料使用，其热值约为8360~12540 kJ/kg(日本或美国)。

技术上较为成熟的公司包括日本的荏原、三菱重工、巴工业以及美国的IES等。该技术可以实现污泥的减量化和资源化，但由于其技术复杂，运行成本高，产品中的热值含量低，目前尚未有大规模地应用。

: Q' A+ Q% B* Z9 Z2 s3 v(2)中温碳化
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碳化时不加压，温度为426~537℃。先将污泥干化至含水率约90%，然后进入碳化炉分解。工艺中产生油、反应水(蒸汽冷凝水)、沼气(未冷凝的空气)和固体碳化物。该技术的代表为澳大利亚ESI公司。该公司在澳洲建设了1座100t/d的处理厂。
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8 F" W  \% ?$ c. j' U: s该技术可以实现污泥的减量化和资源化，但由于污泥最终的产物过于多样化，利用十分困难。另外，该技术是在干化后对污泥实行碳化，其经济效益不明显，除澳洲一家处理厂外，目前尚无其他潜在的用户。
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(3)低温碳化
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. {; O  `+ a" F. i5 f碳化前无需干化，碳化时加压至6~8 MPa，碳化温度为315℃，碳化后的污泥成液态，脱水后的含水率50%以下，经干化造粒后可作为低级燃料使用，其热值约为15 048～20482 kJ/kg(美国)。

3 F/ o* E4 m* p$ V该技术通过加温加压使得污泥中的生物质全部裂解，仅通过机械方法即可将污泥中75%的水分脱除，极大地节省了运行中的能源消耗。污泥全部裂解保证了污泥的彻底稳定。污泥碳化过程中保留了绝大部分污泥中热值，为裂解后的能源再利用创造了条件。

. K) J" a/ R, N+ E5 o4、污泥水解热干化技术
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5 n0 ^" }0 u3 I5 i$ Q- o. @3 h% L. B0 S污泥水热干化技术通过将污泥加热，在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。

随水热反应温度和压力的增加，颗粒碰撞增大，颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏，使束缚水和固体颗粒分离。
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" c2 X/ f0 W' j& t" ?* C9 Y& b/ X$ H经过水热处理的污泥在不添加絮凝剂的情况下机械脱水的含水率大幅度降低。污泥的水解宏观上表现为挥发性悬浮固体浓度减少和COD、BOD以及氨氮等浓度增加。

水热干化技术采用浆化反应器，通过闪蒸乏汽返混预热浆化、蒸汽与机械协同搅拌，提高了系统的处理效率;在水热反应器中，采用蒸汽逆向流直接混合加热的方式，强化了传质传热过程，可以避免局部过热结焦碳化：在连续闪蒸反应器中，实现了系统能量的有效回收。
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$ x$ j0 _% m% a; t+ f# x" H5、微生物水解干化蛋白提取
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污泥微生物通过水解破壁处理后，其胞内蛋白质和水分得以释放，再经过固液分离后，可到含水率35%~45%(减量70%以上)、有机物消减40%~50%的污泥残渣和可资源化利用的含蛋白液体。目前天津裕川环境在该方面已取得一定成绩。
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$ U. W$ s" z1 C- Z8 f污泥经水解处理后，其含蛋白液体经浓缩后可作为蛋白发泡剂和有机肥等利用，污泥残渣可用做覆土、绿化土、土壤改良剂和建筑材料等。

8 `: ?' Z3 Q& A3 i7 i9 r4 k, z值得注意的是，蛋白质提取工艺中保证了重金属不会进入蛋白质，而蛋白可以用于工业制品，也可以进入农业，但这些也都要企业自身完成产业链整合的工作。目前裕川环境的污泥蛋白质提取工艺已成功运用，后期有望通过产业链上企业间的有机协调，打通蛋白进入农业的后端产业链。
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6、热水解+厌氧消化
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. \  E: {) L. H) h5 b热水解预处理技术是以含固率15%~20%的脱水污泥为对象进行的厌氧消化技术。

具体而言，该工艺是通过高温高压热水解预处理，以高含固的脱水污泥(含固率15%~20%)为对象的厌氧消化技术。
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工艺采用高温(155~170℃)、高压(6bar)对污泥进行热水解与闪蒸处理，使污泥中的胞外聚合物和大分子有机物发生水解、并破解污泥中微生物的细胞壁，强化物料的可生化性能，改善物料的流动性，提高污泥厌氧消化池的容积利用率、厌氧消化的有机物降解率和产气量。
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同时能通过高温高压预处理，改善污泥的卫生性能及沼渣的脱水性能、进一步降低沼渣的含水率，有利于厌氧消化后沼渣的资源化利用。

4 ~4 E( u7 G. a+ M$ p" E此工艺已在欧洲国家得到规模化工程应用。
; f+ y: n  c$ |. N1 U6 i与传统消化相比，该工艺具备以下特色：
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7 G" }& V, N' ^) n8 y(1)有机物转化率高；
+ D' N: w( @8 f7 w6 j! C/ E3 j(2)无害化水平提高，完全杀灭病原菌，泥饼达到A级;
(3)pH略高，可降低沼气中的H2S和CO2浓度，使CH4含量提高;
(4)减少污泥体积，提高污泥稳定性。