污泥是污水處理后的產(chǎn)物，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高（可高達99%以上），有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運輸，但它很難通過沉降進行固液分離。
傳統(tǒng)的處理方法
污泥濃縮處理
污泥濃縮后含水率可降為95%~97%，近似糊狀。濃縮可以達到污泥的減量化。重力濃縮法用于污泥處理是廣泛采用的一種方法，已有50多年歷史。機械濃縮方法出現(xiàn)在20世紀30年代的美國，此方法占地面積小，造價低，但運行費用與機械維修費用較高。氣浮濃縮于1957年出現(xiàn)在美國。此法固液分離效果較好，應(yīng)用已越來越廣泛。
污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法、帶式重力濃縮法和離心濃縮法，還有微孔濃縮法、隔膜濃縮法和生物浮選濃縮法等。
污泥重力濃縮處理
利用重力作用的自然沉降分離方式，不需要外加能量，是一種最節(jié)能的污泥濃縮方法。重力濃縮只是一種沉降分離工藝,它是通過在沉淀中形成高濃度污泥層達到濃縮污泥的目的，是污泥濃縮方法的主體。單獨的重力濃縮是在獨立的重力濃縮池中完成，工藝簡單有效，但停留時間較長時可能產(chǎn)生臭味，而且并非適用于所有的污泥；如果應(yīng)用于生物除磷剩余污泥濃縮時，會出現(xiàn)磷的大量釋放，其上清液需要采用化學(xué)法進行除磷處理。重力濃縮法適用于初沉污泥、化學(xué)污泥和生物膜污泥。
污泥氣浮濃縮處理
氣浮濃縮與重力濃縮相反，是依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒的周圍，減小顆粒的比重而強制上浮。因此氣浮法對于比重接近于1g/cm3的污泥尤其適用。氣浮濃縮法操作簡便，運行中同樣有一定臭味，動力費用高，對污泥沉降性能（SⅥ）敏感；適用于剩余污泥產(chǎn)量不大的活性污泥法處理系統(tǒng)，尤其是生物除磷系統(tǒng)的剩余污泥。
帶式重力濃縮法
帶式重力濃縮法是利用帶式重力濃縮機的一種機械濃縮法。由于其具有投資適中，運行費適中，效果好，對各種性能的污泥適應(yīng)性較強等特點，因此近幾年被廣泛采用；但實際運行中會受到污泥中高分子的影響，運行時濕度大，因而需要仔細操作。帶式重力濃縮法適用于各種生物污泥。
污泥離心濃縮處理法
離心濃縮法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的離心力進行濃縮。離心濃縮法的特點是自成系統(tǒng)，效果好，操作簡便；但投資較高，動力費用較高，維護復(fù)雜；適用于大中型污水處理廠的生物和化學(xué)污泥。
污泥穩(wěn)定化處理方法
穩(wěn)定處理的目的就是降解污泥中的有機物質(zhì)，進一步減少污泥含水量，殺滅污泥中的細菌、病原體等，消除臭味，這是污泥能否資源化有效利用的關(guān)鍵步驟。污泥穩(wěn)定化的方法主要有堆肥化、干燥、厭氧消化等。厭氧消化：在污泥處理工藝中，厭氧消化是較普遍采用的穩(wěn)定化技術(shù)。污泥厭氧消化也稱為污泥厭氧生物穩(wěn)定，它的主要目的是減少原污泥中以碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪形式存在的高能量物質(zhì)，也就是通過降解將高分子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)氧化物。厭氧消化是在無氧條件下依靠各種兼性菌和厭氧菌的共同作用，使污泥中有機物分解的厭氧生化反應(yīng)，是一個極其復(fù)雜的過程。
堿性發(fā)酵階段
一般可分為酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段,酸性發(fā)酵階段又可以分為水解階段和產(chǎn)酸階段，堿性發(fā)酵階段可以分為酸性衰退階段（產(chǎn)乙酸階段）和產(chǎn)甲烷階段。厭氧分解過程中產(chǎn)生大量氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氫等。但運行管理要求高，消化池需密閉、池容大、池數(shù)多。
好氧消化處理污泥
好氧消化污泥出現(xiàn)于20世紀50年代，與活性污泥法極為相似。當(dāng)外來養(yǎng)料被消耗完以后，微生物靠消耗自己的機體來產(chǎn)生能量以維持生命活動。這就是微生物的內(nèi)源代謝階段。細胞組織在好氧條件下的內(nèi)源代謝產(chǎn)物為CO2、NH3、H2O，而NH3會在有氧條件下進一步氧化為硝酸鹽。污泥好氧消化的反應(yīng)可以用下面的方程式表達：
C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+
上式中C6H7NO2為細胞組織的元素組成。
此法降解程度高，無臭穩(wěn)定，易脫水，肥份高，運行管理簡單，基建費用低。但運行費用高，消化污泥量少，降解程度隨溫度波動大。
石灰穩(wěn)定技術(shù)
石灰穩(wěn)定技術(shù)始于20世紀50年代，在投加石灰的條件下，保持一定pH值及一定時間，可以殺滅傳染病菌，并防腐與抑制臭氣的產(chǎn)生。該技術(shù)操作簡單、成本較低，處理后較容易脫水。污泥最終處置可采用農(nóng)用或者衛(wèi)生填埋。
好氧堆肥
堆肥技術(shù)探討始于1920年，堆肥系統(tǒng)可分為三類：條形堆肥系統(tǒng)、靜態(tài)好氧堆肥系統(tǒng)和裝置式堆肥系統(tǒng)。城市污水處理廠的污泥中含有大量促進植物和農(nóng)作物生長的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，肥效較好，經(jīng)過堆肥處理可以達到穩(wěn)定化、無害化及資源化的目的。堆肥是一個由嗜溫菌、嗜熱菌對有機物進行好氧分解的穩(wěn)定過程，其特點是自身可以產(chǎn)生一定的熱量，并且高溫持續(xù)時間長，不需外加熱源，即可達到無害化。堆肥的一般工藝流程主要分為前處理，一次發(fā)酵，二次發(fā)酵和后處理四個過程。經(jīng)過堆肥化處理后，污泥的性狀改善，含水率降低（小于40%），成為疏松、分散、細粒狀，可殺滅病原菌和寄生蟲（卵），便于貯藏、運輸和使用。
石灰穩(wěn)定技術(shù)石灰穩(wěn)定技術(shù)始于20世紀50年代，在投加石灰的條件下，保持一定pH值及一定時間，可以殺滅傳染病菌，并防腐與抑制臭氣的產(chǎn)生。該技術(shù)操作簡單、成本較低，處理后較容易脫水。污泥最終處置可采用農(nóng)用或者衛(wèi)生填埋。
將污泥發(fā)酵成有機肥，如再加入部分牛糞等，就會發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)的有機肥，具體操作方法如下：
1、加菌。1公斤金寶貝肥料發(fā)酵劑可發(fā)酵4噸左右污泥+牛糞。需按重量比加30-50%左右的牛糞，或秸稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機物料以便調(diào)節(jié)通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末，因其纖維素木質(zhì)素較高，應(yīng)延長發(fā)酵時間。菌種稀釋：每公斤發(fā)酵劑加5-10公斤米糠（或麩皮、玉米粉等替代物）拌勻稀釋后再均勻撒入物料堆，使用效果會更佳。
2、建堆：備料后邊撒菌邊建堆，堆高與體積不能太矮太小，要求：堆高1.5-2米，寬2米，長度2-4米
2、拌勻通氣。金寶貝肥料發(fā)酵劑是需要好（耗）氧發(fā)酵，故應(yīng)加大供氧措施，做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會導(dǎo)致厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生臭味，影響效果。
4、水分。發(fā)酵物料的水分應(yīng)控制在60～65%。水分判斷：手緊抓一把物料，指縫見水印但不滴水，落地即散為宜。水少發(fā)酵慢，水多通氣差，還會導(dǎo)致“腐敗菌”工作而產(chǎn)生臭味。
5、溫度。啟動溫度應(yīng)在15℃以上較好（四季可作業(yè)，不受季節(jié)影響，冬天盡量在室內(nèi)或大棚內(nèi)發(fā)酵），發(fā)酵升溫控制在70-75℃以下為宜。
6、完成。第2-3天溫度達65℃以上時應(yīng)翻倒，一般一周內(nèi)可發(fā)酵完成，物料呈黑褐色，溫度開始降至常溫，表明發(fā)酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時，應(yīng)延長發(fā)酵時間，待充分腐熟。
發(fā)酵好的有機肥，肥效好，使用安全方便，抗病促長，還可培肥地力等。
污泥脫水與干化
污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要的環(huán)節(jié)，其目的是使固體富集，減少污泥體積，為污泥的最終處置創(chuàng)造條件。為使污泥液相和固相分離，必須克服它們之間的結(jié)合力，所以污泥脫水所遇到的主要問題是能量問題。針對結(jié)合力的不同形式，有目的采用不同的外界措施可以取得不同的脫水效果。污泥脫水與干化包括自然脫水、機械脫水和熱處理干化。
污泥經(jīng)濃縮、消化后，尚有95%~97%含水率，且易腐敗發(fā)臭，需對污泥作干化與脫水處理。常用脫水方法有自然干燥和機械脫水兩種。利用蘆葦?shù)日由参镆部梢赃M行較好的脫水。
污泥干燥
為了進一步降低脫水后污泥的含水率（75%），采用干燥工藝。經(jīng)干燥后含水率可降至約20%左右。干燥工藝除了最簡單的日曬外，常用的是熱干燥技術(shù)。污泥熱干燥開始于本世紀初的英國，此方法可以完全殺滅病原菌，使污泥處于穩(wěn)定化狀態(tài)。但干燥過程產(chǎn)生的大量的廢氣凈化費用問題、運行費用，都是使用干燥工藝要考慮的問題。
污泥熔融
為了減少污泥體積和利用其中的重金屬黏結(jié)作用，日本曾開展污泥熔融技術(shù)研究，但還不十分深入。污泥熔融處理也是污泥熱化學(xué)處理方法的一種。污泥熔融技術(shù)是把污泥加熱至1300~1500℃,使污泥中有機物燃燒，其殘留物質(zhì)可用來制作玻璃、鋼鐵、建筑材料等。
兩相消化
新型的污水污泥處理工藝如高溫酸化-中溫甲烷化兩相厭氧消化等不斷出現(xiàn)，并逐步被應(yīng)用。邊興玉等采用污水污泥兩相厭氧消化工藝，將產(chǎn)酸相和產(chǎn)甲烷相分別置于各自的反應(yīng)器中，形成各自的相對優(yōu)勢微生物種群，提高了整個消化過程的處理效果和穩(wěn)定性。VSS（揮發(fā)性懸浮顆粒物）去除率比中溫傳統(tǒng)工藝提高50%以上，比高溫傳統(tǒng)工藝提高35%左右。高溫酸化0.5d后，中溫甲烷化8·5d，可達到中溫傳統(tǒng)法20d的處理效果，節(jié)省了時間。另外，滅菌效果優(yōu)于中溫傳統(tǒng)法，產(chǎn)甲烷反應(yīng)器保持較高的緩沖能力，對揮發(fā)性酸積累的抵御和耐沖擊負荷的能力強。
污泥制油
污泥制油是把含水率為65%的干泥在隔絕空氣下，加熱升溫450℃，在催化劑作用下把污泥中有機物轉(zhuǎn)化為碳氫化合物，最大轉(zhuǎn)化率取決于污泥組成和催化劑的種類，正常200~300L（油）/t（干泥）的產(chǎn)率，其性質(zhì)與柴油相似。加拿大正在進行中試試驗，澳大利亞Perth也正在建造利用熱化學(xué)方法將污泥制油的工廠。
污泥處理技術(shù)
濕式氧化法是在高溫（125℃~320℃）和高壓（0.5~20MPa）條件下，以空氣中的氧作為氧化劑，在液相中將有機物分解為二氧化碳、水等無機物或小分子有機物的化學(xué)過程。由于剩余污泥在物質(zhì)結(jié)構(gòu)上與高濃度有機廢水十分相似，因此這種方法也可用于處理剩余污泥。剩余污泥的濕式氧化法處理是濕式氧化法最成功的應(yīng)用領(lǐng)域，有50%以上的濕式氧化裝置應(yīng)用于剩余污泥的處理。
臭氧減量化
這一工藝是由日本的H·Yasui等學(xué)者提出的。此工藝中，剩余污泥的消化與污水處理在同一個曝氣池中同時進行。工藝分成兩個過程，一個是臭氧氧化過程，另一個是生物降解過程。
從二沉池中沉下來的污泥，一部分直接回流到曝氣池中，另一部分則是先進行臭氧處理然后再回流到曝氣池。污泥經(jīng)過臭氧處理后，能夠提高其生物降解性，在曝氣池中與污水同時進行生物處理。而且在經(jīng)臭氧處理后，將有一部分污泥（1/3）被無機化。因此,只要操作適當(dāng)，可以使污水處理過程中凈增污泥量與無機化污泥量相等，從而可以達到無剩余污泥的目的。
超聲波處理
超聲波通常是指頻率為的20kHz~10MHz的聲波。當(dāng)其聲強增加到一定的數(shù)量時，會對其傳播中的媒質(zhì)產(chǎn)生影響，使媒質(zhì)的狀態(tài)、組成、功能和結(jié)構(gòu)等發(fā)生變化，通稱為超聲效應(yīng)。超聲波與媒質(zhì)作用的機制可分為熱機制、機械機制和空化機制，超聲波主要通過空化機制實現(xiàn)對剩余污泥的處理。
高速生物反應(yīng)器
高速生物反應(yīng)器技術(shù)是在利用土壤處理污泥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。利用土壤中的微生物處理污泥，由于系統(tǒng)是開放的，因而會受到氣溫和土壤濕度的影響，使土壤利用的時間和區(qū)域受到一定的限制。
美國SWEC公司在80年代開始研制開發(fā)高速生物反應(yīng)器，該技術(shù)將污泥的脫水、消化和干化相結(jié)合，將土壤處理的整個過程放置在室內(nèi)一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)中進行。Texaco經(jīng)過近20年的研究開發(fā)，使高速生物反應(yīng)器技術(shù)成熟并得以推廣。整個操作系統(tǒng)的核心部分是生物反應(yīng)器，它由二個區(qū)域組成：上半部分是污泥與土壤相混合的區(qū)域，使污泥負荷達到均一化，污泥的有機部分在這一區(qū)域中被生物降解；下半部分是氣、液分離區(qū)，使液體不滯留于土壤中，以增加氧的傳遞率。高負荷率的污泥通過該系統(tǒng)的處理，污泥中的有機組分將降解70%~80%，懸浮固體濃度去除率達到45%~60%。從沉淀池排出濃度為5000~30000mg/L的污泥都可以直接進入該系統(tǒng)中，而不需要任何的預(yù)處理。相比于其它生物處理技術(shù)，該系統(tǒng)所需能量較少，可以連續(xù)運行，并能保持最佳溫度以利于微生物的降解，特別適合于受自然條件限制或土壤濕度大的污泥處理過程中。
污泥處理處置的定義及存在的問題和解決方案
一、污泥處理處置的定義
污泥處理(sludge handling or sludge treatment)：污泥經(jīng)單元工藝組合處理, 達到“減量化、穩(wěn)定化、無害化”目的的全過程。
我國目前主要的污泥處理方式包括濃縮、調(diào)理、脫水、穩(wěn)定、干化等。
污泥處置(sludge disposal)：處理后的污泥,棄置于自然環(huán)境中(地面、地下、水中)或再利用, 能夠達到長期穩(wěn)定并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式。我國目前主要的污泥處置方法有衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒后建材利用等。
二、污泥處理處置存在的問題
1、污泥處理率極低
早期污水廠甚至忽略污泥處理單元，只進行污水處理，污泥卻被隨意傾倒在湖泊，溝壑、良田中。還有一些污水廠為節(jié)省費用，空置污泥處理設(shè)施，將污泥隨意排放。我國污水處理廠所產(chǎn)生的污泥有80%以上沒有得到妥善處理。
2、重水輕泥、污泥處理發(fā)展滯后
近幾年環(huán)保領(lǐng)域的水處理發(fā)展迅速，但是污泥處理卻比起十幾年前依舊沒有太大的進步。被無害化處理的污泥比例低，多數(shù)污泥排入環(huán)境還是有害的，甚至違法偷排事件屢見不鮮。這是由于“重水輕泥”的不成熟處理思路造成的。
3、技術(shù)路線生搬硬套
污泥處理技術(shù)主要有污泥濃縮脫水、好氧消化、厭氧消化、干化、堆肥和焚燒等。污泥處置技術(shù)主要有填埋(包括地面、地下和水中)和土地利用。
有些人錯誤地認為污泥干化焚燒是當(dāng)前最先進的污泥處理技術(shù)，代表污泥處理技術(shù)的發(fā)展方向，因而不加分析地加以推廣。個別企業(yè)以盈利為目的，一味的夸大其先進性，對很多不了解的人造成了誤導(dǎo)。
4、監(jiān)管有難度
由于長期以來對污泥處理的忽視以及污泥排放的間歇性，導(dǎo)致政府有關(guān)部門對污泥的監(jiān)管困難。
5、付費機制不完善
在污水處理費用中征收污泥處理費用是大勢所趨，但從當(dāng)前情況來看，處置費用的征需存在較大阻力。我國現(xiàn)行收取的污水處理費用較低，尚無法保證污水廠的正常運行，而推行在污水處理費中加入污泥處理、處置費，又將在一定程度上加重被征收者的經(jīng)濟負擔(dān)。因此，在未來較長一段時間內(nèi)，補貼將是污泥處理處置資金的主要來源。
目前國內(nèi)已經(jīng)有部分城市對污泥處理處置給予補貼，由于處理方案不同等因素造成標(biāo)準不一，污泥處理產(chǎn)業(yè)很難自己盈利，運轉(zhuǎn)嚴重依靠政府補貼。同時，補貼覆蓋范圍明顯不足。
“水十條”或許會將為污泥處理處置補貼政策的明確帶來契機。《水污染防治行動計劃》預(yù)計總投資可能超過2萬億。除了為水處理改造、運營帶來巨大市場以外，“水十條”或?qū)⒃谖勰嗵幚硖幹梅矫娼o予更多的傾斜。
技術(shù)層面上，極有可能改變過去以填埋為主的處置路線;
經(jīng)濟層面上，或?qū)⒁筢槍ξ勰嗵幚硖幹玫难a貼在全國范圍推廣，同時明確補貼標(biāo)準。
雖然有眾多條文規(guī)定污水處理費應(yīng)包含污泥處理成本，但目前將污泥處理費納入污水費用的地方僅為北京市、江蘇省太湖地區(qū)、常州市、廣州市，且占比較低。
6、“資源化”不是最終目的，保護生態(tài)環(huán)境才是最終目的
誤認為污泥就是資源, 強調(diào)污泥處理處置的資源化和經(jīng)濟效益, 并以資源化為首要目的。個別企業(yè)利用這一誤區(qū)強調(diào)個別單元工藝可以實現(xiàn)能量回收和物質(zhì)回用, 割裂其他處理處置過程需要投入的能量和費用, 誤導(dǎo)了技術(shù)的選取和對污泥資源化的認識。
污泥處理處置應(yīng)該以“減量化、穩(wěn)定化、無害化”為目的, “資源化”并不是最終的目的，應(yīng)盡可能利用污泥處理處置過程中的能量和物質(zhì)，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益和節(jié)約能源的效果，實現(xiàn)其資源價值。
三、如何解決污泥難題
1、明確責(zé)任主體，健全管理體制
污水處理廠是政府的實施機構(gòu)，不能獨立承擔(dān)責(zé)任。政府應(yīng)加大對于污泥處置的資金投入，給予財政補貼和稅收優(yōu)惠。實施將污泥處理費納入污水處理費。
2、企業(yè)和政府應(yīng)該把污泥處置當(dāng)做是責(zé)任
如果污泥處理處置不當(dāng)，污水處理企業(yè)將承擔(dān)首要責(zé)任，當(dāng)然其前提是污水收費必須包含污泥處理所需的費用。
3、技術(shù)路線的選擇需要因地制宜
不同地區(qū)的污水處理廠處理污水產(chǎn)生的污泥物理、化學(xué)和生物特征具有明顯區(qū)別，因此建議在選擇工藝路線時應(yīng)綜合考慮污泥泥質(zhì)特征、地理位置、環(huán)境條件和經(jīng)濟社會發(fā)展水平等因素，因地制宜地確定污泥處理處置方式。
四、未來的主流技術(shù)
借鑒國際經(jīng)驗，未來污泥處理處置的技術(shù)發(fā)展主要有四條路徑：
1、沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術(shù)路線
厭氧消化具有以下優(yōu)點：
1)提高后續(xù)處理的效率并減少后續(xù)處理能耗。通常認為厭氧反應(yīng)可以實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。通過厭氧反應(yīng)，污泥中有機物去除40%-60%，有害病菌減少。此外，厭氧消化提高污泥脫水穩(wěn)定性，讓焚燒等后續(xù)處理減少35%以上的能耗。
2)厭氧消化成本較低。根據(jù)《中國環(huán)境報》統(tǒng)計，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日)，由于不用鼓風(fēng)曝氣等，節(jié)約了成本，單純厭氧消化運行費用約為60-120元/噸(含水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發(fā)酵運行費用為120-160 元/噸。
歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理，產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)化為電能可滿足污水廠所需電力的33%～100%。
污泥處理的權(quán)利要求書
權(quán)利要求書
1.一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：包括設(shè)置在可移動平臺上的調(diào)理裝置、壓濾機和好氧發(fā)酵裝置，其中調(diào)理裝置包括調(diào)理池、調(diào)理劑罐和連接調(diào)理劑罐和調(diào)理池的調(diào)理劑投加泵，好氧發(fā)酵裝置包括順次連接的混料機構(gòu)和好氧發(fā)酵倉，調(diào)理池、壓濾機、混料機構(gòu)順次連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：還包括與所述調(diào)理裝置連接的污泥預(yù)濃縮裝置，該污泥預(yù)濃縮裝置包括出口與所述調(diào)理池入口連接的污泥濃縮機、預(yù)濃縮藥劑儲罐和連接污泥濃縮機和預(yù)濃縮藥劑儲罐出口的藥劑投加泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：在所述壓濾機上設(shè)有空氣裝置，該空氣裝置與所述壓濾機連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：該空氣裝置與所述好氧發(fā)酵倉連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：還包括分別與所述污泥濃縮機和壓濾機連接的清洗裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：所述壓濾機出口和所述混料機構(gòu)入口之間設(shè)有泥餅破碎及輸送裝置。
7.一種基于權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的污泥處理處置方法，其特征在于：包括以下步驟：
1)將污泥移送至調(diào)理池中，啟動調(diào)理劑投加泵將調(diào)理劑罐中的調(diào)理劑加入調(diào)理池中對污泥進行調(diào)理;
2)將調(diào)理后的污泥移送至壓濾機中，使調(diào)理后的污泥在壓濾機的過濾介質(zhì)上進行過濾，再使過濾后的污泥在壓濾機內(nèi)壓榨以實現(xiàn)污泥脫水;
3)將脫水后的污泥移送至混料機構(gòu)中，再將輔劑同步加入混料機構(gòu)內(nèi)并使該輔劑與脫水后的污泥混合均勻;
4)將混合均勻的輔劑和污泥移送至好氧發(fā)酵倉內(nèi)依次經(jīng)一次發(fā)酵、后發(fā)酵和腐熟段后得到堆肥產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污泥處理處置方法，其特征在于：在所述步驟1)前還包括步驟5)將污泥移送至污泥濃縮機內(nèi)，啟動藥劑投加泵將預(yù)濃縮藥劑儲罐內(nèi)的預(yù)濃縮藥劑加入到濃縮機內(nèi)對污泥進行預(yù)濃縮。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污泥處理處置方法，其特征在于：在所述步驟4)后還包括步驟6)：將一部分堆肥產(chǎn)品排出好氧發(fā)酵倉外直接用于土地應(yīng)用，將另一部分堆肥產(chǎn)品作為返混料運送回好氧發(fā)酵倉內(nèi)與新加入的混合均勻的輔劑和污泥混合繼續(xù)發(fā)酵。
說明書
一種污泥處理處置系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明主要涉及污泥處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種移動式的污泥處理處置一體化系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)
污泥是污水處理過程中伴生的產(chǎn)物，具有含水率高(99.2%-99.8%)、體積大、性質(zhì)不穩(wěn)定、極易腐化并產(chǎn)生臭氣的特點，需要進行處理處置后方能排放，目前，全國每年產(chǎn)生污泥約4000萬噸(含水率80%)，其中大多數(shù)污泥沒有得到無害化及穩(wěn)定化的處理處置。
常見的污泥處理工藝有厭氧消化、調(diào)理壓榨、石灰穩(wěn)定、好氧發(fā)酵、熱干化。厭氧消化屬于國外引進的處理技術(shù)，我國污泥中含沙量較大不適宜厭氧消化，加上工藝自身運行條件苛刻、管理復(fù)雜，使得我國大多數(shù)已建的厭氧消化項目處于停運狀態(tài)，厭氧消化的應(yīng)用受限。石灰穩(wěn)定具有工藝運行簡單、投資及運行成本低的優(yōu)勢，但投加生石灰量大，嚴重浪費資源，且處理后的污泥資源化利用途徑受阻，將其作為一種臨時應(yīng)急的工藝尚可，不能作為污水廠污泥長期處理的首選工藝。熱干化工藝的投資及運行成本高，部分設(shè)備依賴進口，且存在著臭氣污染的問題，可能會對周邊環(huán)境產(chǎn)生不良影響。好氧發(fā)酵是一種高效的污泥處理工藝，發(fā)酵產(chǎn)品直接土地利用是國家優(yōu)先支持的污泥處置技術(shù)路線，但如果采用含水率80%的污泥直接進行好氧發(fā)酵所需的建設(shè)及運營成本高，占地面積非常大，而經(jīng)過調(diào)理壓榨深度脫水后的污泥含水率低于50%，體積僅為含水率80%的污泥的40%，再進行好氧發(fā)酵所需的投資成本和運行成本均大為降低。污泥調(diào)理壓榨深度脫水工藝通過向污泥中投加專性調(diào)理劑，改善污泥脫水性能，同時能夠殺滅部分病原菌，固化重金屬，具有投資及與運行費用低、操作簡單、工藝適用性強等優(yōu)點，在國內(nèi)也得到了廣泛的應(yīng)用，處理后污泥含水率降至50%以下，可與各種污泥處置方式銜接，例如好氧發(fā)酵后土地利用、焚燒及填埋等。
針對一定區(qū)域范圍內(nèi)的污泥，傳統(tǒng)的污泥處理工程建設(shè)可分為集中式和分散式兩種，均呈現(xiàn)建設(shè)周期長、項目投資大、管理工作繁雜的特點，故在大中型污水處理廠應(yīng)用較多，而在中小型污水處理廠應(yīng)用較少，特別是數(shù)量多、分布散、污泥量小的城鎮(zhèn)污水處理廠(污水處理規(guī)模低于2萬m3/d)。這些中小型污水處理廠的資金有限、技術(shù)和管理水平不足，各自分別建設(shè)污泥處理處置工程的難度較大。為解決上述困境，提供一種無土建或少土建的污泥處理處置一體化方式，推動中小型污水處理廠的污泥處理處置發(fā)展，急需開發(fā)一套投資及運行費用低、移動靈活的污泥處理處置一體化產(chǎn)品。
目前國內(nèi)有一部分廠商開展了車載式污泥集成處理系統(tǒng)的研發(fā)，但是開發(fā)出的產(chǎn)品多集中在污泥處理的某一個環(huán)節(jié)，沒有考慮后續(xù)的處置問題，對污泥處理與處置問題的系統(tǒng)性考慮不足。以此思路開發(fā)出的產(chǎn)品只針對污泥處理一個環(huán)節(jié)，且系統(tǒng)的自動化程度不夠，操作便捷性較差，導(dǎo)致系統(tǒng)處理的效率較低，人力成本高、操作繁雜，與后續(xù)處置脫節(jié)，急需改善。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種污泥處理處置系統(tǒng)，污泥經(jīng)該系統(tǒng)處理后可直接排放，系統(tǒng)的處理效率高，且運行成本低。
本發(fā)明提供一種污泥處理處置方法，應(yīng)用該方法對污泥進行處理后可直接排放和土地利用，處理效率較高。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
一種污泥處理處置系統(tǒng)，包括設(shè)置在可移動平臺上的調(diào)理裝置、壓濾機和好氧發(fā)酵裝置，其中調(diào)理裝置包括調(diào)理池、調(diào)理劑罐和連接調(diào)理劑罐和調(diào)理池的調(diào)理劑投加泵，好氧發(fā)酵裝置包括順次連接的混料機構(gòu)和好氧發(fā)酵倉，調(diào)理池、壓濾機、混料機構(gòu)順次連接。
該系統(tǒng)包括依次連接的調(diào)理裝置、壓濾機和好氧發(fā)酵裝置，該調(diào)理裝置包括調(diào)理劑罐、調(diào)理劑投加泵和調(diào)理池，將待處理的污泥移送至調(diào)理池內(nèi)，啟動調(diào)理劑投加泵將調(diào)理劑罐內(nèi)的調(diào)理劑加入調(diào)理池內(nèi)對調(diào)理池內(nèi)的污泥進行調(diào)理，即可提高其過濾性能;再將調(diào)理后的污泥移送至壓濾機中，污泥通過壓濾機內(nèi)的過濾介質(zhì)實現(xiàn)固液分離，過濾結(jié)束后的污泥在壓濾機中被二次壓榨，以實現(xiàn)進一步擠壓污泥中的水分，使污泥的含水率降低至50%以下;而該好氧發(fā)酵裝置包括好氧發(fā)酵倉和混料機構(gòu)，將上述脫水后的污泥移送至混料機構(gòu)中，再將輔劑同步加入混料機構(gòu)內(nèi)，使該輔劑與脫水后的污泥混合均勻后移送至好氧發(fā)酵倉內(nèi)，輔劑與污泥在好氧發(fā)酵倉內(nèi)依次經(jīng)一次發(fā)酵、后發(fā)酵和腐熟段后得到堆肥產(chǎn)品，該堆肥產(chǎn)品可直接進行土地利用，應(yīng)用時，也可將一部分堆肥產(chǎn)品作為返混料運送回好氧發(fā)酵倉內(nèi)與新加入的輔劑和污泥混合繼續(xù)發(fā)酵，以提高發(fā)酵效率。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，污泥經(jīng)該系統(tǒng)處理后可直接排放，高效快捷;經(jīng)過調(diào)理壓榨深度脫水后的污泥含水率低于50%，體積僅為含水率80%的污泥的40%，再將該污泥進行好氧發(fā)酵所需的投資成本和運行成本均大為降低，且對污泥進行調(diào)理可同時殺滅部分病原菌，固化重金屬，具有投資及與運行費用低、操作簡單、工藝適用性強等優(yōu)點。系統(tǒng)可移動，可滿足單獨污水廠定點或者多個污水廠聯(lián)合處理處置的需求。
還包括與所述調(diào)理裝置連接的污泥預(yù)濃縮裝置，該污泥預(yù)濃縮裝置包括出口與所述調(diào)理池入口連接的污泥濃縮機、預(yù)濃縮藥劑儲罐和連接污泥濃縮機和預(yù)濃縮藥劑儲罐出口的藥劑投加泵。當(dāng)污水處理廠污水處理工藝不設(shè)置有濃縮段時，在調(diào)理裝置前設(shè)置污泥預(yù)濃縮裝置可通過對污泥進行預(yù)濃縮處理，使得污泥的含水率降低，提高污泥處理效率。
在壓濾機上設(shè)有空氣裝置，該空氣裝置分別與壓濾機、好氧發(fā)酵倉連接。一方面能夠完成經(jīng)壓濾機腔室內(nèi)污泥的吹芯，使泥餅表面更干燥，易與過濾介質(zhì)分離，也能使卸餅時的操作環(huán)境更清潔;再者，空氣裝置可為好氧發(fā)酵倉提供污泥發(fā)酵過程中微生物發(fā)酵所需的氧氣。
還包括分別與所述污泥濃縮機和壓濾機連接的清洗裝置。該清洗裝置可對污泥濃縮機及壓濾機內(nèi)部進行清洗，清洗后的污水通過前述污水處理系統(tǒng)處理后達標(biāo)排放。
所述壓濾機出口和所述混料機構(gòu)入口之間設(shè)有泥餅破碎及輸送裝置。在壓濾機的底部設(shè)置有泥餅破碎及輸送裝置，完成壓濾機生產(chǎn)出的低含水率(低于50%)的污泥的破碎及輸送，將破碎后的污泥輸送至混料機構(gòu)中，結(jié)構(gòu)簡單，提高系統(tǒng)的污泥處理效率。
一種基于前述系統(tǒng)的污泥處理處置方法，包括以下步驟：
1)將污泥移送至調(diào)理池中，啟動調(diào)理劑投加泵將調(diào)理劑罐中的調(diào)理劑加入調(diào)理池中對污泥進行調(diào)理;
2)將調(diào)理后的污泥移送至壓濾機中，使調(diào)理后的污泥在壓濾機的過濾介質(zhì)上進行過濾，再使過濾后的污泥在壓濾機內(nèi)壓榨以實現(xiàn)污泥脫水;
3)將脫水后的污泥移送至混料機構(gòu)中，再將輔劑同步加入混料機構(gòu)內(nèi)并使該輔劑與脫水后的污泥混合均勻;
4)將混合均勻的輔劑和污泥移送至好氧發(fā)酵倉內(nèi)依次經(jīng)一次發(fā)酵、后發(fā)酵和腐熟段后得到堆肥產(chǎn)品。
在步驟1)前還包括步驟5)將污泥移送至污泥濃縮機內(nèi)，啟動藥劑投加泵將預(yù)濃縮藥劑儲罐內(nèi)的預(yù)濃縮藥劑加入到濃縮機內(nèi)對污泥進行預(yù)濃縮。
利用該方法處理后的污泥可直接排放或直接土地利用，經(jīng)過調(diào)理壓榨深度脫水后的污泥含水率低于50%，體積僅為含水率80%的污泥的40%，再該污泥進行好氧發(fā)酵所需的投資成本和運行成本均大為降低，且處理效率得到大大提高，再者，對污泥進行調(diào)理可同時殺滅部分病原菌，固化重金屬，具有投資及與運行費用低、操作簡單、工藝適用性強等優(yōu)點。
在步驟4)后還包括步驟5)：將一部分堆肥產(chǎn)品排出好氧發(fā)酵倉外直接用于土地應(yīng)用，將另一部分堆肥產(chǎn)品作為返混料運送回好氧發(fā)酵倉內(nèi)與新加入的混合均勻的輔劑和污泥混合繼續(xù)發(fā)酵?？杉涌彀l(fā)酵速率，提高效率。
本發(fā)明所帶來的有益效果為：
1、同步實現(xiàn)污泥的處理和處置，可達到與工程相同的效果，處理后的污泥可直接排放或直接土地利用，處理效率高，;
2、系統(tǒng)可移動，可滿足單獨污水廠定點或者多個污水廠聯(lián)合處理處置的需求。
3、投資成本和運行成本省，系統(tǒng)無需或只需較少的土建施工，省去了大部分的土建費用，同步也減少了對應(yīng)的工程管理工作。系統(tǒng)基本實現(xiàn)無人值守，運行便捷。
我國污泥處理處置技術(shù)現(xiàn)狀
填埋處置
將需填埋的污泥，采用高干度離心脫水后，將其含水率降至約65%左右，此時，可按約為5kg/tDS的比例投加絮凝劑的用量;需填埋處置的污泥通過離心脫水后，將其含水率降至80%左右，此時，可按約為2.5kg/tDS的比例投加絮凝劑的用量。
污泥焚燒處置
通常，采用污泥焚燒處理工藝時，需處理的污泥必須經(jīng)離心脫水后，含水率降為80%左右，按照2.5kg/tDS的比例投加絮凝劑量用量，污泥經(jīng)焚燒后，殘余灰分量約為污泥干重的1/3;焚燒煙氣處理需消耗約37kg/tDS的NaOH量(NaOH價格約為3450元/t)。在此過程中，污泥運輸費用按照0.75元/(t·km)，運輸距離為40km進行計算，運輸費用為30元/t。污泥所需填埋費用，參照城市生活垃圾填埋運行費用約15元/t計算。各處理流程的耗電量約為：濃縮25kW·h/tDS，脫水75kW·h/tDS，消化150kW·h/tDS，焚燒200kW·h/tDS，電費約為0.7元/(kW·h)。
根據(jù)上述計算結(jié)果，污泥干固體處理總成本約為800元/t，以1×104t的污水產(chǎn)生2.0t的污泥計算，1t污水的污泥處理成本，大約為0.16元/t。按照國內(nèi)大型污水處理廠污水處理部分成本0.3～0.45元/t計算，約占處理成本的35%～50%。將該數(shù)據(jù)與發(fā)達國家相比，測算結(jié)果相差不大。
污泥脫水
目前國內(nèi)城市污水處理廠常用的污泥脫水方式為機械脫水，常用的機械脫水設(shè)備有真空過濾機、離心脫水機、板框壓濾機及帶式壓榨過濾機。使用最廣泛的帶式脫水機和離心脫水機，處理后的污泥含水率一般只能達到78%左右。污泥經(jīng)過化學(xué)藥劑調(diào)理后再通過板框壓濾機處理，泥餅的含水率下限可達到60%以下。
厭氧消化
污泥厭氧消化是一個多級過程階段，利用兼性菌和厭氧菌進行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中有機質(zhì)，并產(chǎn)生可以再次利用的甲烷氣體，實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、無害化和資源化。污泥厭氧消化是目前國際上常用的污泥生物處理方法，同時也是一種應(yīng)用于大型污水處理廠中較為經(jīng)濟的污泥處理方法。厭氧消化工藝分為直接厭氧消化和預(yù)處理+厭氧消化兩類。直接厭氧消化工藝即傳統(tǒng)的厭氧消化，不經(jīng)過任何前期處理而直接進行厭氧消化反應(yīng)的一種處理模式。通常用于有機質(zhì)含量較高的污泥或摻有高濃度有機質(zhì)廢物的混合污泥。
我國污泥處理處置技術(shù)發(fā)展
加大對污泥處理處置的資金投入
政府和相關(guān)部門要認識到污泥處理處置對污水處理廠日常工作的重要作用，從根本上加強對污泥處理處置工作的重視和資金的投入力度。政府也應(yīng)該采用多種融資渠道，確保有充足的資金對污泥處理處置工作進行支持。政府要根據(jù)當(dāng)?shù)匕l(fā)展的實際情況，制定相應(yīng)的優(yōu)惠政策，吸引更多的企業(yè)對污泥處理進行投資，采用投資、托管、租賃、承包等多種形式完善污泥處理處置基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促進污泥處理處置工作的順利進行。
完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和污泥處理處置技術(shù)
目前，我國污泥處理處置工作的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)仍然不健全，相關(guān)部門應(yīng)該根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠的相關(guān)情況完善城鎮(zhèn)污泥處理處置的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。
對污泥處理處置設(shè)施進行淘汰、整改、配套和完善等，確保污泥處理處置的合理性和科學(xué)性。同時，相關(guān)部門也要不斷完善污泥處理處置技術(shù)，對污泥深度脫水、余熱干化、厭氧消化等技術(shù)進行合理的選擇和應(yīng)用，在對污泥進行減量化和穩(wěn)定化處理的過程中也要加強對污泥的無害化和資源化處置。針對污泥廠的不同情況采用不同的技術(shù)和工藝對污泥進行科學(xué)有效的處理和處置。
進一步明確防爆區(qū)域的安全范圍
確定污泥消化處理系統(tǒng)中的防爆區(qū)域十分重要，因為該區(qū)域的確定會對總體的平面布置、工藝設(shè)備等各方面的設(shè)計、施工造成較大的影響，要進行科學(xué)、全面的布局和設(shè)計，提高整體系統(tǒng)建設(shè)以及運行過程中的安全性，要對污泥消化處理系統(tǒng)的防爆區(qū)域進行界定，畫出科學(xué)合理的安全范圍。在沼氣系統(tǒng)的防爆區(qū)域內(nèi)，相關(guān)建筑、設(shè)施的設(shè)計必須符合甲級防爆要求。另外在防爆區(qū)域內(nèi)，相關(guān)建筑、設(shè)施的設(shè)計要按照國家相關(guān)安全管理部門制定的相關(guān)文件進行實施。比如，在防爆區(qū)域內(nèi)防爆電氣設(shè)備符合GB3836.1～4—2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》、GB3836.9—2006《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第9部分：澆封型“m”》等一系列的文件的要求，確保設(shè)備的安全運行。
加強對污泥處理處置工作的監(jiān)管
政府和環(huán)保部門都應(yīng)該加強對污泥處理處置工作的監(jiān)管力度，對污泥的處理和運輸過程進行有效監(jiān)管，促進污泥的合理科學(xué)處理，減少污泥處理過程中的環(huán)境污染和大氣污染。依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)對非法傾倒或者違法處置污泥的行為進行嚴厲的打擊和懲治。污水處理廠在日常的污泥處理過程中也要落實相關(guān)的環(huán)境管理規(guī)章制度，設(shè)置專門的監(jiān)督人員對污泥處理過程進行日常的監(jiān)督和監(jiān)管，并對污泥處理情況進行明確的記錄和備份，定期向環(huán)保部門和有關(guān)部門報備，對日常污泥處理處置信息進行公開化和透明化管理。
傳統(tǒng)活性污泥法
活性污泥法是有一百年歷史的污水處理方法，其缺點表現(xiàn)為：以傳統(tǒng)概念“消除污染物”為主導(dǎo);基本原理無重大突破;效率低、能耗高(每人年降解COD和N需電耗約2O一25kWh);溫室氣體排放(CO2、N20等);污染物C、N、P等)資源化利用水平低。污泥問題未能解決，滯后于現(xiàn)有科技發(fā)展水平?；钚晕勰喾ǜ吣芎膯栴}無論在中國還是全球，都沒有得到解決，污泥也沒有達到其應(yīng)有的資源化水平。在2014年活性污泥一百周年時，全世界科學(xué)家都一致認為：資源化是污水處理未來發(fā)展的方向，污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環(huán)節(jié)。
污泥處理處置資源化背景
過去很多東西，我們認為是污染物，隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，對資源和能源的期望也增加了。
在此背景下，現(xiàn)在污泥中的污染物，將來會實現(xiàn)最大程度的“資源化”。從處理處置為目標(biāo)轉(zhuǎn)變觀念為以資源化利用為導(dǎo)向，實現(xiàn)科技創(chuàng)新服務(wù)可續(xù)發(fā)展。
歐盟的污泥管理原則
歐盟的廢棄物框架指令(2008/98/EC)提出“五層倒金字塔”原則，指導(dǎo)成員國按照五層優(yōu)先順序制定各自的政策法規(guī)。國家發(fā)展階段，以處理處置為主，然后是資源利用，最后是源頭控制的方式，調(diào)整為源頭控制、減量為主，資源化利用處理，循環(huán)利用，其他途徑再利用，最后才是處理處置的“五層倒金字塔”原則。“五層倒金字塔”原則的提出也充分反映了全球?qū)ξ廴疚镔Y源化利用的需求和期待。
污泥資源化能源化研究的熱點
未來技術(shù)都要遵循五個方面的原則：第一，以資源循環(huán)為主導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展趨勢;第二，污泥生物質(zhì)能源的最大化回收;第三，污泥營養(yǎng)物質(zhì)(磷和氮)的回收;第四是溫室氣體排放的控制;第五，健康安全保障。
