一體化污泥機(jī)械干化系統(tǒng)成套裝備在污泥處理處置行業(yè)中的應(yīng)用
牛明軍，李林，井云飛，孟國洋，李啟飛
（鄭州國研環(huán)�？萍加邢薰荆幽� 鄭州 450000）
摘要：傳統(tǒng)污泥處置方式有土地利用、焚燒、填埋和建筑材料綜合利用等，污泥含水率是影響污泥處置運(yùn)行成本和處置方式選擇的重要因素，針對(duì)傳統(tǒng)污泥脫水、干化設(shè)備存在的電耗高、除臭負(fù)荷大、整體運(yùn)營成本高、生產(chǎn)效率低和運(yùn)行穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，鄭州國研環(huán)�？萍加邢薰就黄评碚摻d，發(fā)明了“污泥常溫引流壓差破壁技術(shù)結(jié)合機(jī)械壓濾干化” 工藝體系，研發(fā)出一體化污泥機(jī)械干化系統(tǒng)核心裝備，不借助熱源，不添加石灰，可直接將含水率96%-98%的污泥脫水干化至含水率40%左右，處理后的污泥可因地制宜的進(jìn)行土地利用、建材利用、焚燒等多種方式綜合處置利用。一體化污泥機(jī)械干化系統(tǒng)成套裝備具有占地面積小、投資少、設(shè)備智能化程度高、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，已獲得多項(xiàng)授權(quán)專利，并獲得中華環(huán)保聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)等榮譽(yù)資質(zhì)，該成套裝備已在全國多個(gè)污水廠和污泥處置中心投入運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：機(jī)械干化；不借助熱源；污泥處置；運(yùn)營成本低；
1、污泥處置介紹
污泥處置是指經(jīng)減量化處理后的污泥或污泥產(chǎn)品在環(huán)境中或資源化利用過程中達(dá)到長期穩(wěn)定，并對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境不產(chǎn)生有害影響的最終消納方式，污泥處置方式有土地利用、焚燒、填埋和建筑材料綜合利用等。
2、污泥處理處置政策法規(guī)
2022年9月，國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《污泥無害化處理和資源化利用實(shí)施方案》，方案主要目標(biāo)中寫到，“到2025 年，全國新增污泥（含水率80%的濕污泥）無害化處置設(shè)施規(guī)模不少于2 萬噸/日，城市污泥無害化處置率達(dá)到90%以上，地級(jí)及以上城市達(dá)到95%以上，基本形成設(shè)施完備、運(yùn)行安全、綠色低碳、監(jiān)管有效的污泥無害化資源化處理體系。”優(yōu)化處理結(jié)構(gòu)中寫到，“（1）規(guī)范污泥處理方式。···（2）積極推廣污泥土地利用。···（3）合理壓減污泥填埋規(guī)模。···逐步限制污泥填埋處理，積極采用資源化利用等替代處理方案，···禁止未經(jīng)脫水處理達(dá)標(biāo)的污泥在垃圾填埋場填埋。”
2023年7月，國家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)《環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平提升行動(dòng)(2023-2025年)》，重點(diǎn)任務(wù)(一)生活污水收集處理及資源化利用設(shè)施建設(shè)水平提升行動(dòng)中寫到“結(jié)合現(xiàn)有污水處理設(shè)施提標(biāo)升級(jí)擴(kuò)能改造，加強(qiáng)再生利用設(shè)施建設(shè)，推進(jìn)污水資源化利用。……統(tǒng)籌推進(jìn)污泥處理設(shè)施建設(shè)，加快壓減污泥填埋規(guī)模，提升污泥無害化處理和資源化利用水平。”
3、污泥處理處置行業(yè)現(xiàn)狀
污泥的處理處置方式必須遵循因地制宜的原則，選擇方法時(shí)，需綜合考慮當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)狀況、交通運(yùn)輸、能源、污泥利用市場和容量等多方面因素。
1）污泥填埋
污泥填埋特點(diǎn)是工藝相對(duì)簡單，投資相對(duì)較低，但是受垃圾填埋場庫容限制較大，該工藝只完成了污泥的減量化和無害化，污泥中的營養(yǎng)物質(zhì)和能源難以利用，填埋會(huì)占用大量土地資源，造成空氣、土地的二次污染，釋放的甲烷會(huì)增加碳排放。目前是一種被限制的技術(shù)路線。
2）污泥厭氧消化路線
該工藝雖然可以利用污泥的微生物特征，使污泥進(jìn)行厭氧水解，發(fā)酵產(chǎn)生清潔能源甲烷用于發(fā)電供熱等，但缺點(diǎn)明顯，一是污泥微生物含量低，產(chǎn)生的甲烷量很少。二是無法實(shí)現(xiàn)污泥減量化。三是安全性差，甲烷易泄露，安全隱患較大。四是處理過程臭味很大，處理環(huán)境差，處理周期長，效率低，土建成本很高。
3）常規(guī)好氧發(fā)酵干化路線
該工藝是利用含水率80%污泥在好氧菌種的作用下使污泥進(jìn)行高溫好氧發(fā)酵，發(fā)酵干化過程中加入了秸稈、花生殼等有機(jī)物，處理后的熟料可作為園林綠化基肥或焚燒發(fā)電，資源化利用效果明顯。但由于是對(duì)含水率 80%的污泥發(fā)酵干化，污泥透氣性差，需加入大量的秸稈、花生殼等輔料，處理時(shí)間周期長、運(yùn)營成本較高。根據(jù) 2022 年三部委《污泥無害化處理和資源化利用實(shí)施方案》要求，城鎮(zhèn)生活污水處理廠產(chǎn)生的污泥，經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵處理后，作為肥料或土壤改良劑，用于國土綠化、園林建設(shè)、廢棄礦場以及非農(nóng)用的鹽堿地和沙化地，污泥作為肥料或土壤改良劑時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)國家、行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)。而農(nóng)業(yè)農(nóng)村部 2021 年重新修訂的《有機(jī)肥料》標(biāo)準(zhǔn)，明確禁止污泥作為有機(jī)肥原料，這也影響了污泥作為肥料的使用。
4）污泥焚燒
以焚燒為核心的處置方法是最徹底的污泥處置方法。污泥焚燒可以破壞全部有機(jī)質(zhì)，殺死一切病原體，達(dá)到穩(wěn)定化、無害化的目的，并且可以最大限度地減少污泥體積，節(jié)約大量的填埋場地面積和運(yùn)輸費(fèi)用。當(dāng)污泥自身的燃燒熱值較高，城市衛(wèi)生要求高，或污泥有毒物質(zhì)含量高不能被利用時(shí)，可采用焚燒處置。污泥在焚燒前，一般應(yīng)先進(jìn)行脫水、干化處理以減少負(fù)荷和能耗。污泥焚燒在技術(shù)上可行，并已達(dá)到了工業(yè)規(guī)模的程度；國內(nèi)已經(jīng)比較成熟，完全有能力進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、安裝。
影響污泥處置運(yùn)行成本和處置方式選擇的關(guān)鍵因素是污泥含水率，目前，國內(nèi)外污水處理廠污泥脫水設(shè)備多數(shù)為高速離心機(jī)和帶式脫水機(jī)，其污泥含水率在80-85%，有少數(shù)污水處理廠采用板框壓濾機(jī)，將污泥脫水至含水率60-70%。后期資源化需要降低含水率，如果采用焚燒處置工藝，需要將污泥含水率降至40%左右，提高污泥熱值。如果采用好氧堆肥處置工藝，需要將含水率降低到50%以下，降低輔料添加量，降低發(fā)酵周期，減少除臭負(fù)荷，進(jìn)而減少運(yùn)行成本。能夠達(dá)到這個(gè)含水率要求的，目前技術(shù)路線都是采用熱干化，比如低溫干化或者蒸汽干化設(shè)備，這類設(shè)備能耗高，運(yùn)行成本高，給政府帶來很大的財(cái)政負(fù)擔(dān)。
4、國研環(huán)保一體化污泥機(jī)械干化系統(tǒng)成套裝備介紹
針對(duì)傳統(tǒng)污泥脫水、干化設(shè)備存在的電耗高、除臭負(fù)荷大、整體運(yùn)營成本高、生產(chǎn)效率低和運(yùn)行穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)，鄭州國研環(huán)�？萍加邢薰就黄评碚摻d，發(fā)明了“污泥常溫引流壓差破壁技術(shù)結(jié)合機(jī)械壓濾干化” 工藝體系，研發(fā)出一體化污泥機(jī)械干化系統(tǒng)核心裝備，不借助熱源，不添加石灰，可直接將含水率96%-98%的污泥脫水干化至含水率40%左右，處理后的污泥可因地制宜的進(jìn)行土地利用、建材利用、焚燒等多種方式綜合處置利用。（詳見中國給水排水第十六屆污泥大會(huì)論文集 http://m.caom9.com/news/202409/30/160185.html ）
