一體化污泥機械干化系統成套裝備在污泥處理處置行業中的應用
牛明軍，李林，井云飛，孟國洋，李啟飛
（鄭州國研環保科技有限公司，河南 鄭州 450000）
摘要：傳統污泥處置方式有土地利用、焚燒、填埋和建筑材料綜合利用等，污泥含水率是影響污泥處置運行成本和處置方式選擇的重要因素，針對傳統污泥脫水、干化設備存在的電耗高、除臭負荷大、整體運營成本高、生產效率低和運行穩定性差等缺點，鄭州國研環保科技有限公司突破理論禁錮，發明了“污泥常溫引流壓差破壁技術結合機械壓濾干化” 工藝體系，研發出一體化污泥機械干化系統核心裝備，不借助熱源，不添加石灰，可直接將含水率96%-98%的污泥脫水干化至含水率40%左右，處理后的污泥可因地制宜的進行土地利用、建材利用、焚燒等多種方式綜合處置利用。一體化污泥機械干化系統成套裝備具有占地面積小、投資少、設備智能化程度高、運行成本低等特點，已獲得多項授權專利，并獲得中華環保聯合會科技進步獎一等獎等榮譽資質，該成套裝備已在全國多個污水廠和污泥處置中心投入運行。
關鍵詞：機械干化；不借助熱源；污泥處置；運營成本低；
1、污泥處置介紹
污泥處置是指經減量化處理后的污泥或污泥產品在環境中或資源化利用過程中達到長期穩定，并對人體健康和生態環境不產生有害影響的最終消納方式，污泥處置方式有土地利用、焚燒、填埋和建筑材料綜合利用等。
2、污泥處理處置政策法規
2022年9月，國家發展改革委、住房城鄉建設部、生態環境部印發《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》，方案主要目標中寫到，“到2025 年，全國新增污泥（含水率80%的濕污泥）無害化處置設施規模不少于2 萬噸/日，城市污泥無害化處置率達到90%以上，地級及以上城市達到95%以上，基本形成設施完備、運行安全、綠色低碳、監管有效的污泥無害化資源化處理體系。”優化處理結構中寫到，“（1）規范污泥處理方式。···（2）積極推廣污泥土地利用。···（3）合理壓減污泥填埋規模。···逐步限制污泥填埋處理，積極采用資源化利用等替代處理方案，···禁止未經脫水處理達標的污泥在垃圾填埋場填埋。”
2023年7月，國家發展改革委、生態環境部、住房城鄉建設部聯合印發《環境基礎設施建設水平提升行動(2023-2025年)》，重點任務(一)生活污水收集處理及資源化利用設施建設水平提升行動中寫到“結合現有污水處理設施提標升級擴能改造，加強再生利用設施建設，推進污水資源化利用。……統籌推進污泥處理設施建設，加快壓減污泥填埋規模，提升污泥無害化處理和資源化利用水平。”
3、污泥處理處置行業現狀
污泥的處理處置方式必須遵循因地制宜的原則，選擇方法時，需綜合考慮當地地理環境、經濟水平、技術狀況、交通運輸、能源、污泥利用市場和容量等多方面因素。
1）污泥填埋
污泥填埋特點是工藝相對簡單，投資相對較低，但是受垃圾填埋場庫容限制較大，該工藝只完成了污泥的減量化和無害化，污泥中的營養物質和能源難以利用，填埋會占用大量土地資源，造成空氣、土地的二次污染，釋放的甲烷會增加碳排放。目前是一種被限制的技術路線。
2）污泥厭氧消化路線
該工藝雖然可以利用污泥的微生物特征，使污泥進行厭氧水解，發酵產生清潔能源甲烷用于發電供熱等，但缺點明顯，一是污泥微生物含量低，產生的甲烷量很少。二是無法實現污泥減量化。三是安全性差，甲烷易泄露，安全隱患較大。四是處理過程臭味很大，處理環境差，處理周期長，效率低，土建成本很高。
3）常規好氧發酵干化路線
該工藝是利用含水率80%污泥在好氧菌種的作用下使污泥進行高溫好氧發酵，發酵干化過程中加入了秸稈、花生殼等有機物，處理后的熟料可作為園林綠化基肥或焚燒發電，資源化利用效果明顯。但由于是對含水率 80%的污泥發酵干化，污泥透氣性差，需加入大量的秸稈、花生殼等輔料，處理時間周期長、運營成本較高。根據 2022 年三部委《污泥無害化處理和資源化利用實施方案》要求，城鎮生活污水處理廠產生的污泥，經厭氧消化或好氧發酵處理后，作為肥料或土壤改良劑，用于國土綠化、園林建設、廢棄礦場以及非農用的鹽堿地和沙化地，污泥作為肥料或土壤改良劑時，應嚴格執行相關國家、行業和地方標準。而農業農村部 2021 年重新修訂的《有機肥料》標準，明確禁止污泥作為有機肥原料，這也影響了污泥作為肥料的使用。
4）污泥焚燒
以焚燒為核心的處置方法是最徹底的污泥處置方法。污泥焚燒可以破壞全部有機質，殺死一切病原體，達到穩定化、無害化的目的，并且可以最大限度地減少污泥體積，節約大量的填埋場地面積和運輸費用。當污泥自身的燃燒熱值較高，城市衛生要求高，或污泥有毒物質含量高不能被利用時，可采用焚燒處置。污泥在焚燒前，一般應先進行脫水、干化處理以減少負荷和能耗。污泥焚燒在技術上可行，并已達到了工業規模的程度；國內已經比較成熟，完全有能力進行設計、生產、制造、安裝。
影響污泥處置運行成本和處置方式選擇的關鍵因素是污泥含水率，目前，國內外污水處理廠污泥脫水設備多數為高速離心機和帶式脫水機，其污泥含水率在80-85%，有少數污水處理廠采用板框壓濾機，將污泥脫水至含水率60-70%。后期資源化需要降低含水率，如果采用焚燒處置工藝，需要將污泥含水率降至40%左右，提高污泥熱值。如果采用好氧堆肥處置工藝，需要將含水率降低到50%以下，降低輔料添加量，降低發酵周期，減少除臭負荷，進而減少運行成本。能夠達到這個含水率要求的，目前技術路線都是采用熱干化，比如低溫干化或者蒸汽干化設備，這類設備能耗高，運行成本高，給政府帶來很大的財政負擔。
4、國研環保一體化污泥機械干化系統成套裝備介紹
針對傳統污泥脫水、干化設備存在的電耗高、除臭負荷大、整體運營成本高、生產效率低和運行穩定性差等缺點，鄭州國研環保科技有限公司突破理論禁錮，發明了“污泥常溫引流壓差破壁技術結合機械壓濾干化” 工藝體系，研發出一體化污泥機械干化系統核心裝備，不借助熱源，不添加石灰，可直接將含水率96%-98%的污泥脫水干化至含水率40%左右，處理后的污泥可因地制宜的進行土地利用、建材利用、焚燒等多種方式綜合處置利用。（詳見中國給水排水第十六屆污泥大會論文集 http://www.guoyuyd.com/news/202409/30/160185.html ）
