蘇州高新靜脈產(chǎn)業(yè)園污泥深度脫水工程改造與運(yùn)行
行業(yè)動(dòng)態(tài)
隨著我國污水處理設(shè)施不斷完善，污泥處理處置問題日益凸顯。截至2019年底，全國城鎮(zhèn)污水處理廠處理能力1.77×108m3/d，產(chǎn)生的干污泥約1232×104t/d。目前，我國污泥處置方式主要有：穩(wěn)定填埋、土地利用、干化焚燒、燒制建筑材料等。實(shí)際操作中，污泥處理基本實(shí)現(xiàn)了減容，但處置未實(shí)現(xiàn)真正的穩(wěn)定化、無害化、資源化，存在嚴(yán)重的二次污染風(fēng)險(xiǎn)。
截至2020年底，蘇州市高新區(qū)已建有5座污水處理廠，總設(shè)計(jì)規(guī)模28×104m3/d，實(shí)際處理量為17.6×104m3/d。2020年各污水廠的污水處理能力和污泥產(chǎn)量見下表：
項(xiàng)目 | 設(shè)計(jì)污水處理量/（104m3/d） | 實(shí)際污水處理量/（104m3/d） | 污泥產(chǎn)量/（t/d） | 污泥含水率/% | 脫水方式 |
蘇州高新區(qū) 污水處理廠 | 8 | 5.5 | 50 | 80 | 離心脫水 |
蘇州高新區(qū)第二污水處理廠 | 8 | 5.5 | 50 | 80 | 帶機(jī)脫水 |
白蕩污水處理廠 | 4 | 2.7 | 26 | 80 | 離心脫水 |
鎮(zhèn)湖污水處理廠 | 4 | 1.6 | 28 | 80 | 離心脫水 |
滸東污水處理廠 | 4 | 2.3 | 25 | 80 | 離心脫水 |
總計(jì) | 28 | 17.6 | 179 |
蘇州高新區(qū)的污泥處置出路選定為華能熱電廠焚燒。焚燒可殺滅污泥中有害病菌，有害物質(zhì)存量大大降低，無害化程度比較徹底。但脫水污泥含水率較高，不能實(shí)現(xiàn)完全燃燒，因此需要進(jìn)一步處理。蘇州高新區(qū)已建成污泥處理一期、二期工程，但污泥處理能力不足，不能滿足污水廠污泥處理要求，故需對(duì)污泥處理一期工程實(shí)施技術(shù)改造。
1 項(xiàng)目概況
為了填補(bǔ)蘇州高新區(qū)的污泥處理能力缺口，同時(shí)節(jié)約成本，2020年初蘇州高新靜脈產(chǎn)業(yè)園決定在一期工程基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，采用緊湊型高壓帶式連續(xù)深度脫水工藝，無新增建設(shè)用地，僅需利用原一期工程的污泥外運(yùn)車間，設(shè)備總占地約200㎡，處理規(guī)模100t/d（含水率78%～80%），處理后污泥含水率不高于60%，運(yùn)輸至蘇州華能電廠進(jìn)行摻燒。該項(xiàng)目已于2020年5月投入運(yùn)行。
2 工藝設(shè)計(jì)及實(shí)施
2.1 技術(shù)工藝比選
針對(duì)市政污泥，目前常用的機(jī)械深度脫水方式有高壓板框脫水和高壓帶式連續(xù)深度脫水。高壓板框脫水以濃縮污泥（含水率約98%）作為處理對(duì)象，將調(diào)理改性后的污泥泵入壓濾機(jī)的濾板間隙，依靠進(jìn)料壓力及彈性壓力對(duì)污泥進(jìn)行壓濾脫水，使污泥含水率降至60%以下。高壓帶式連續(xù)深度脫水以一次脫水污泥（含水率約80%）作為處理對(duì)象，調(diào)理改性后的污泥在濾帶間的剪切力和擠壓力高效二維作用下，水分由顆粒間空隙通道排出，污泥脫水至含水率60%以下。針對(duì)本項(xiàng)目，兩種工藝對(duì)比如下表所示。
項(xiàng)目 | 高壓帶式連續(xù)深度脫水 | 高壓板框脫水 |
處理對(duì)象 | 直接將80%含水率污泥進(jìn)行二次壓榨，無需新增污泥稀釋設(shè)備 | 需新增污泥稀釋設(shè)備 |
改造工程量 | 占地小，可利用現(xiàn)有生產(chǎn)車間進(jìn)行設(shè)備安裝，改造工期短，工程造價(jià)低 | 需建設(shè)2層結(jié)構(gòu)，且占地大，需新建污泥脫水車間，改造工期長，造價(jià)高 |
操作條件 | 連續(xù)運(yùn)行，泥餅自動(dòng)卸料，自動(dòng)化程度高 | 序批式運(yùn)行，幾乎無法擺脫人工鏟泥餅卸料，勞動(dòng)強(qiáng)度大 |
泥餅形式 | 厚3～8mm，后期易粉碎拌煤進(jìn)行電廠摻燒 | 厚30～50mm，內(nèi)部水分出不來，不易于電廠摻燒處理 |
設(shè)備密封性能 | 全密閉，預(yù)留臭氣收集口 | 敞開式，場(chǎng)地衛(wèi)生條件差 |
本項(xiàng)目處理污泥為一次脫水污泥（含水率約80%），受限于擬建場(chǎng)地的可利用面積較小，工程建設(shè)周期緊張，且后期處置路線為電廠協(xié)同焚燒等因素，故采用高壓帶式連續(xù)深度脫水工藝。
2.2 工藝設(shè)計(jì)
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模100t/d（以含水率80%計(jì)），在現(xiàn)有生產(chǎn)車間新增2套深度脫水帶式機(jī)成套機(jī)組，單套設(shè)計(jì)處理能力為4t/h（以含水率80%計(jì)），每天設(shè)計(jì)工作時(shí)間為12.5h。
從各污水處理廠外運(yùn)來的一次脫水污泥（含水率為80%）通過螺旋輸送至污泥改性混合機(jī)，投加復(fù)合藥劑，藥劑和污泥在改性混合機(jī)內(nèi)快速、均勻地混合。改性后的污泥定量輸送至深度脫水帶式機(jī)，在壓榨作用下實(shí)現(xiàn)污泥深度脫水，形成3～8mm多孔隙薄片狀泥餅，含水率降至60%以下，運(yùn)送到電廠進(jìn)行焚燒處理。
基于高效的二維壓濾脫水原理和 的改性藥劑配方，以污泥資源化處置為導(dǎo)向，可快速解決諸如污泥含水率偏高、熱值偏低、性質(zhì)不穩(wěn)定等突出問題。
2.3 工程的實(shí)施
本項(xiàng)目位于蘇州高新靜脈產(chǎn)業(yè)園一期污泥項(xiàng)目原廠區(qū)內(nèi)，對(duì)原項(xiàng)目接收系統(tǒng)等進(jìn)行改造，同時(shí)新增2套污泥深度脫水帶式機(jī)及其配套設(shè)施。
3 運(yùn)行效果
3.1 生產(chǎn)調(diào)試
本項(xiàng)目污泥處置方式為電廠協(xié)同焚燒，為保證摻燒過程混合燃料的熱值以及避免對(duì)爐膛產(chǎn)生腐蝕，蘇州華能電廠要求脫水污泥含水率應(yīng)不高于60%，且處理過程中不應(yīng)添加含有氯離子的藥劑。
為達(dá)到設(shè)計(jì)處理能力，并滿足處置方——蘇州華能電廠對(duì)脫水污泥的要求，對(duì)設(shè)備運(yùn)行及藥劑添加進(jìn)行調(diào)試。
污泥送入深度脫水帶式機(jī)壓榨前，需進(jìn)行污泥調(diào)理，將污泥中的間隙水和毛細(xì)水進(jìn)行分離來實(shí)現(xiàn)脫水，其中化學(xué)調(diào)理技術(shù)應(yīng)用廣泛。
調(diào)理藥劑由改性劑+骨架劑構(gòu)成，改性劑能夠破壞污泥膠體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使小顆粒凝聚成大顆粒，骨架劑可在污泥中形成多孔網(wǎng)格狀骨架，從而改善污泥的可壓縮性，增大絮體強(qiáng)度。本項(xiàng)目生產(chǎn)調(diào)試中試用過3套藥劑，分別為：1#三氯化鐵藥劑+新型粉煤灰；2#復(fù)配藥劑+新型粉煤灰；3#聚合硫酸鐵藥劑+新型粉煤灰。經(jīng)過試驗(yàn)和生產(chǎn)試用，發(fā)現(xiàn)：1#藥劑使用過程中腐蝕氣體揮發(fā)較為嚴(yán)重，對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。2#藥劑在使用過程中成本偏高，且處理效果較差。確定采用成本低、處理效果好的3#藥劑。
目前生產(chǎn)中使用3#藥劑，其中：改性劑為聚合硫酸鐵，質(zhì)量投加比2%；骨架劑為新型粉煤灰，質(zhì)量投加比5%。
穩(wěn)定運(yùn)行期間進(jìn)泥量約100t/d（含水率為79%～80%），產(chǎn)泥量約60t/d，出泥含水率58%～60%，污泥減量化率35%～40%。
3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
（1）工程投資。
土建改造及新增2套污泥深度脫水帶式機(jī)總投資約400萬元，其中，土建安裝約80萬元，設(shè)備購置320萬元。
（2）運(yùn)行成本。
直接運(yùn)行成本包括電耗、藥耗、水耗、人工成本、設(shè)備維護(hù)、管理等。經(jīng)過半年的生產(chǎn)運(yùn)行，核算平均直接運(yùn)行成本約60.46元/t濕泥，其中改性劑18.67元/t濕泥、骨架劑7.50元/t濕泥、電費(fèi)10.05元/t濕泥、水費(fèi)（中水）3.20元/t濕泥、工資福利費(fèi)12.31元/t濕泥、維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)4.76元/t濕泥、管理費(fèi)3.97元/t濕泥。
4 結(jié)論
污泥電廠摻燒已經(jīng)成為當(dāng)前污泥處理處置的重要方式之一。蘇州高新區(qū)現(xiàn)有污泥處理處置能力不足，不能滿足污水廠污泥處理要求，利用蘇州華能電廠現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施，可快速有效解決蘇州高新區(qū)污泥處理問題。為滿足電廠對(duì)摻燒污泥的泥質(zhì)要求，同時(shí)降低污泥運(yùn)輸、處置成本，對(duì)污泥進(jìn)行深度脫水減量是一種可行的方式。
采用高壓帶式連續(xù)深度脫水工藝，可充分利用污水廠原有脫水系統(tǒng)，且無需增加污泥稀釋過程，節(jié)約投資，節(jié)省占地；前端直接與污泥設(shè)備出口對(duì)接，無需另行配置污泥轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施，不需要預(yù)留中間堆放場(chǎng)地，實(shí)現(xiàn)零距離、零運(yùn)輸、零污染的無縫對(duì)接，大大減少了污泥處置過程中的投資、運(yùn)營成本和環(huán)境危害；脫水后污泥熱值大幅提高，可進(jìn)一步焚燒處理，也可用于燒制水泥、垃圾填埋場(chǎng)覆土、制磚等，實(shí)現(xiàn)污泥的資源化利用。
蘇州高新靜脈產(chǎn)業(yè)園污泥處理一期項(xiàng)目改造以來，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行近一年。從運(yùn)行結(jié)果來看，污泥經(jīng)深度脫水帶式機(jī)減量后送至電廠協(xié)同焚燒處置，是一條可借鑒的污泥無害化處理處置路徑。
