1 概述
在污泥机械脱水中，常用设备主要有带式压滤机、离心脱水机、叠螺脱水机、旋转压滤机及板框压滤机。其中，前四种应用最为广泛，这四种脱水机械处理后的泥饼含水率下限一般只能达到78%左右。板框压滤机作为污泥机械脱水设备，在污水厂污泥脱水中的应用虽然较少，但国内外的工程实践表明，若采用石灰、铁盐或铝盐进行调理，泥饼含水率的下限可以达到60%左右。然而板框压滤前的传统调理技术大量采用石灰、铁盐或铝盐，但石灰有结垢问题，氯化铁则对设备产生腐蚀，同时将增加污泥干固体量，降低污泥肥效和热值。
脱水泥饼的含水率高，不但增加了运输的难度，而且给后续的污泥处理处置带来极大的不便：堆肥时满足不了含水率的要求；填埋时达不到垃圾填埋场的准入条件；土地利用时也不能满足园林绿化和农用的准入条件；焚烧时水分蒸发耗费过多的热量，更易造成尾气污染。为此，国家环保部于2010年11月下发了《关于加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》，明确要求“出厂污泥含水率＜50%”。
污泥低温干化就是将污泥机械脱水后污泥含水率将至50%以下。目前国内外已有多家公司研发出污泥低温干化技术，并相续建立了示范型性工程。其中，环能科技股份有限公司联合成都凯亚美机械制造有限公司在成都郫都区某污水处理厂建设的污泥低温干化工程于2017年2月投入试生产，已稳定运行47天，泥饼平均含水率控制在50%以下。
2 污泥低温干化设备作用原理
图1 污泥低温干化设备作用原理
如图1所示，湿泥（含水率约为80%左右，为机械脱水设备出泥）经造粒机造粒后进入带式干燥器中的多空钢带上，并由多空钢带以一定速度往前输送（可根据干泥含水率和处理量的要求，调整多空钢带的速度），同时由除湿热泵提供的热空气经循环风机输入带式干燥器内，对湿泥进行干化。干燥后的干泥有多空钢带排出带式干燥器。湿空气循环进入除湿热泵进行除湿再加热，进入下一个干化循环使用，冷凝水排至污水池。
该设备工艺具有运行安全，干化过程采用无粉尘设计，维护简单；采用多效热泵除湿技术，无废热排放，减量过程综合成本低；干化过程无需添加石灰、三氯化铁等强氧化剂，干泥量无增加，干基热值高等显著特点。
3 污泥低温干化设备在市政污泥脱水中的应用
四川省郫都区某污水处理厂采用以A2/O工艺处理30000m3/d的市政和工业混合废水，工艺中二沉池池底的污泥有机物含量高，容易腐化发臭，污泥颗粒细小，往往呈絮凝体状态，相对密度小，含水率高，持水性强，不易下沉、压密、脱水。该厂设计采用旋转压滤机+污泥低温干化设备作为污泥处理工艺，设计指标要求最终出泥含水率不高于60%。
3.1 污泥性质
取该厂二沉池池底污泥进行性质测试，结果见表1：
表1 污泥性质测试结果
| 项目 | pH值 | 污泥含水率（%） | 污泥挥发分（%） | 外观 |
| 泥质 | 7.0～8.0 | 97~99 | 7.6 | 黄褐色 |
3.2 污泥脱水系统工艺流程
图2 污泥脱水系统工艺流程图
如图2所示，污泥脱水系统工艺流程，二沉池底泥输入旋转压滤机系统中进行机械脱水，滤液排回污水处理系统前端，重新处理；出泥进入污泥低温干化设备，干泥通过干泥螺旋输送机排至干泥仓，冷凝水用于旋转压滤机系统冲洗水，
3.3 工程应用运行效果
该工程从2017年3月7日开始试运行，随机取样运行结果见表2：
表2 工程应用运行效果
| 编号 | 出泥干基量（kg/h） | 干泥含水率（%） | 污泥回收率（%） |
| 1 | 472.73 | 46.73 | 93.57 |
| 2 | 464.23 | 47.08 | 94.64 |
| 3 | 437.91 | 45.06 | 94.28 |
| 4 | 421.73 | 53.44 | 95.03 |
| 5 | 464.83 | 47.43 | 94.87 |
| 6 | 378.47 | 48.71 | 93.73 |
| 7 | 409.19 | 46.79 | 94.82 |
| 8 | 447.06 | 50.59 | 94.27 |
| 9 | 472.27 | 49.14 | 93.79 |
| 10 | 393.37 | 49.94 | 94.39 |
| 11 | 426.03 | 46.52 | 94.46 |
| 12 | 389.77 | 46.37 | 94.37 |
| 平均 | 431.46 | 48.15 | 94.35 |
通过表2所示运行结果可以看出，通过采用旋转压滤机+污泥低温干化设备对该厂二沉池底泥进行脱水，可获得含水率在50%以下的滤饼、污泥回收率在94%以上的良好效果。
3.4 工程经济技术分析
通过试运行，对该工程进行经济技术分析（二沉池底泥含水率以平均98%计），结果见表3：
表3 工程经济技术分析
| 项目 | 阶段 | ||
| 机械脱水 （含水率98%降至80%） | 污泥干化 （含水率80%降至50%） | ||
| 电耗（元/tDS） | 24.66 | 496.00 | |
| 药剂（元/tDS） | 49.23 | - | |
| 水费（元/tDS） | 5.1 | - | |
| 合计（元/tDS） | 78.99 | 496.00 | |
| 总计（元/tDS） | 574.99 | ||
注：1.阳离子PAM按22000元/t计；2.工业用电按0.8元/kW•h计；3.工业用水按1.7元/t计；4.该厂每天脱泥生产16小时。
由表3所示工程经济技术分析可以看出，通过采用旋转压滤机+污泥低温干化设备对该厂二沉池底泥进行脱水，在确保干泥含水率在50%以下、污泥回收率在94%以上的前提下，每吨绝干污泥处理成本为574.99元。
4 结语
（1）污泥低温干化设备工艺具有运行安全，干化过程采用无粉尘设计，维护简单；采用多效热泵除湿技术，无废热排放，减量过程综合成本低；干化过程无需添加石灰、三氯化铁等强氧化剂，干泥量无增加，干基热值高等显著特点。
（2）通过运行结果表明，采用旋转压滤机+污泥低温干化设备对该厂二沉池底泥进行脱水，可获得含水率在50%以下的滤饼、污泥回收率在94%以上的良好效果。
（3）通过工程经济技术分析表明，采用旋转压滤机+污泥低温干化设备对该厂二沉池底泥进行脱水，在确保干泥含水率在50%以下、污泥回收率在94%以上的前提下，污泥干化处理成本为574.99元/tDS，具有一定的市场推广价值。
参考文献
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[2]Metealf & Eddy Inc．Wastewater Engineering: Treatment and Reuse（Fourth Edition）[M]．New York：MeGraw-Hill，2003.
[3]张辉，赵珊，周军，等．高效低成本石灰污泥干化技术研究[C]．第三届中国城镇水务发展国际研讨会论文集，2008.
[4]张辰，王国华，孙晓．污泥处理处置技术与工程实例[M]．北京：化学工业出版社，2006.
收稿日期：2017-11-01
作者简介：周文彬（1985-），男，四川成都人，环能科技股份有限公司工程师，研究方向：环保设备和工艺开发。
