污泥深度脱水技术方案.docx

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污泥深度脱水技术方案

污泥深度脱水

技术方案设计

编制单位：

编制时间：

二○一一年月

一、工程概况及规模要求

（一）建设单位及工程概况（略）

（二）设计基本条件与要求

1、污泥品种:

污水处理厂终端污泥

2、前端污泥含水率：

80~85%

3、处理后污泥含水率：

50％

3、日处理量：

含水80%污泥10吨

4、环保目标：

确保终端污泥不增加有毒有害成分

5、建设用地：

约70㎡

6、建设地点：

污水处理厂污泥脱水车间

（三）设计原则

根据建设方的实际情况，本工程设计原则如下：

✧严格执行环境保护的各项规定，采用科学合理的处理工艺,确保污泥脱水达标。

✧合理设计，尽可能地降低工程造价和运行费用。

✧采用品质优良的设备，使系统的操作管理方便,运行稳定可靠。

✧对污泥脱水处理区域合理布局，精心设计，环境美观协调。

为此，我方根据建设方提供的相关资料，编制本方案供贵方审核选用。

二、承接方公司简介

三、污泥处理处置现状及政策

随着社会经济的发展,我国目前的城市污水处理厂约2200座,随着中国城市化进程的加快,城市污水处理厂仍不断增加，污泥产量也呈持续快速增长之势。

据不完全统计，全国每年产生含水80％的湿污泥为3000多万吨,并逐年以10％左右递增。

长期以来，我国在污水处理厂从设计到运行，普遍存在“重水轻泥”的倾向.污水处理厂出水水质是达标了，但污泥处理处置基本处于缓慢发展状态。

要解决污泥处理处置问题,首先必须强化污泥“处理"与“处置”的基本概念问题.污泥处理是将饱含水份的原生污泥，通过浓缩、脱水及后续的生物活化处理使其达到稳定化状态。

污泥处置是在污泥减量化、稳定化处理后进行的最终处理。

我国城镇污水厂普遍采用机械方式对污泥进行脱水，脱水污泥含水率一般在75～85%，呈胶质粘结状.污泥具有“四高”特点：

一是含水率高;二是有机物含量高,很容易腐烂恶臭;三是重金属含量较高；四是病菌含量高，含有大量的细菌、寄生虫、病毒。

污泥不经过无害化处理,任意弃置，简单填埋,容易污染空气、土壤和水源,严重威胁人体健康和环境安全，污泥具有“环境杀手”之称,因此世界上许多国家将污泥视为“危险品"，污泥造成二次污染后再去治理，将付出更高代价。

据《中国污泥处理处置市场报告（2010版）》调研结果显示，我国污水处理厂所产生的污泥,有80％没有得到妥善处理，污泥随意堆放及所造成的污染与再污染问题已经凸显出来，并且引起了社会的关注和国家的重视。

2010年初，住建部副部长仇保兴称，“十二五”将重点放在污泥处置等方面，应“千方百计地将污泥处置搞上去”,鼓励污泥无害化后进行土地综合利用.2010年11月26日，国家环境保护部下发了《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》，《通知》明确要求：

污泥处理处置应遵循减量化、稳定化、无害化的原则.污水处理厂新建、改建和扩建时,污泥处理设施（污泥稳定化和脱水设施）应当与污水处理设施同时规划、同时建设、同时投入运行。

不具备污泥处理能力的现有污水处理厂，应当在本通知发布之日起2年内建成并运行污泥处理设施。

污水处理厂以贮存（即不处理处置）为目的将污泥运出厂界的,必须将污泥脱水至含水率50%以下。

要因地制宜,推动通过填埋、焚烧、建材综合利用，现有工业窑炉（如电厂锅炉、水泥窑等）共处置等方式，提高污泥无害化处置率。

透过《通知》精神，可谓“机遇与挑战并存,希望与困难同在”。

四、污泥特性与脱水难度

要实现污泥的减量化、稳定化、无害化和综合利用，达到节能减排和发展循环经济的处置目标，污泥脱水是污泥处理处置的前提,只有把污泥水份降至50%以下,资源化综合利用才有可能.污泥处理技术的关键是拿掉水份,然而污泥的特性又决定了污泥脱水处理的难度。

这是因为：

污泥中所含水份大致分为四类:

A、间隙水；B、毛细结合水;C、表面吸附水；D、内部水。

第一种称为“自由水”，后三种称为“束缚水”。

这四种水除了间隙水可以以物理方式压滤以外，其它三种水表面具有强大的负电子包裹着，它不能以物理压滤析出。

颗粒间的间隙水，约占污泥水份的70％；毛细水，污泥颗粒间的毛细管水,约占20％;颗粒的吸附水及颗粒内部水约占10％，污泥脱水的对象是颗粒间的间隙水，如图：

污泥之所以含有大量的水份，除了间隙水外，另有很大一部分是由于其颗粒表面特性和污泥团的结构所决定的.污泥颗粒表面吸附有各种荷电离子以及由微生物在其代谢过程中分泌于细胞体外的胞外聚合物等组成。

这些荷电离子和胞外聚合物具有很强的持水率。

这些污泥颗粒组成了污泥团，形成许许多多的毛细孔道，污泥颗粒表面所持的水和毛细孔道中的水都为结合水，这种束缚水是不能用单纯的机械法除掉。

污泥脱水的难易,除与水份在污泥中的存在形式有关外，还与污泥颗粒的大小，污泥比阻和有机物含量有关，污泥颗粒越细、有机物含量越高、污泥比阻越大，其脱水的难度就越大。

另外,由于污泥中含有大量的蛋白质、脂肪及其它碳水化合物等高浓度有机物，导致污泥的粘度较大、含水率较高、固液分离性能差。

五、污泥脱水技术在国内外的现状与发展趋势

如要在两年之内达到环保部《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》的要求，时间紧、任务重、难度大.就我国而言,目前业界脱水技术大致呈现以下几种方法:

1、采用常规机械压力脱水的技术

目前污泥脱水工艺以机械脱水为主，主要有：

真空吸滤法、离心法和压滤法。

主要的机械设备有:

转鼓式真空过滤机、转桶式离心机、板框压滤、带式压滤脱水、螺旋压榨脱水等。

这类型脱水机械脱去的仅是污泥中自由间隙水，虽经脱水，污泥水份仍有75%～85％左右。

2、采用热力脱水的技术

热力脱水一般采用蒸汽、烟气或其它热源，它不是一般意义的烘干.常用设备为浆叶机、套筒机或流化床等，也有以造粒或喷雾形式提高热效率。

由于热力脱水必须依赖热源制热或余热利用,但由于存在使用蒸汽不经济，利用锅炉烟道气影响系统稳定，建设独立热源代价大，利用余热须改动原有工艺设施等因素,再者，干化后要资源化利用，且不能因脱水而破坏污泥原赋有的热值。

因此，从某种意义上讲，热力干化是以热能置换,是“以热换热"，出现严重的热平衡负效应，但其结果是“以大置小、得不偿失"。

3、采用添加固体粉末改性+板框压滤机压滤技术

添加固体粉末进行污泥改性，使改性后污泥经板框压滤机压滤将污泥脱水至含水率60%以下，但添加的固体粉末量较大，只是增加了污泥中固体含量，增加了污泥中灰分,降低了污泥中的有机物含量和热值等。

其实质是没有降低污泥中的水分，仅是采用一种水多加面,面多加水的一种假象.

4、采用热力和机械压力一体化污泥脱水的技术

它是采用一种低温热源把污泥加热至150度-180度,然后以螺旋压榨予以脱水，如日本推出的“FKC"机。

这种设备仍然需要依赖一个热源,而且这种特殊螺旋压榨机构造复杂、价格昂贵，更换部件的代价很大；同时，它的生产效率较低。

因此，业内采用不多,难以成为一种选型“热点”.

5、采用新型板框压滤机压滤脱水的技术

目前所谓的“新型"板框压滤机，只不过增加了一层橡胶隔膜，隔膜内只可能瞬间通入0。

6~0.8Mpa压缩空气或水,对污泥瞬间施压脱水,使污泥含水率有可能降低至70％—75%左右.

6、采用污泥表面活化破壁改性解放束缚水匹配机械既压滤又压榨相结合的集成技术

此项技术系沿用1979年西方发达国家兴起的污泥脱水技术思路，而在我国引用至今也有7—8年的历史，其核心主要通过“无机化学纳米调质与板框压滤压榨匹配"，此技术目前正在兴起发展中。

六、污泥脱水技术路线确定

公司根据西方发达国家提出的污泥处理技术思路，结合我国国情和节能减排环保政策,在广泛学习和研究国内同行有关污泥处理技术的基础上,集众家之所长，摸索出了一整套适合我国国情的污泥处理实用型新技术—污泥表面活化破壁改性与机械压滤压榨深度脱水集成技术，并在关联节点做了不断优化完善，目前已走向市场。

该项技术思路是:

针对污泥的特性，从破壁改性及机械压滤压榨匹配等方面入手，通过表面活化改性改变污泥中水的性质，并通过机械压滤压榨系统，把含水率80%左右的污泥一次性脱水至50%以下，再经24～72小时自然风干，污泥含水率降低至40%左右,进一步为资源化综合利用创造条件。

该终端污泥具有疏水性，遇水不化不会返潮,同时污泥破壁改性绝不增加有毒有害成分,确保污泥原有成分的稳定性。

七、污泥脱水工艺流程及流程简述

污泥破壁改性与机械压滤压榨深度脱水集成技术工艺流程图见附图一

含水率80％的原污泥经加水稀释送入原污泥仓，以离心渣浆泵输至污泥改性车间，污泥在改性车间实现改性,改性后的污泥经污泥渣浆泵送至改性污泥储存仓，再以泵送至机械脱水车间.脱水车间产出含水率为50%以下的泥饼,再由皮带输送机输送至泥饼临时堆场。

压滤机挤压出的污水,回到污水处理厂统一处理。

八、技术路线机理及效果

（一）污泥药物改性机理及效果

一般的污泥处理技术是脱水还是进行消化抑或直接处理都面临效率低、能耗高的难题。

因此，如何改变污泥的胶体结构是污泥处理处置技术的关键。

泥中的胶体结构通过表面活化改性，发生纳米效应，在胶核上形成结晶和长大，吸附水转化为结晶结构水。

污泥形成晶体结构后,其所含水份可被迅速分离蒸发.所加表面活化剂分为：

校正剂和活性剂。

改性剂具有高效疏水性，它在胶核上形成不可逆的结晶固态化.这种固态化的过程从而保证了改性后污泥不致二次污泥化；并具有减少臭气浓度、降低污泥中的病菌、寄生虫卵和病毒活性以及稳定部分重金属离子等效果。

改性的污泥抗压强度好,透气性良,水浸泡不易溶解。

改性污泥熟化后，可实现土壤化，稳定化,无害化。

（二）污泥机械脱水机理及效果

原污泥经添加无机活化剂后，出现纳米效应，将胶团中吸附水转化为易于去除的间隙水，提高了污泥的脱水性能.但是，自由水的压滤也决不是常规意义上的压滤,对这种特定条件下的自由水去除，也需要一个特定的脱水系统.

改性后的污泥以高压泵送至污泥脱水机，高压泵将改性后的污泥送入污泥脱水机的多块滤板之间的空隙内，因有输送压力，在高压泵输送至滤板之间的过程中，部分水份被滤出；当高压泵的输送压力逐步升高至最高压力时，污泥脱水机的多块滤板之间的空隙内充满了污泥；此时，停止高压泵的运行，并关闭污泥脱水机的进泥阀门,启动污泥脱水机的高压油泵，由高压油泵提供的压力，通过压缩弹簧推动滤板移动，压缩滤板空隙内的污泥,使污泥再次压榨，得到含水率为50％以下的泥饼.在压滤机的高压作用下，压滤脱水时间仅需100分钟即可得到含水率50%以下的泥饼，为一般压滤脱水时间的1/5～1/3.

1）压滤脱水时采用高压，并采用间隔、递增式施压工艺，大大降低了泥饼形成时滤液流出的介质阻力，提高了压滤机的脱水效率；

2）压滤机的滤板采用钢制结构，可承受较高的脱水挤压压力；

3）采用二次压榨。

第一次压滤脱水为高压泵送料时;第二次压滤脱水则是由高压油缸提供的压力,通过压缩弹簧推动滤板移动，再次压缩滤板之间的污泥;

4）压滤机采用了多点进料和进料均匀分配器装置，保证污泥在滤板里分布均匀、泥饼厚薄一致、含水率均衡。

九、技术优点与创新

污泥表面活化改性与机械压滤压榨深度脱水集成技术,与通常的热干化法相比，在投资和运行成本上更具竞争优势,市场前景广阔，可广泛地应用于污水厂现有污泥脱水设施的改建、扩建及新建污水厂的污泥脱水。

这无疑将改变现有的常规脱水设备和热干化处理等污泥处理处置市场格局,引领国内污泥脱水处理行业发展。

污泥药物改性与机械压滤压榨深度脱水集成技术从污泥含水份的赋存状况入手，根据物化特性分段对应，按其物性技术进行嫁接的创新特点，而且工艺简单、操作方便、费用合理、成功有效、经济实用。

本技术不是一台设备,而是组合的一套工艺;也不是一项孤立的技术，而是集多项技术为的一个系统。

其优点是：

1、整个处理过程冷态操作，不需要热源，更不消耗一次能源，仅以改性与压滤相结合的简单工艺，把不同类型污泥的含水率从80%左右直接脱水到50%以下，为污泥处置创造了根本性条件；

2、整个系统自动化程度高，全自动操作，流水线生产；简洁流畅、无臭味、无噪音、无焚烧加热造成的尾气排放，仅有压滤水回流污水厂处理;工作条件和环境界面良好,符合安全、文明操作要求；

3、改性剂不改变污泥的原有性质，脱水污泥热值在600~1500Kcal/kg，可作为低热值燃料;

4、对污泥中的蛔虫卵、粪大肠菌群、有去除作用，重金属有稳定作用：

蛔虫卵、粪大肠菌群等病原体去除率达90%以上，重金属的稳定率达60％以上，部分重金属的稳定率达90%以上；

5、脱水污泥泥质能达到污泥土地利用（农用、园林绿化、土地改良）标准、填埋标准中的泥质要求；

6、脱水污泥具有疏水性,遇水不会还原，遇水溶解率小于5％,不会产生二次污泥化；抗压强度好，透气性优良,并在自然状态下水份继续蒸发；

7、投资合理,运营成本低，远远低于业内其他工艺；

8、建设工程量小，建设工期短；

9、全部装备为国产化；

10、系统机械易于操作，便于维修。

十、设备投资估算

序号

内容

台/套数

价格（单价万元）

总价（万元）

1

主机系统

49

1。

1

特种压滤机10吨/天

1

49

49

2

辅机系统

28

2。

1

改性机（高速搅拌机）1m3

1

2。

8

2。

8

2。

2

药剂储备罐1m3

1

3。

1

3。

1

2。

3

改性污泥储存罐10m3

1

3.2

3。

2

2。

4

污泥储存罐10m3

1

2。

4

2。

4

2。

5

搅拌器

1

1.2

1。

2

2。

6

柱塞泵

1

3.5

3。

5

2。

7

离心渣浆泵

3

0。

5

1。

5

2.8

6+10米皮带输送机

1

3.8

3.8

2.9

空压机及储气罐

1

1.8

1。

8

2。

10

管道、阀门

1

4。

7

4。

7

3

配套工程

10。

6

3。

1

配电系统（动力柜、电缆）

1

7。

5

7。

5

3。

2

自控系统

1

3。

1

3.1

4

运输费

1.5

5

安装、调试

5

6

税收（以上总价的5％）

4。

7

合计

98。

8

备注：

总投资是以日处理10吨含水80％污泥的规模计

设备总投资为：

￥98.8万元整

十一、土建工程投资估算

十二、技术经济分析

（一）人员编制

污泥处理站暂定员6人，两班两运转。

（二）运行成本

1、动力费

电气设备总装机容量约为60kW，运行负荷约为30kW，实际日耗电量约为130kW。

综合电价按0。

73元/度（暂按此价格核算动力费）,94。

9元/天。

2、改性剂费用

改性剂费用，计：

280元/天。

3、人工费

污泥处理站运行人员6人，计：

240元/天。

污泥深度脱水直接处理成本约为：

61。

49元/吨（不含折旧费）.

十三、工程工期与进度

1、工程工期

本工程自签约生效日起3个月内完成。

2、工程进度表

时间/天

工作内容

30

60

90

工程设计

土建施工

设备制作

安装、竣工

调试、验收

十四、安全及环保措施

1、安全生产及劳动保护

制定必要的劳动保护、安全生产规章制度，对职工应经常进行安全教育，必须遵守安全操作规程，对可能发生的事故因素提高警惕：

1）在建设期间

—严格执行各种有关施工安全的政策、法规并明确各方面的责任；

—对员工进行安全培训、事故和偶发事件的报告；

—发放和使用劳防用品,如安全帽等；

-制定安全工作制度（如脚手架、壳子板和开挖支撑等）；

2）在操作和维护期间

—制定紧急反应计划；

-制定安全管理系统（体制）；

—定期经常对所有职工作医疗检查；

—发放和使用劳防用品，如安全帽、鞋、工作服等。

2、环境保护

本工程环境保护包括两个方面，即在工程建设过程中及工程建成投产之后。

在工程建设过程中，施工机械引发的噪声、输送材料对交通的影响、施工过程中产生的污染等，这些影响可以通过适当的措施予以缓解，其内容如下：

1）合理规划施工活动，以保证对社会最小的干扰；

2）选择适当的路线运送材料和设备,使运输时间最少;

3）设置警告讯号，保证工程正常进行和减少交通障碍;

4）为安全目的，在任何时间尽量减少埋管、沟槽长度，并在施工场地设围；

5）限制场地清理范围，能满足工程需要即可；

6）在所有车辆和设备装设低噪声和消降污染的设施,以限制噪声和空气污染；

本方案中采用的污泥药物改性与机械压滤压榨深度脱水集成技术,整个过程中不消耗外加能源、不产生噪音,且不产生臭气及任何其他有毒有害气体,对人体及周边环境不产生污染等影响。

十五、售后服务

我公司承担提供的全套设备，质量保证期为壹年。

并严格执行国家有关行业质保政策。

在质保期内因设备本身质量问题的，我方72小时内到达现场负责免费维修或处理。

始终贯彻执行信誉第一、质量至上、服务跟上的企业宗旨。

附图一:

工艺流程图

附图二:

平面布置图（充分利用原脱水车间空余场地）