[发明专利]一种污泥脱水并燃料化处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及污泥的处理技术。

背景技术

随着经济社会的高速发展，生产、生活用水量不断增加，产生的工业废水和生活污水也迅速增长。为改善生态环境，促进水资源的可持续利用，我国城市污水处理厂的处理量和处理率也逐年提高，预计2010年污水排放总量为1050亿m³/a，处理率要达到50％。污水的处理过程中，必然产生大量的活性污泥，污泥量占污水处理量的0.3％-0.5％(体积)或1％-2％(质量)，如果进行深度处理，污泥量会增加0.5％-1％。据统计，欧美等发达国家的污泥产量每年大约以5％-10％的速度增长，1992年欧盟的干污泥产量为650万吨，2000年增加到890万吨，2005年突破了1000万吨。据美国环保署统计，1998年美国的干污泥产量为690万吨，2005年达到760万吨，预计2010年将超过820万吨。据我国环保总局统计，2003年我国城市污水厂的湿污泥产量为900万吨(含水率为80％)，约为180万吨干污泥。污泥的急剧增加已成为一个严重的环境问题。

污泥组成十分复杂，变异性大，含有大量的有机物质、病原物生物、重金属、有机物、氮、磷等富营养化元素及其它有害物质，如不适当处理，会污染堆放地区的水体、上壤和大气等周围环境，将对动物、人类以及环境造成极大的危害。如何妥善处置污泥，使其减量化、安定化、无害化、资源化已成为全球关注的课题。

污泥的处理与处置一般流程是：浓缩→硝化→脱水→填埋或焚烧。通常把污泥的稳定和脱水称作污泥的处理，将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用称为污泥的处置。

由于污泥具有较高的含水率以及颗粒结构疏松的物理性质和极不稳定的化学性质，处理难度和处理成本较大，因此在对污泥实施最终处置之前，往往需要进行脱水稳定处理，其处理效果将直接影响最终处置。污泥的脱水稳定处理基本包括如下4个步骤。

(1)浓缩：污泥浓缩可使污泥初步减容，使其体积减小为原来的几分之一，从而便于后续的处理或处置。污泥浓缩的常规方法有重力浓缩、气浮浓缩和离心浓缩。污泥浓缩后其含水率可降为95％左右，呈流动状。

(2)调理：污泥调理主要是指通过添加化学药剂或采用物理、生物方法来改善污泥沉降性能与脱水性能。依据调理机制可将其分为物理法、化学法、生物法，其中化学调理法操作简单，投资成本较低，调理效果较稳定，是目前广泛应用的方法。

(3)脱水：污泥脱水分为自然干化脱水和机械脱水两大类。自然干化脱水指将污泥摊置到由砂石铺垫的干化场上，通过蒸发、渗透和清液溢流等方式实现脱水。这种脱水方式维护管理工作量很大，并产生大范围的恶臭。机械脱水指利用机械设备进行污泥脱水，占地少，恶臭影响也较小，但运行维护费用较高。按脱水原理可将机械脱水分为三类：真空过滤脱水、压滤脱水和离心脱水。机械脱水可进一步降低污泥含水率(一般可降至70％-80％)，减少体积。目前常用的机械脱水设备有真空过滤机、板框压滤机、带式压滤机和离心机。

(4)稳定：厌氧消化是目前我国最常用的污泥稳定处理工艺，包括水解、酸化、产乙酸、产甲烷四个阶段。厌氧消化一般有中温消化和高温消化，在国内的实践中，最常用的是中温消化(32℃-35℃)。随着该技术的不断革新，厌氧消化又发展为两相消化工艺和两级消化工艺。厌氧消化能产生大量的沼气，可以将其作为热能或者用来发电，同时消化污泥是一种很好的土壤改良剂，含有一定的灰分和有机物，能有效提高土壤肥力、改善土壤结，但是厌氧消化投资大，时间长，易受环境条件的影响，存在一定的局限性。

对污泥进行处置的方法很多，各国之间也有很大差异，一般有以下几种：堆肥处理、农用绿化、卫生填埋、海洋倾倒、焚烧处理等。污泥的处置应该朝着无害化、资源化和能源化的方向发展，避免二次污染，并对污泥自身实现充分的利用。

(1)堆肥农用：堆肥农用被认为是一种积极、有效的污泥处置方法。污泥中含有丰富的有机营养成分如氮、磷、钾等和植物所需的各种微量元素如Ca，Mg，Cu，Zn，Fe等，其中有机物的浓度一般为40％-70％，高于普通的农家肥。如果污泥得到合理利用，可以改良土壤结构，增加土壤肥力，促进作物的生长，是一种非常有价值的资源。但是污泥中含有重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物等有害成分，直接施用会污染土壤、水体，影响农作物质量，危害人体健康，因此施用前必须经过无害化、稳定化的处理。