【技术分享】污泥处理处置综合解决方案

随着我国经济持续快速稳定发展，我国城镇污水处理规模日益提升，污泥产量也相应增加。据统计，2019年我国污泥产量已超过6000万吨（以含水率80%计），预计2025年我国污泥年产量将突破9000万吨。但是，由于我国长期以来“重水轻泥”，污泥处理处置没有与污水处理同步提升，污泥处理处置问题未能得到有效解决，形势十分严峻。

污泥作为污水处理的副产物，富集了污水的污染物质（重金属、难降解有机物、持久性有机物、微塑料等）和营养物质（C、N、P等），源头上具有“资源”和“污染”双重属性。污泥中含有的丰富有机质可通过厌氧处理得到甲烷生物气（沼气）、氢气（H2）等热值较高的燃料，另外也能通过蛋白质提取等技术回收污泥中丰富的资源。处理后的稳定产物还能实现土地利用（营养物质、有机质稳定化处理产物）和建材利用（无机物）等，从而实现污泥的稳定化、无害化和资源化。

与发达国家相比，我国城镇污水处理厂污泥具有有机质含量低、含沙量高、产量大等特点，因而污泥处理处置技术路线的选择应结合我国城镇污水处理厂污泥的特定性质，充分考虑污泥的“资源”和“污染”双重属性，实现环境、经济和社会效益的最大化。

国家“水十条”明确指出污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置，并禁止处理处置不达标的污泥进入耕地，从而保障污水厂污泥的全量安全处置，处理过程和处置环节不会对环境产生二次污染。

目前我国常用的污泥处理技术主要包括污泥浓缩技术、污泥脱水技术、污泥厌氧消化技术、高温好氧发酵技术、污泥热干化技术等。

经过处理的污泥需要进行安全处置。目前我国通常采用的处置方法有土地利用（农用）、焚烧、卫生填埋。但这些处置方式现在都遇到了不同程度的阻碍：土地利用对污泥泥质要求较高，污泥中重金属和其他有毒有害物质往往超标；由于污泥含水率较高，焚烧的能耗太高，不生态环保；卫生填埋通常遇到无地可埋的尴尬处境。

由于污泥处理处置责任主体及最终处置路线不明确、法律法规监管体系不完善及我国城市污水处理厂早期建设过程中存在的严重“重水轻泥”现象，当前我国污泥处理设施仅基本实现污泥的减量化, 并未真正实现“三化”，存在严重的二次污染风险。据统计污泥厌氧消化普及率仅为3%，远低于发达国家50%的水平。目前我国的污泥处理处置与发达国家间存在的差距主要体现在：我国污泥处理设施处理能力不足；污泥稳定化、资源化利用率不足；绿色生态化处置方式不足等。

目前国内污泥来源广泛，如造纸、印染、制革、市政、通沟、清淤等，主要处置方法有填埋、焚烧、土地利用、建材，占比分别为34%、25%、21%、20%。截至2020年，全国污泥总处置量约6177万吨，未处置量不详（600—3000万吨不等）。

主流污泥处理、处置工艺示意图如下：

综合解决方案受多因素制约，如处理处置成本、土地资源占用、处理能力、产品出路之间存在较大矛盾，尤其是大中型城市。如从处理处置成本看，卫生填埋最便宜，约100-150元/吨，“干化+独立焚烧”最贵，少则450元/吨，多则730元/吨，但从土地资源占用看，卫生填埋需求相当大；从处理能力和出路来讲，卫生填埋虽稳定性非常好，但土地越来越稀缺、审批手续繁琐难度大，堆肥土地利用存在季节性需求，尤其北方地区。

2020年07月28日，发改委、住建部联合印发了《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》的通知，提出“鼓励采用生物质利用+焚烧的处置模式，将焚烧灰渣用作建材原料”、“推广无害化、减量化处理后的污泥用于土地利用”。

肖勇指出，为迎合相关政策导向，目前“泥沙分离-高干脱水-好氧堆肥”、“高干脱水-低温干化-掺烧”、“泥沙分离-高干脱水-焚烧处置”等多种系统，其分别适合南方中小城市、二三线城市、特大一线城市。

工艺路线：污水厂污泥→污泥调理→泥沙杀菌、分离→高干脱水→好氧堆肥

主要特点：杀菌彻底，全程密闭，低温低味；无铝盐和重金属，有机质含量高；药剂易得，安全无害。

工艺路线：污水厂污泥→污泥调理→高干脱水→低温干化→电厂/水泥窑掺烧

主要特点：出泥量少；热值高，掺烧工艺简单；全程密闭，低温低味；高干脱水；药剂易得，安全无害

工艺路线：污水厂污泥→污泥调理→泥沙分离→高干脱水→有机泥余热干化、焚烧处置+无机泥建材利用

主要特点：出泥量少；热值高，掺烧工艺简单；全程密闭，低温低味；高干脱水；药剂易得，安全无害

概述：
　　空心桨叶干燥机可对膏状、颗粒状、粉状、浆状物料间接加热或冷却，可完成干燥、冷却、加热、灭菌、反应、低温煅烧等单元操作。设备中 特殊的楔型搅拌器传热桨叶，具有较高的传热效率和传热面自清洁功能。是连续式节能型干燥设备。空心轴上密集排列着楔型中空桨叶，热介质经空心轴流经桨叶。单位有效容积内传热面积很大，热介质温度从-40℃到320℃，可以是水蒸汽，也可以是液体型：如热水、导热油等。间接传导加热，没有携带空气带走热量，热量均用来加热物料。热量损失仅为通过器体保温层向环境的散热。楔型桨叶传热面具有自清洁功能。物料颗粒与楔型面的相对运动产生洗刷作用，能够洗刷掉楔型面上附着物料，使运转中一直保持着清洁的传热面。桨叶干燥机的壳体为W型，壳体内一般安排二到四根空心搅拌轴。壳体有密封端盖与上盖，防止物料粉尘外泄及收集物料溶剂。出料口处设置一挡扳，保证料位高度，使传热面被物料覆盖而充分发挥作用。传热介质通过旋转接头，流经壳体夹套及空心搅拌轴，空心搅拌轴依据热介质的类型而具有不同的内部结构，以保证最佳的传热效果。
应用：
　石化行业：聚烯烃粉体、聚碳酸酯树脂、高、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、聚缩醛颗粒、尼龙6、尼龙66、尼龙12、醋酸纤维、聚苯硫醚、丙烯基树脂、聚丙烯、工程塑料、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚脂、聚甲醛、苯乙烯—丙烯腈共聚、乙烯—丙烯共聚。 
　环保行业：污泥、电镀下水污泥、锅炉烟灰、糖厂废渣、制药厂废渣、味精厂废渣、煤灰。
　饲料行业：酱油渣、骨基饲料、酒糟、食品下角料、苹果渣、橘子皮、豆粕、鸡骨饲料、鱼粉、饲料添加剂、生物渣泥 。
　食品行业：淀粉、可可豆、玉米粒、食盐、变性淀粉、药品。
　化工行业：纯碱、氮磷钾复合肥、高岭土、膨润土、白碳黑、碳黑、磷石膏、硫酸钙、硝酸钙、碳酸镁、氰化钠、氧化氟化钠、氢氧化铝、硫酸钡、碳酸钙、分子筛、染料、皂素。
特点：
　传热面积大，结构紧凑，占地面积小。
　热能利用率高，能耗低，装料量可达筒体体积的70~80%，由于间接加热，没有大量携带空气带走热量，干燥器外壁又设置保温层，蒸发1kg水仅需1.2kg水蒸气。
　楔形桨叶具有自净能力，可提高桨叶传热作用。
　物料适用性广，使用不同热介质，即可处理热敏物料，又可处理需高温干燥的物料。常用介质有：水蒸汽、导热油、热水、冷却水等。既可连续操作也可间歇操作，可在很多领域应用。
　操作稳定，产品干燥均匀。由于楔形桨叶特殊的膨胀搅拌作用，使物料充分与传热面接触，使得在轴向区间物料的温度，湿度，混合梯度很小，保证了工艺的稳定性。
　操作费用低，该设备正常操作仅需1人，低速搅拌及合理的结构。磨损量小，维修费用很低。

工艺流程：