脈沖放電極速破壁污泥干化技術(shù)

污泥脫水處理是污泥處理處置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不管是污泥填埋場的污泥還是污水處理廠的污泥，含水率都在 95%以上，需要進行脫水處理，經(jīng)過脫水處理后，能夠為后續(xù)的處理環(huán)節(jié)降低處理難度，由于生化污泥中大量生＊物細胞的存在，采用機械方法將其中的水分脫出十分困難，該技術(shù)將污泥中的細胞裂解，將其中的生＊物細胞破壁，這時污泥中的固體物質(zhì)和水分將很容易分離，使污泥中碳含量比例大幅度提高，水分極速流出的過程叫做污泥破壁干化。

2020-09-02798

1．前言
污泥脫水處理是污泥處理處置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不管是污泥填埋場的污泥還是污水處理廠的污泥，含水率都在 95%以上，需要進行脫水處理，經(jīng)過脫水處理后，能夠為后續(xù)的處理環(huán)節(jié)降低處理難度，由于生化污泥中大量生＊物細胞的存在，采用機械方法將其中的水分脫出十分困難，該技術(shù)將污泥中的細胞裂解，將其中的生＊物細胞破壁，這時污泥中的固體物質(zhì)和水分將很容易分離，使污泥中碳含量比例大幅度提高，水分極速流出的過程叫做污泥破壁干化。
2.行業(yè)現(xiàn)狀
（1）污泥處理處置需求大。截至2018年底，中國污泥總產(chǎn)量為5665萬噸，據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國污泥處理處置深度調(diào)研與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析顯示，預計2019年我國污泥產(chǎn)生量將達到6325萬噸，2020年我國污泥產(chǎn)生量將超7000萬噸。2021年我國污泥產(chǎn)生量將突破8000萬噸。未來五年(2019-2023)年均復合增長率約為11.49%，并預測在2023年我國污泥產(chǎn)生量將達到9772萬噸。

（2）市場實際處理處置能力遠達不到處理需求。過去很長一段時期內(nèi)，我國大多數(shù)污水處理廠普遍存在“重水輕泥”現(xiàn)象，污水得以處理后，超過80%以上的污泥被隨意傾倒排放，污染良田和土壤。國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，衛(wèi)生填埋、制肥、焚燒、建材等無害化處理的污泥不到60%，有近50%的污泥沒能做到無害化處理。巨量污泥已經(jīng)對生態(tài)環(huán)境造成了巨大壓力，一度出現(xiàn)“污泥圍城”的境況。污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)以及有機物、?。疚⑸?、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質(zhì)，不經(jīng)有效處理處置，將對環(huán)境產(chǎn)生嚴重的危害。
（3）近十年中國污泥處理市場規(guī)模發(fā)展迅速，但技術(shù)水平相對較低。在國家環(huán)保政策以及污泥處理技術(shù)發(fā)展的帶動下，我國污泥處理市場規(guī)模實現(xiàn)了跨越式增長，從2010年的129.8億元增長至2012年的236.6億元，分別在2014年、2016年和2017年突破300億元、400億元和500億元。總體增幅維持在10%以上水平。截至2018年底，污泥處理處置企業(yè)數(shù)量(含集團公司各區(qū)域子公司)達到3500家左右，其中僅2017-2018年新增企業(yè)數(shù)量達到2000家左右。目前，中國污泥處理處置企業(yè)小而多，市場集中度較低，產(chǎn)業(yè)比較分散。由于起步較晚，雖然經(jīng)歷一段時期的發(fā)展，但與發(fā)達國家相比仍舊落后，ZUI重要核＊心處理技術(shù)匱乏，沒有考慮國內(nèi)基本情況，甚至生搬硬套國外技術(shù)。而且不少處理設備陳舊落后，效果與效率都很差，大-大掣肘了我國污泥處理的進度。
（4）政策利好驅(qū)動行業(yè)快速發(fā)展。為了解決污泥處理問題，“水十條”提出將會對污泥處理領(lǐng)域進行相當程度的傾斜。環(huán)?！笆濉币?guī)劃也提出，大力推進污泥穩(wěn)定化、無害化和資源化處理處置，地級及以上城市污泥無害化處理處置率達到90%，京津冀區(qū)域達到95%。早在2009年，住建部與環(huán)保部、科學技術(shù)部聯(lián)合印發(fā)了有關(guān)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術(shù)政策（試行），明確污水處理費應包括污泥處理處置運營成本；通過污水處理費、財政補貼等途徑落實污泥處理處置費用，確保污泥處理處置設施正常穩(wěn)定運營。目前因污泥地域不同，經(jīng)濟發(fā)展水平不同，污泥處理處置補貼跨度較大，與地方相關(guān)部門協(xié)商的彈性較大。據(jù)統(tǒng)計，市政污泥處理處置補貼在250元-450元/噸。
（5）我國污泥處理處置現(xiàn)狀。目前我國污泥處置方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等方式，占比分別為 65%、15%、6%、3%，可以看出我國污泥處置方式仍以填埋為主。據(jù)調(diào)研，污泥厭氧消化技術(shù)為目前應用ZUI廣的污泥生物處理技術(shù)，一般適用于日處理水量大于1×105t的污水處理廠，而我國建立了相應污泥厭氧消化系統(tǒng)的污水處理廠中，污泥厭氧消化系統(tǒng)能正常運行的不到1%；因此，大量污泥沒有得到規(guī)范化的處理而進入處置階段，直接造成了“二次污染”，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重威脅。
當前我國污泥處理設施基本實現(xiàn)了“減量化”，但“穩(wěn)定化”和“無害化”的處理設備運行情況達不到設計理想、污泥ZUI終處置技術(shù)路線不明確、資金不到位、以及法律法規(guī)監(jiān)管體系不完善等多方面原因，污泥處理處置并沒有真正實現(xiàn)“穩(wěn)定化”和“無害化”。

污泥的脫水處理是污泥處理處置的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不管是污泥填埋場的污泥還是污水處理廠的污泥，含水率都在 95%以上，需要進行脫水處理，經(jīng)過脫水處理后，能夠為后續(xù)的處理環(huán)節(jié)降低處理難度，由于生化污泥中大量生物細胞的存在，采用機械方法將其中的水分脫出十分困難，該技術(shù)將污泥中的細胞裂解，將其中的生物細胞破壁，這時污泥中的固體物質(zhì)和水分將很容易分離，使污泥中碳含量比例大幅度提高，水分極速流出的過程叫做污泥破壁干化。
3.設備部分
污泥儲料罐、污泥專用輸送泵、螺旋空化系統(tǒng)、高壓脈沖放電系統(tǒng)、污泥專用隔膜泵、板框壓濾設備。
4.工藝簡介
市政污泥（含水率97-99%、不添加任何物質(zhì)/添加劑）送至污泥儲料罐進行儲存；
污泥通過污泥泵輸送至螺旋空化系統(tǒng)；
空化后的污泥進入污泥儲料罐；
通過污泥泵輸送至高壓脈沖放電設備進行細胞破壁；
破壁后的污泥通過隔膜泵打入板框壓濾設備進行擠壓，過濾液進入管網(wǎng)；
擠壓后的污泥濾餅通過皮帶輸送出料；
擠壓后污泥濾餅含水率在30-35%之間(可直接作為環(huán)保燃料資源化利用）。
5.工藝流程圖

6.技術(shù)優(yōu)勢
a、減量化：含水率80%污泥經(jīng)極速破壁干化后，污泥干化顆粒的固液分離效果大＊大改善，經(jīng)簡單的機械壓濾即可得到含水率30-35%生物泥餅，污泥實際減量達到80%以上。
b、無害化：連續(xù)式封閉生產(chǎn)線，保障處理過程無有害物質(zhì)排放。
c、資源化：該技術(shù)能夠回收污泥所含有機質(zhì)能源的80%左右，經(jīng)過碳化后可生成有廣-泛用途的生物炭，ZUI大限度地實現(xiàn)了資源化。
7.技術(shù)特性
a、獨立性：該技術(shù)可在污水處理廠內(nèi)完全獨立實施處理污泥，不需要尋求或依賴外界的合作。
b、經(jīng)濟性：該技術(shù)在全封閉狀態(tài)下處理污泥，含水率80%的污泥經(jīng)脈沖放電破壁后僅通過機械方法即可將污泥中90%水分脫除，極大節(jié)省了運營中的能源消耗，運營成本與同行其他工藝相比有絕-對優(yōu)勢。
c、穩(wěn)定性：該技術(shù)處理污泥不受污泥含水率波動的影響，能保持穩(wěn)定運行；對周圍空氣、水源、生態(tài)環(huán)境不造成任何污染；處理污泥完全能滿足國家相關(guān)標準的要求，做到減量化、穩(wěn)定化、無害化。
8. 工藝對比

9. 開發(fā)價值
脈沖放電極速破壁污泥干化工藝有可能是未來高有機質(zhì)含量固廢處理領(lǐng)域的一項革命性技術(shù)，將會在未來的市政固廢處理（污泥、農(nóng)廢、園林廢棄物等）、工業(yè)污泥處理、食品行業(yè)固廢處理等領(lǐng)域，替代傳統(tǒng)的厭氧消化和好氧發(fā)酵技術(shù)，或與傳統(tǒng)處置技術(shù)形成良好的優(yōu)勢互補。甚至在新能源領(lǐng)域，ZUI大限度保留固廢中的生物質(zhì)能的污泥破壁碳化技術(shù)也有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/span>
10.分析結(jié)論
該系統(tǒng)直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益，但間接的環(huán)保效益對城市更有著深遠的影響，使城市的發(fā)展不受環(huán)境制約。該項目是城市基礎設施項目，以服務社會為主要目的。它既是生產(chǎn)部門必不可少的生產(chǎn)條件，又是改善環(huán)境的必要條件，對國民經(jīng)濟的貢獻主要表現(xiàn)為外部效果，所產(chǎn)生的效益除部分經(jīng)濟效益可以定量計算外，大部分則表現(xiàn)為難以用貨幣量化的社會效益。因此，本系統(tǒng)建成運行后，將有效地實現(xiàn)污泥和固廢的規(guī)范化處理處置，改善城市的生態(tài)環(huán)境，保證城市的可持續(xù)發(fā)展。