污泥處理處置金鑰匙---低成本的污泥熱干化
污泥處理處置金鑰匙---低成本的污泥干化技術
-----上海仁創環境科技有限公司
作者：石文政
一、 全流程的污泥處理技術
污水處理已經有了上百年的歷史，因此，污水處理技術相對比較成熟，許多的處理工藝也比較規范。
污泥的處理相對來說比較滯后，特別是中國屬于發展中國家，底子薄。在以前的污水處理廠規劃設計中，國家沒有要求對污水廠處理過程中排出的污泥進行規范處理，因此，幾乎所有的污水處理廠對污泥只是進行了簡單的脫水處理，將污泥含水率降到 80%左右即可。污泥的最終處置各顯神通，有的填埋，有的焚燒，有的做肥料，甚至亂倒亂放，各種次生的二次污染問題很多。據統計，全國每日所產污泥大概有 6000-10000 萬 t/d（折合含水率 80%計）。鑒于此，國家要求對污泥進行規范的處理處置。和污水處理技術相比，污泥處理處置技術在目前階段還尚屬于戰國時代，百家爭鳴，百花齊放。
不管什么樣的污泥處理處置技術，都必須滿足“四化”的要求：
1、減量化；2、穩定化；3、無害化；4、資源化。國內的污泥處理處置技術經過近十年的探索、爭論，基本上形成了一條清晰的主流工藝路線：污泥干化——焚燒。在這樣的工藝路線中，由于污泥后續需要進入焚燒環節，如果不把污泥中的水份盡量降低，直接焚燒含水率為
80%左右的污泥，就成了火燒水，運行成本非常高，所以必須使污泥
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含水率降到 20-40%左右再進行焚燒才具有經濟價值。
在處理處置費用和投資這兩大環節中，處理處置費用主要集中在污泥干化環節上，干化 1t 污泥的直接費用在 200-250 元/t；焚燒工段屬于放熱反應，除了消耗少量電之外，總體是有正效益的。在投資環節上，污泥干化段的投資也是占據了設備費用的 60%以上。據統計，目前國內干化+焚燒的全流程污泥焚燒廠投資約為 50-60 萬/ t 污泥，污泥處理處置的全成本費用在 400-750 元/t。無論是投資還是運行費用都是非常高，因此，尋找經濟適用的污泥干化技術是污泥處理、處置技術研究中的一個重點。
二、 污泥干化技術簡介
污水處理廠一般進行污泥的脫水，如采用帶式壓濾機、疊螺機、
離心機工藝設備脫水后，一般可以將污泥的含水率降到 78-83%左右；
如采用普通板框脫水，可以將污泥的含水率降低到 75-80%左右。對
照污泥處理處置的全流程技術，這樣的含水率顯然不符合要求，因此，
污泥干化技術（也叫深度脫水技術）應運而生。
目前污泥干化技術繁多，從原理上可以劃分為如下三類：
1、 高壓板框技術
目前市面上的高壓板框技術種類很多，根據壓榨壓力的大小，可
以將板框壓濾進一步分為：a、普通板框壓濾，壓力一般在 6-8kg/cm2
以下；b、高壓板框，壓力一般在 15kg/cm2 左右；c、超高壓板框，壓
榨壓力一般在 20-30kg/cm2 以上。一般來說，壓榨壓力越高，可以將
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污泥的含水率降得越低。高壓帶機由于原理相同，也歸入本類。
板框壓濾技術易于掌握，投資、運行費用都不算大，因此，在目前運行的項目數量很多。
但是，目前的傳統板框技術有幾個關鍵的缺點：a、無論哪種板框技術都不能將污泥的含水率降到 40%以下，甚至 50%都不敢絕對保證，因此，相對于后面兩種技術，板框壓濾只能叫做半干化技術，將污泥的含水率降到 50-60%左右。后面兩項熱干化技術都可以將污泥的含水率降到 15-40%左右，叫做污泥的全干化技術。這就決定了板框壓濾不是一個終極技術，她要么是一種過渡性技術，要么和其他的干化技術組合，作為組合技術的第一階段；b、目前幾乎所有的高壓板框壓濾都需要投加大量的石灰等調理劑，才能保證將污泥的含水率降到 50-60%左右，這樣的結果是：雖然污泥的含水率降下來了，但是并沒有實現污泥實質意義的減重減容。同時，石灰的投加有時還會影響污泥的最終處置。
仁創環境通過 8 年多的技術研發和公關，成功開發出了變腔室超高壓板框脫水技術和電滲析板框脫水技術，前者可以直接將含水率降到 60%左右，后者可以將含水率降到 50%左右，整個過程的進料壓力
只有 6-8kg/cm2，不需要添加石灰等調理劑。運行成本低，運行穩定可靠。
2、 直接型干化技術
直接型的干化技術最顯著的特點是熱媒和污泥直接接觸，大量的
熱空氣直接吹過污泥的表面，使得污泥中的水份閃蒸汽化轉入空氣中。
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典型的直接型干化技術有：a、帶式干化；b、流化床干化；c、噴霧干化等等。熱媒在加熱的過程中，基本上對如下三種對象進行加熱：a、污泥中的水份；b、污泥本身；c、污泥周邊的空氣。實際上，a
才是有用功，其他兩部分都是無用功。由于干化需要，吹過污泥表面的氣流相當大，這樣就給傳統的直接干化技術帶來了兩個致命缺點：
1）熱效率很低，理論驗算和實測都證明直接型干化技術的熱效率大概在 35%左右；2）尾氣量很大，尾氣處理費用很高。
正是由于這兩個致命的缺點，使得直接型干化技術主要適用于有廢熱可以利用的場合。
隨著科技的進步，屬于直接干化技術類的低溫干化技術，在最近兩年進步很快，她的運行費用比傳統的直接型干化技術顯著降低，尾氣處理量也顯著降低。運行成本在 200 元左右/噸泥(折算為 80%含水率）。
3、 間接型干化技術
間接型干化技術最顯著的特點就是熱媒和污泥不直接接觸，她們
之間通過換熱面進行能量的傳輸。最典型的間接型干化技術有：a、
圓盤式干化機；b、空心漿葉式干化機；c、薄層干化機等等。由于間
接型干化機都是密閉性的，污泥周邊的空氣很少，這樣熱媒傳遞的受
體主要是污泥中的水份。因此，間接型污泥干化技術有兩個優點：1）、
熱效率較高，理論計算和實測數據都在 85%左右，遠高于直接型干化
技術；2）、尾氣經冷凝后剩下的不凝氣體很少，大大降低了尾氣處理
的難度。
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正是由于間接型干化技術這兩個優點，使得間接型污泥干化技術
成為目前污泥干化技術的主流。
下文講述的 MVC 污泥干化技術，是建立在間接型污泥干化技術基
礎上的，與傳統的間接型干化技術相比，它的運行費用顯著降低，成
為人工干化技術類最經濟的污泥干化技術。
三、 上海仁創環境科技有限公司幾種經濟的污泥熱干化技術介紹
自 2010 年以來，上海仁創環境科技有限公司一直致力于研發低
運行成本的污泥干化技術，下面介紹我司的三類專利技術。
1、太陽能干化技術
太陽能干化技術是我司和德國相關企業合作引進到中國的，目前已在中國建設了十幾條污泥干化大棚線。它屬于直接型干化技術類，由于是采用的太陽能作為主要的干化熱源，因此它的最大優點是：1）、能耗低，運行費用少，實測數據表明干化 1 噸污泥的直接費用在 40-50 元/t 之間；2）、效果穩定，管理簡單。
太陽能干化技術主要技術經濟指標如下： a、單條大棚占地
14*140m2；b、單條大棚的污泥處理量平均為 10-15t/d（有輔熱可利用的話，處理量還可以進一步提高）；c、大棚內污泥最大厚度可達
80cm，因此大棚有很強的調節和貯存能力。
太陽能干化技術最實用的場合：a、日照強度大，空氣濕度低的地區；b、用地不緊張的地區；c、對于土地資源緊張的地區，可以采用組合干化技術，先采用其他技術將污泥含水率降到 50-60%，再采
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用太陽能干化技術，投入產出比更好；d、污泥干化后的含水率可以根據需要控制在 20-40%左右，可以適應焚燒、熱解、制磚等最終處
置需求。
2、電滲析板框技術
電滲析板框技術是我司的發明專利，她有著如下的優點：1）、污
泥調理時，不需要投加石灰；2）、工作壓力在 30kg/cm2 左右就可以將
污泥的含水率降低到 50-60%之間；3）、一次性同步開板，同步清洗
濾布，將污泥脫水壓榨周期由普通的 4 個小時降到 2 小時內，大大提
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高工作效率；4）、運行成本低于 100 元/噸，非常經濟。
由于進泥的含水率可以適應 98%左右，此項技術特別適合新建污
泥脫水項目，直接將污泥脫水和半干化結合在一起，經過這樣處理后
污泥的重量和體積都會大大降低，方便了污泥運輸，特別適合各污水
廠進行污泥分散的半干化，再運輸到污泥處理中心進行統一的全干化、
最終處置。
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3、污泥 MVC 熱干化技術
污泥 MVC 干化技術是我司的發明專利，她是在污泥間接干化基礎
上發展過來的。MVC 干化技術與傳統的污泥間接式干化技術流程如下
圖：
循環冷卻水
濕泥83% 
臭氣處理
蒸汽 冷凝廢水去污水處理
冷凝水
干泥25%
傳統的污泥間接式干化技術流程
壓縮機
濕泥83%
不凝氣去 
臭氣處理
冷凝廢水去污水處理
干泥25%
MVC 污泥干化技術流程圖
從上面兩個流程圖中可以看出，MVC 污泥干化技術是將污泥間接
干化排出的廢蒸汽經過我司特制的蒸汽壓縮機壓縮提高其溫度和壓
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力后代替生蒸汽對污泥進行加熱烘干。傳統的圓盤式干化機烘干 1 噸
污泥（含水率由 80%左右降到 35%左右）需要消耗 0.85 噸蒸汽和 30
度電。MVC 干化技術不需要蒸汽，干化 1t 污泥耗電約 140 度。比傳統的間接式干化技術節約 40-50%左右，非常經濟。
MVC 干化技術和傳統的間接型干化技術一樣，對污泥進料的含水率適應廣泛，85-55%均可。出泥含水率 20-40%可以根據需要調節，適應后續的污泥焚燒、熱解、制磚等各種處置需求。
四、 污泥干化后的資源化展望
經過了低成本的污泥干化脫水后，污泥后續資源化處理處置的方
法變多了，道路變寬了，前途也光明了。如果在工業不太發達的地區，
污泥量不大，沒有重金屬污染，那么可以干化到 50-60%含水率直接
堆肥后土地利用。規模大時，建議干化到 20-30%含水率焚燒。如果
污泥中重金屬超標，可以用熱解或融溶技術。
有了低成本的干化技術，后續的資源化技術就水到渠成。
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