污泥是污水處理后的產物，是一種由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體等組成的極其復雜的非均質體。污泥的主要特性是含水率高（可高達99%以上），有機物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細，比重較小，呈膠狀液態(tài)。它是介于液體和固體之間的濃稠物，可以用泵運輸，但它很難通過沉降進行固液分離。
傳統(tǒng)的處理方法
污泥濃縮處理
污泥濃縮后含水率可降為95%~97%，近似糊狀。濃縮可以達到污泥的減量化。重力濃縮法用于污泥處理是廣泛采用的一種方法，已有50多年歷史。機械濃縮方法出現(xiàn)在20世紀30年代的美國，此方法占地面積小，造價低，但運行費用與機械維修費用較高。氣浮濃縮于1957年出現(xiàn)在美國。此法固液分離效果較好，應用已越來越廣泛。
污泥濃縮的方法主要有重力濃縮法、氣浮濃縮法、帶式重力濃縮法和離心濃縮法，還有微孔濃縮法、隔膜濃縮法和生物浮選濃縮法等。
污泥重力濃縮處理
利用重力作用的自然沉降分離方式，不需要外加能量，是一種最節(jié)能的污泥濃縮方法。重力濃縮只是一種沉降分離工藝,它是通過在沉淀中形成高濃度污泥層達到濃縮污泥的目的，是污泥濃縮方法的主體。單獨的重力濃縮是在獨立的重力濃縮池中完成，工藝簡單有效，但停留時間較長時可能產生臭味，而且并非適用于所有的污泥；如果應用于生物除磷剩余污泥濃縮時，會出現(xiàn)磷的大量釋放，其上清液需要采用化學法進行除磷處理。重力濃縮法適用于初沉污泥、化學污泥和生物膜污泥。
污泥氣浮濃縮處理
氣浮濃縮與重力濃縮相反，是依靠大量微小氣泡附著在污泥顆粒的周圍，減小顆粒的比重而強制上浮。因此氣浮法對于比重接近于1g/cm3的污泥尤其適用。氣浮濃縮法操作簡便，運行中同樣有一定臭味，動力費用高，對污泥沉降性能（SⅥ）敏感；適用于剩余污泥產量不大的活性污泥法處理系統(tǒng)，尤其是生物除磷系統(tǒng)的剩余污泥。
帶式重力濃縮法
帶式重力濃縮法是利用帶式重力濃縮機的一種機械濃縮法。由于其具有投資適中，運行費適中，效果好，對各種性能的污泥適應性較強等特點，因此近幾年被廣泛采用；但實際運行中會受到污泥中高分子的影響，運行時濕度大，因而需要仔細操作。帶式重力濃縮法適用于各種生物污泥。
污泥離心濃縮處理法
離心濃縮法的原理是利用污泥中固、液比重不同而具有的不同的離心力進行濃縮。離心濃縮法的特點是自成系統(tǒng)，效果好，操作簡便；但投資較高，動力費用較高，維護復雜；適用于大中型污水處理廠的生物和化學污泥。
污泥穩(wěn)定化處理方法
穩(wěn)定處理的目的就是降解污泥中的有機物質，進一步減少污泥含水量，殺滅污泥中的細菌、病原體等，消除臭味，這是污泥能否資源化有效利用的關鍵步驟。污泥穩(wěn)定化的方法主要有堆肥化、干燥、厭氧消化等。厭氧消化：在污泥處理工藝中，厭氧消化是較普遍采用的穩(wěn)定化技術。污泥厭氧消化也稱為污泥厭氧生物穩(wěn)定，它的主要目的是減少原污泥中以碳水化合物、蛋白質、脂肪形式存在的高能量物質，也就是通過降解將高分子物質轉變?yōu)榈头肿游镔|氧化物。厭氧消化是在無氧條件下依靠各種兼性菌和厭氧菌的共同作用，使污泥中有機物分解的厭氧生化反應，是一個極其復雜的過程。
堿性發(fā)酵階段
一般可分為酸性發(fā)酵階段和堿性發(fā)酵階段,酸性發(fā)酵階段又可以分為水解階段和產酸階段，堿性發(fā)酵階段可以分為酸性衰退階段（產乙酸階段）和產甲烷階段。厭氧分解過程中產生大量氣體，主要成分為甲烷和二氧化碳以及少量的硫化氫等。但運行管理要求高，消化池需密閉、池容大、池數多。
好氧消化處理污泥
好氧消化污泥出現(xiàn)于20世紀50年代，與活性污泥法極為相似。當外來養(yǎng)料被消耗完以后，微生物靠消耗自己的機體來產生能量以維持生命活動。這就是微生物的內源代謝階段。細胞組織在好氧條件下的內源代謝產物為CO2、NH3、H2O，而NH3會在有氧條件下進一步氧化為硝酸鹽。污泥好氧消化的反應可以用下面的方程式表達：
C6H7NO2+7O2→5CO2+NO3-+3H2O+H+
上式中C6H7NO2為細胞組織的元素組成。
此法降解程度高，無臭穩(wěn)定，易脫水，肥份高，運行管理簡單，基建費用低。但運行費用高，消化污泥量少，降解程度隨溫度波動大。
石灰穩(wěn)定技術
石灰穩(wěn)定技術始于20世紀50年代，在投加石灰的條件下，保持一定pH值及一定時間，可以殺滅傳染病菌，并防腐與抑制臭氣的產生。該技術操作簡單、成本較低，處理后較容易脫水。污泥最終處置可采用農用或者衛(wèi)生填埋。
好氧堆肥
堆肥技術探討始于1920年，堆肥系統(tǒng)可分為三類：條形堆肥系統(tǒng)、靜態(tài)好氧堆肥系統(tǒng)和裝置式堆肥系統(tǒng)。城市污水處理廠的污泥中含有大量促進植物和農作物生長的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分，肥效較好，經過堆肥處理可以達到穩(wěn)定化、無害化及資源化的目的。堆肥是一個由嗜溫菌、嗜熱菌對有機物進行好氧分解的穩(wěn)定過程，其特點是自身可以產生一定的熱量，并且高溫持續(xù)時間長，不需外加熱源，即可達到無害化。堆肥的一般工藝流程主要分為前處理，一次發(fā)酵，二次發(fā)酵和后處理四個過程。經過堆肥化處理后，污泥的性狀改善，含水率降低（小于40%），成為疏松、分散、細粒狀，可殺滅病原菌和寄生蟲（卵），便于貯藏、運輸和使用。
石灰穩(wěn)定技術石灰穩(wěn)定技術始于20世紀50年代，在投加石灰的條件下，保持一定pH值及一定時間，可以殺滅傳染病菌，并防腐與抑制臭氣的產生。該技術操作簡單、成本較低，處理后較容易脫水。污泥最終處置可采用農用或者衛(wèi)生填埋。
將污泥發(fā)酵成有機肥，如再加入部分牛糞等，就會發(fā)酵成優(yōu)質的有機肥，具體操作方法如下：
1、加菌。1公斤金寶貝肥料發(fā)酵劑可發(fā)酵4噸左右污泥+牛糞。需按重量比加30-50%左右的牛糞，或秸稈粉、蘑菇渣、花生殼粉、或稻殼、鋸末等有機物料以便調節(jié)通氣性。其中如果加入的是稻殼、鋸末，因其纖維素木質素較高，應延長發(fā)酵時間。菌種稀釋：每公斤發(fā)酵劑加5-10公斤米糠（或麩皮、玉米粉等替代物）拌勻稀釋后再均勻撒入物料堆，使用效果會更佳。
2、建堆：備料后邊撒菌邊建堆，堆高與體積不能太矮太小，要求：堆高1.5-2米，寬2米，長度2-4米
2、拌勻通氣。金寶貝肥料發(fā)酵劑是需要好（耗）氧發(fā)酵，故應加大供氧措施，做到拌勻、勤翻、通氣為宜。否則會導致厭氧發(fā)酵而產生臭味，影響效果。
4、水分。發(fā)酵物料的水分應控制在60～65%。水分判斷：手緊抓一把物料，指縫見水印但不滴水，落地即散為宜。水少發(fā)酵慢，水多通氣差，還會導致“腐敗菌”工作而產生臭味。
5、溫度。啟動溫度應在15℃以上較好（四季可作業(yè)，不受季節(jié)影響，冬天盡量在室內或大棚內發(fā)酵），發(fā)酵升溫控制在70-75℃以下為宜。
6、完成。第2-3天溫度達65℃以上時應翻倒，一般一周內可發(fā)酵完成，物料呈黑褐色，溫度開始降至常溫，表明發(fā)酵完成。如鋸末、木屑、稻殼類輔料過多時，應延長發(fā)酵時間，待充分腐熟。
發(fā)酵好的有機肥，肥效好，使用安全方便，抗病促長，還可培肥地力等。
污泥脫水與干化
污泥脫水是整個污泥處理工藝的一個重要的環(huán)節(jié)，其目的是使固體富集，減少污泥體積，為污泥的最終處置創(chuàng)造條件。為使污泥液相和固相分離，必須克服它們之間的結合力，所以污泥脫水所遇到的主要問題是能量問題。針對結合力的不同形式，有目的采用不同的外界措施可以取得不同的脫水效果。污泥脫水與干化包括自然脫水、機械脫水和熱處理干化。
污泥經濃縮、消化后，尚有95%~97%含水率，且易腐敗發(fā)臭，需對污泥作干化與脫水處理。常用脫水方法有自然干燥和機械脫水兩種。利用蘆葦等沼生植物也可以進行較好的脫水。
污泥干燥
為了進一步降低脫水后污泥的含水率（75%），采用干燥工藝。經干燥后含水率可降至約20%左右。干燥工藝除了最簡單的日曬外，常用的是熱干燥技術。污泥熱干燥開始于本世紀初的英國，此方法可以完全殺滅病原菌，使污泥處于穩(wěn)定化狀態(tài)。但干燥過程產生的大量的廢氣凈化費用問題、運行費用，都是使用干燥工藝要考慮的問題。
污泥熔融
為了減少污泥體積和利用其中的重金屬黏結作用，日本曾開展污泥熔融技術研究，但還不十分深入。污泥熔融處理也是污泥熱化學處理方法的一種。污泥熔融技術是把污泥加熱至1300~1500℃,使污泥中有機物燃燒，其殘留物質可用來制作玻璃、鋼鐵、建筑材料等。
兩相消化
新型的污水污泥處理工藝如高溫酸化-中溫甲烷化兩相厭氧消化等不斷出現(xiàn)，并逐步被應用。邊興玉等采用污水污泥兩相厭氧消化工藝，將產酸相和產甲烷相分別置于各自的反應器中，形成各自的相對優(yōu)勢微生物種群，提高了整個消化過程的處理效果和穩(wěn)定性。VSS（揮發(fā)性懸浮顆粒物）去除率比中溫傳統(tǒng)工藝提高50%以上，比高溫傳統(tǒng)工藝提高35%左右。高溫酸化0.5d后，中溫甲烷化8·5d，可達到中溫傳統(tǒng)法20d的處理效果，節(jié)省了時間。另外，滅菌效果優(yōu)于中溫傳統(tǒng)法，產甲烷反應器保持較高的緩沖能力，對揮發(fā)性酸積累的抵御和耐沖擊負荷的能力強。
污泥制油
污泥制油是把含水率為65%的干泥在隔絕空氣下，加熱升溫450℃，在催化劑作用下把污泥中有機物轉化為碳氫化合物，最大轉化率取決于污泥組成和催化劑的種類，正常200~300L（油）/t（干泥）的產率，其性質與柴油相似。加拿大正在進行中試試驗，澳大利亞Perth也正在建造利用熱化學方法將污泥制油的工廠。
污泥處理技術
濕式氧化法是在高溫（125℃~320℃）和高壓（0.5~20MPa）條件下，以空氣中的氧作為氧化劑，在液相中將有機物分解為二氧化碳、水等無機物或小分子有機物的化學過程。由于剩余污泥在物質結構上與高濃度有機廢水十分相似，因此這種方法也可用于處理剩余污泥。剩余污泥的濕式氧化法處理是濕式氧化法最成功的應用領域，有50%以上的濕式氧化裝置應用于剩余污泥的處理。
臭氧減量化
這一工藝是由日本的H·Yasui等學者提出的。此工藝中，剩余污泥的消化與污水處理在同一個曝氣池中同時進行。工藝分成兩個過程，一個是臭氧氧化過程，另一個是生物降解過程。
從二沉池中沉下來的污泥，一部分直接回流到曝氣池中，另一部分則是先進行臭氧處理然后再回流到曝氣池。污泥經過臭氧處理后，能夠提高其生物降解性，在曝氣池中與污水同時進行生物處理。而且在經臭氧處理后，將有一部分污泥（1/3）被無機化。因此,只要操作適當，可以使污水處理過程中凈增污泥量與無機化污泥量相等，從而可以達到無剩余污泥的目的。
超聲波處理
超聲波通常是指頻率為的20kHz~10MHz的聲波。當其聲強增加到一定的數量時，會對其傳播中的媒質產生影響，使媒質的狀態(tài)、組成、功能和結構等發(fā)生變化，通稱為超聲效應。超聲波與媒質作用的機制可分為熱機制、機械機制和空化機制，超聲波主要通過空化機制實現(xiàn)對剩余污泥的處理。
高速生物反應器
高速生物反應器技術是在利用土壤處理污泥的基礎上發(fā)展起來的。利用土壤中的微生物處理污泥，由于系統(tǒng)是開放的，因而會受到氣溫和土壤濕度的影響，使土壤利用的時間和區(qū)域受到一定的限制。
美國SWEC公司在80年代開始研制開發(fā)高速生物反應器，該技術將污泥的脫水、消化和干化相結合，將土壤處理的整個過程放置在室內一個封閉的循環(huán)系統(tǒng)中進行。Texaco經過近20年的研究開發(fā)，使高速生物反應器技術成熟并得以推廣。整個操作系統(tǒng)的核心部分是生物反應器，它由二個區(qū)域組成：上半部分是污泥與土壤相混合的區(qū)域，使污泥負荷達到均一化，污泥的有機部分在這一區(qū)域中被生物降解；下半部分是氣、液分離區(qū)，使液體不滯留于土壤中，以增加氧的傳遞率。高負荷率的污泥通過該系統(tǒng)的處理，污泥中的有機組分將降解70%~80%，懸浮固體濃度去除率達到45%~60%。從沉淀池排出濃度為5000~30000mg/L的污泥都可以直接進入該系統(tǒng)中，而不需要任何的預處理。相比于其它生物處理技術，該系統(tǒng)所需能量較少，可以連續(xù)運行，并能保持最佳溫度以利于微生物的降解，特別適合于受自然條件限制或土壤濕度大的污泥處理過程中。
污泥處理處置的定義及存在的問題和解決方案
一、污泥處理處置的定義
污泥處理(sludge handling or sludge treatment)：污泥經單元工藝組合處理, 達到“減量化、穩(wěn)定化、無害化”目的的全過程。
我國目前主要的污泥處理方式包括濃縮、調理、脫水、穩(wěn)定、干化等。
污泥處置(sludge disposal)：處理后的污泥,棄置于自然環(huán)境中(地面、地下、水中)或再利用, 能夠達到長期穩(wěn)定并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式。我國目前主要的污泥處置方法有衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒后建材利用等。
二、污泥處理處置存在的問題
1、污泥處理率極低
早期污水廠甚至忽略污泥處理單元，只進行污水處理，污泥卻被隨意傾倒在湖泊，溝壑、良田中。還有一些污水廠為節(jié)省費用，空置污泥處理設施，將污泥隨意排放。我國污水處理廠所產生的污泥有80%以上沒有得到妥善處理。
2、重水輕泥、污泥處理發(fā)展滯后
近幾年環(huán)保領域的水處理發(fā)展迅速，但是污泥處理卻比起十幾年前依舊沒有太大的進步。被無害化處理的污泥比例低，多數污泥排入環(huán)境還是有害的，甚至違法偷排事件屢見不鮮。這是由于“重水輕泥”的不成熟處理思路造成的。
3、技術路線生搬硬套
污泥處理技術主要有污泥濃縮脫水、好氧消化、厭氧消化、干化、堆肥和焚燒等。污泥處置技術主要有填埋(包括地面、地下和水中)和土地利用。
有些人錯誤地認為污泥干化焚燒是當前最先進的污泥處理技術，代表污泥處理技術的發(fā)展方向，因而不加分析地加以推廣。個別企業(yè)以盈利為目的，一味的夸大其先進性，對很多不了解的人造成了誤導。
4、監(jiān)管有難度
由于長期以來對污泥處理的忽視以及污泥排放的間歇性，導致政府有關部門對污泥的監(jiān)管困難。
5、付費機制不完善
在污水處理費用中征收污泥處理費用是大勢所趨，但從當前情況來看，處置費用的征需存在較大阻力。我國現(xiàn)行收取的污水處理費用較低，尚無法保證污水廠的正常運行，而推行在污水處理費中加入污泥處理、處置費，又將在一定程度上加重被征收者的經濟負擔。因此，在未來較長一段時間內，補貼將是污泥處理處置資金的主要來源。
目前國內已經有部分城市對污泥處理處置給予補貼，由于處理方案不同等因素造成標準不一，污泥處理產業(yè)很難自己盈利，運轉嚴重依靠政府補貼。同時，補貼覆蓋范圍明顯不足。
“水十條”或許會將為污泥處理處置補貼政策的明確帶來契機?！端廴痉乐涡袆佑媱潯奉A計總投資可能超過2萬億。除了為水處理改造、運營帶來巨大市場以外，“水十條”或將在污泥處理處置方面給予更多的傾斜。
技術層面上，極有可能改變過去以填埋為主的處置路線;
經濟層面上，或將要求針對污泥處理處置的補貼在全國范圍推廣，同時明確補貼標準。
雖然有眾多條文規(guī)定污水處理費應包含污泥處理成本，但目前將污泥處理費納入污水費用的地方僅為北京市、江蘇省太湖地區(qū)、常州市、廣州市，且占比較低。
6、“資源化”不是最終目的，保護生態(tài)環(huán)境才是最終目的
誤認為污泥就是資源, 強調污泥處理處置的資源化和經濟效益, 并以資源化為首要目的。個別企業(yè)利用這一誤區(qū)強調個別單元工藝可以實現(xiàn)能量回收和物質回用, 割裂其他處理處置過程需要投入的能量和費用, 誤導了技術的選取和對污泥資源化的認識。
污泥處理處置應該以“減量化、穩(wěn)定化、無害化”為目的, “資源化”并不是最終的目的，應盡可能利用污泥處理處置過程中的能量和物質，以實現(xiàn)經濟效益和節(jié)約能源的效果，實現(xiàn)其資源價值。
三、如何解決污泥難題
1、明確責任主體，健全管理體制
污水處理廠是政府的實施機構，不能獨立承擔責任。政府應加大對于污泥處置的資金投入，給予財政補貼和稅收優(yōu)惠。實施將污泥處理費納入污水處理費。
2、企業(yè)和政府應該把污泥處置當做是責任
如果污泥處理處置不當，污水處理企業(yè)將承擔首要責任，當然其前提是污水收費必須包含污泥處理所需的費用。
3、技術路線的選擇需要因地制宜
不同地區(qū)的污水處理廠處理污水產生的污泥物理、化學和生物特征具有明顯區(qū)別，因此建議在選擇工藝路線時應綜合考慮污泥泥質特征、地理位置、環(huán)境條件和經濟社會發(fā)展水平等因素，因地制宜地確定污泥處理處置方式。
四、未來的主流技術
借鑒國際經驗，未來污泥處理處置的技術發(fā)展主要有四條路徑：
1、沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術路線
厭氧消化具有以下優(yōu)點：
1)提高后續(xù)處理的效率并減少后續(xù)處理能耗。通常認為厭氧反應可以實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。通過厭氧反應，污泥中有機物去除40%-60%，有害病菌減少。此外，厭氧消化提高污泥脫水穩(wěn)定性，讓焚燒等后續(xù)處理減少35%以上的能耗。
2)厭氧消化成本較低。根據《中國環(huán)境報》統(tǒng)計，單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日)，由于不用鼓風曝氣等，節(jié)約了成本，單純厭氧消化運行費用約為60-120元/噸(含水率80%，不包括濃縮和脫水)，而好氧發(fā)酵運行費用為120-160 元/噸。
歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理，產生的沼氣轉化為電能可滿足污水廠所需電力的33%～100%。
污泥處理的權利要求書
權利要求書
1.一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：包括設置在可移動平臺上的調理裝置、壓濾機和好氧發(fā)酵裝置，其中調理裝置包括調理池、調理劑罐和連接調理劑罐和調理池的調理劑投加泵，好氧發(fā)酵裝置包括順次連接的混料機構和好氧發(fā)酵倉，調理池、壓濾機、混料機構順次連接。
2.根據權利要求1所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：還包括與所述調理裝置連接的污泥預濃縮裝置，該污泥預濃縮裝置包括出口與所述調理池入口連接的污泥濃縮機、預濃縮藥劑儲罐和連接污泥濃縮機和預濃縮藥劑儲罐出口的藥劑投加泵。
3.根據權利要求1或2所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：在所述壓濾機上設有空氣裝置，該空氣裝置與所述壓濾機連接。
4.根據權利要求3所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：該空氣裝置與所述好氧發(fā)酵倉連接。
5.根據權利要求4所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：還包括分別與所述污泥濃縮機和壓濾機連接的清洗裝置。
6.根據權利要求5所述的一種污泥處理處置系統(tǒng)，其特征在于：所述壓濾機出口和所述混料機構入口之間設有泥餅破碎及輸送裝置。
7.一種基于權利要求1所述系統(tǒng)的污泥處理處置方法，其特征在于：包括以下步驟：
1)將污泥移送至調理池中，啟動調理劑投加泵將調理劑罐中的調理劑加入調理池中對污泥進行調理;
2)將調理后的污泥移送至壓濾機中，使調理后的污泥在壓濾機的過濾介質上進行過濾，再使過濾后的污泥在壓濾機內壓榨以實現(xiàn)污泥脫水;
3)將脫水后的污泥移送至混料機構中，再將輔劑同步加入混料機構內并使該輔劑與脫水后的污泥混合均勻;
4)將混合均勻的輔劑和污泥移送至好氧發(fā)酵倉內依次經一次發(fā)酵、后發(fā)酵和腐熟段后得到堆肥產品。
8.根據權利要求7所述的污泥處理處置方法，其特征在于：在所述步驟1)前還包括步驟5)將污泥移送至污泥濃縮機內，啟動藥劑投加泵將預濃縮藥劑儲罐內的預濃縮藥劑加入到濃縮機內對污泥進行預濃縮。
9.根據權利要求8所述的污泥處理處置方法，其特征在于：在所述步驟4)后還包括步驟6)：將一部分堆肥產品排出好氧發(fā)酵倉外直接用于土地應用，將另一部分堆肥產品作為返混料運送回好氧發(fā)酵倉內與新加入的混合均勻的輔劑和污泥混合繼續(xù)發(fā)酵。
說明書
一種污泥處理處置系統(tǒng)及方法
技術領域
本發(fā)明主要涉及污泥處理技術領域，尤其是指一種移動式的污泥處理處置一體化系統(tǒng)及方法。
背景技術
污泥是污水處理過程中伴生的產物，具有含水率高(99.2%-99.8%)、體積大、性質不穩(wěn)定、極易腐化并產生臭氣的特點，需要進行處理處置后方能排放，目前，全國每年產生污泥約4000萬噸(含水率80%)，其中大多數污泥沒有得到無害化及穩(wěn)定化的處理處置。
常見的污泥處理工藝有厭氧消化、調理壓榨、石灰穩(wěn)定、好氧發(fā)酵、熱干化。厭氧消化屬于國外引進的處理技術，我國污泥中含沙量較大不適宜厭氧消化，加上工藝自身運行條件苛刻、管理復雜，使得我國大多數已建的厭氧消化項目處于停運狀態(tài)，厭氧消化的應用受限。石灰穩(wěn)定具有工藝運行簡單、投資及運行成本低的優(yōu)勢，但投加生石灰量大，嚴重浪費資源，且處理后的污泥資源化利用途徑受阻，將其作為一種臨時應急的工藝尚可，不能作為污水廠污泥長期處理的首選工藝。熱干化工藝的投資及運行成本高，部分設備依賴進口，且存在著臭氣污染的問題，可能會對周邊環(huán)境產生不良影響。好氧發(fā)酵是一種高效的污泥處理工藝，發(fā)酵產品直接土地利用是國家優(yōu)先支持的污泥處置技術路線，但如果采用含水率80%的污泥直接進行好氧發(fā)酵所需的建設及運營成本高，占地面積非常大，而經過調理壓榨深度脫水后的污泥含水率低于50%，體積僅為含水率80%的污泥的40%，再進行好氧發(fā)酵所需的投資成本和運行成本均大為降低。污泥調理壓榨深度脫水工藝通過向污泥中投加專性調理劑，改善污泥脫水性能，同時能夠殺滅部分病原菌，固化重金屬，具有投資及與運行費用低、操作簡單、工藝適用性強等優(yōu)點，在國內也得到了廣泛的應用，處理后污泥含水率降至50%以下，可與各種污泥處置方式銜接，例如好氧發(fā)酵后土地利用、焚燒及填埋等。
針對一定區(qū)域范圍內的污泥，傳統(tǒng)的污泥處理工程建設可分為集中式和分散式兩種，均呈現(xiàn)建設周期長、項目投資大、管理工作繁雜的特點，故在大中型污水處理廠應用較多，而在中小型污水處理廠應用較少，特別是數量多、分布散、污泥量小的城鎮(zhèn)污水處理廠(污水處理規(guī)模低于2萬m3/d)。這些中小型污水處理廠的資金有限、技術和管理水平不足，各自分別建設污泥處理處置工程的難度較大。為解決上述困境，提供一種無土建或少土建的污泥處理處置一體化方式，推動中小型污水處理廠的污泥處理處置發(fā)展，急需開發(fā)一套投資及運行費用低、移動靈活的污泥處理處置一體化產品。
目前國內有一部分廠商開展了車載式污泥集成處理系統(tǒng)的研發(fā)，但是開發(fā)出的產品多集中在污泥處理的某一個環(huán)節(jié)，沒有考慮后續(xù)的處置問題，對污泥處理與處置問題的系統(tǒng)性考慮不足。以此思路開發(fā)出的產品只針對污泥處理一個環(huán)節(jié)，且系統(tǒng)的自動化程度不夠，操作便捷性較差，導致系統(tǒng)處理的效率較低，人力成本高、操作繁雜，與后續(xù)處置脫節(jié)，急需改善。
發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種污泥處理處置系統(tǒng)，污泥經該系統(tǒng)處理后可直接排放，系統(tǒng)的處理效率高，且運行成本低。
本發(fā)明提供一種污泥處理處置方法，應用該方法對污泥進行處理后可直接排放和土地利用，處理效率較高。
本發(fā)明采用的技術方案為：
一種污泥處理處置系統(tǒng)，包括設置在可移動平臺上的調理裝置、壓濾機和好氧發(fā)酵裝置，其中調理裝置包括調理池、調理劑罐和連接調理劑罐和調理池的調理劑投加泵，好氧發(fā)酵裝置包括順次連接的混料機構和好氧發(fā)酵倉，調理池、壓濾機、混料機構順次連接。
該系統(tǒng)包括依次連接的調理裝置、壓濾機和好氧發(fā)酵裝置，該調理裝置包括調理劑罐、調理劑投加泵和調理池，將待處理的污泥移送至調理池內，啟動調理劑投加泵將調理劑罐內的調理劑加入調理池內對調理池內的污泥進行調理，即可提高其過濾性能;再將調理后的污泥移送至壓濾機中，污泥通過壓濾機內的過濾介質實現(xiàn)固液分離，過濾結束后的污泥在壓濾機中被二次壓榨，以實現(xiàn)進一步擠壓污泥中的水分，使污泥的含水率降低至50%以下;而該好氧發(fā)酵裝置包括好氧發(fā)酵倉和混料機構，將上述脫水后的污泥移送至混料機構中，再將輔劑同步加入混料機構內，使該輔劑與脫水后的污泥混合均勻后移送至好氧發(fā)酵倉內，輔劑與污泥在好氧發(fā)酵倉內依次經一次發(fā)酵、后發(fā)酵和腐熟段后得到堆肥產品，該堆肥產品可直接進行土地利用，應用時，也可將一部分堆肥產品作為返混料運送回好氧發(fā)酵倉內與新加入的輔劑和污泥混合繼續(xù)發(fā)酵，以提高發(fā)酵效率。該系統(tǒng)結構簡單，污泥經該系統(tǒng)處理后可直接排放，高效快捷;經過調理壓榨深度脫水后的污泥含水率低于50%，體積僅為含水率80%的污泥的40%，再將該污泥進行好氧發(fā)酵所需的投資成本和運行成本均大為降低，且對污泥進行調理可同時殺滅部分病原菌，固化重金屬，具有投資及與運行費用低、操作簡單、工藝適用性強等優(yōu)點。系統(tǒng)可移動，可滿足單獨污水廠定點或者多個污水廠聯(lián)合處理處置的需求。
還包括與所述調理裝置連接的污泥預濃縮裝置，該污泥預濃縮裝置包括出口與所述調理池入口連接的污泥濃縮機、預濃縮藥劑儲罐和連接污泥濃縮機和預濃縮藥劑儲罐出口的藥劑投加泵。當污水處理廠污水處理工藝不設置有濃縮段時，在調理裝置前設置污泥預濃縮裝置可通過對污泥進行預濃縮處理，使得污泥的含水率降低，提高污泥處理效率。
在壓濾機上設有空氣裝置，該空氣裝置分別與壓濾機、好氧發(fā)酵倉連接。一方面能夠完成經壓濾機腔室內污泥的吹芯，使泥餅表面更干燥，易與過濾介質分離，也能使卸餅時的操作環(huán)境更清潔;再者，空氣裝置可為好氧發(fā)酵倉提供污泥發(fā)酵過程中微生物發(fā)酵所需的氧氣。
還包括分別與所述污泥濃縮機和壓濾機連接的清洗裝置。該清洗裝置可對污泥濃縮機及壓濾機內部進行清洗，清洗后的污水通過前述污水處理系統(tǒng)處理后達標排放。
所述壓濾機出口和所述混料機構入口之間設有泥餅破碎及輸送裝置。在壓濾機的底部設置有泥餅破碎及輸送裝置，完成壓濾機生產出的低含水率(低于50%)的污泥的破碎及輸送，將破碎后的污泥輸送至混料機構中，結構簡單，提高系統(tǒng)的污泥處理效率。
一種基于前述系統(tǒng)的污泥處理處置方法，包括以下步驟：
1)將污泥移送至調理池中，啟動調理劑投加泵將調理劑罐中的調理劑加入調理池中對污泥進行調理;
2)將調理后的污泥移送至壓濾機中，使調理后的污泥在壓濾機的過濾介質上進行過濾，再使過濾后的污泥在壓濾機內壓榨以實現(xiàn)污泥脫水;
3)將脫水后的污泥移送至混料機構中，再將輔劑同步加入混料機構內并使該輔劑與脫水后的污泥混合均勻;
4)將混合均勻的輔劑和污泥移送至好氧發(fā)酵倉內依次經一次發(fā)酵、后發(fā)酵和腐熟段后得到堆肥產品。
在步驟1)前還包括步驟5)將污泥移送至污泥濃縮機內，啟動藥劑投加泵將預濃縮藥劑儲罐內的預濃縮藥劑加入到濃縮機內對污泥進行預濃縮。
利用該方法處理后的污泥可直接排放或直接土地利用，經過調理壓榨深度脫水后的污泥含水率低于50%，體積僅為含水率80%的污泥的40%，再該污泥進行好氧發(fā)酵所需的投資成本和運行成本均大為降低，且處理效率得到大大提高，再者，對污泥進行調理可同時殺滅部分病原菌，固化重金屬，具有投資及與運行費用低、操作簡單、工藝適用性強等優(yōu)點。
在步驟4)后還包括步驟5)：將一部分堆肥產品排出好氧發(fā)酵倉外直接用于土地應用，將另一部分堆肥產品作為返混料運送回好氧發(fā)酵倉內與新加入的混合均勻的輔劑和污泥混合繼續(xù)發(fā)酵?？杉涌彀l(fā)酵速率，提高效率。
本發(fā)明所帶來的有益效果為：
1、同步實現(xiàn)污泥的處理和處置，可達到與工程相同的效果，處理后的污泥可直接排放或直接土地利用，處理效率高，;
2、系統(tǒng)可移動，可滿足單獨污水廠定點或者多個污水廠聯(lián)合處理處置的需求。
3、投資成本和運行成本省，系統(tǒng)無需或只需較少的土建施工，省去了大部分的土建費用，同步也減少了對應的工程管理工作。系統(tǒng)基本實現(xiàn)無人值守，運行便捷。
我國污泥處理處置技術現(xiàn)狀
填埋處置
將需填埋的污泥，采用高干度離心脫水后，將其含水率降至約65%左右，此時，可按約為5kg/tDS的比例投加絮凝劑的用量;需填埋處置的污泥通過離心脫水后，將其含水率降至80%左右，此時，可按約為2.5kg/tDS的比例投加絮凝劑的用量。
污泥焚燒處置
通常，采用污泥焚燒處理工藝時，需處理的污泥必須經離心脫水后，含水率降為80%左右，按照2.5kg/tDS的比例投加絮凝劑量用量，污泥經焚燒后，殘余灰分量約為污泥干重的1/3;焚燒煙氣處理需消耗約37kg/tDS的NaOH量(NaOH價格約為3450元/t)。在此過程中，污泥運輸費用按照0.75元/(t·km)，運輸距離為40km進行計算，運輸費用為30元/t。污泥所需填埋費用，參照城市生活垃圾填埋運行費用約15元/t計算。各處理流程的耗電量約為：濃縮25kW·h/tDS，脫水75kW·h/tDS，消化150kW·h/tDS，焚燒200kW·h/tDS，電費約為0.7元/(kW·h)。
根據上述計算結果，污泥干固體處理總成本約為800元/t，以1×104t的污水產生2.0t的污泥計算，1t污水的污泥處理成本，大約為0.16元/t。按照國內大型污水處理廠污水處理部分成本0.3～0.45元/t計算，約占處理成本的35%～50%。將該數據與發(fā)達國家相比，測算結果相差不大。
污泥脫水
目前國內城市污水處理廠常用的污泥脫水方式為機械脫水，常用的機械脫水設備有真空過濾機、離心脫水機、板框壓濾機及帶式壓榨過濾機。使用最廣泛的帶式脫水機和離心脫水機，處理后的污泥含水率一般只能達到78%左右。污泥經過化學藥劑調理后再通過板框壓濾機處理，泥餅的含水率下限可達到60%以下。
厭氧消化
污泥厭氧消化是一個多級過程階段，利用兼性菌和厭氧菌進行厭氧生化反應，分解污泥中有機質，并產生可以再次利用的甲烷氣體，實現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、無害化和資源化。污泥厭氧消化是目前國際上常用的污泥生物處理方法，同時也是一種應用于大型污水處理廠中較為經濟的污泥處理方法。厭氧消化工藝分為直接厭氧消化和預處理+厭氧消化兩類。直接厭氧消化工藝即傳統(tǒng)的厭氧消化，不經過任何前期處理而直接進行厭氧消化反應的一種處理模式。通常用于有機質含量較高的污泥或摻有高濃度有機質廢物的混合污泥。
我國污泥處理處置技術發(fā)展
加大對污泥處理處置的資金投入
政府和相關部門要認識到污泥處理處置對污水處理廠日常工作的重要作用，從根本上加強對污泥處理處置工作的重視和資金的投入力度。政府也應該采用多種融資渠道，確保有充足的資金對污泥處理處置工作進行支持。政府要根據當地發(fā)展的實際情況，制定相應的優(yōu)惠政策，吸引更多的企業(yè)對污泥處理進行投資，采用投資、托管、租賃、承包等多種形式完善污泥處理處置基礎設施建設，促進污泥處理處置工作的順利進行。
完善基礎設施建設和污泥處理處置技術
目前，我國污泥處理處置工作的相關基礎設施建設仍然不健全，相關部門應該根據城鎮(zhèn)污水處理廠的相關情況完善城鎮(zhèn)污泥處理處置的基礎設施建設。
對污泥處理處置設施進行淘汰、整改、配套和完善等，確保污泥處理處置的合理性和科學性。同時，相關部門也要不斷完善污泥處理處置技術，對污泥深度脫水、余熱干化、厭氧消化等技術進行合理的選擇和應用，在對污泥進行減量化和穩(wěn)定化處理的過程中也要加強對污泥的無害化和資源化處置。針對污泥廠的不同情況采用不同的技術和工藝對污泥進行科學有效的處理和處置。
進一步明確防爆區(qū)域的安全范圍
確定污泥消化處理系統(tǒng)中的防爆區(qū)域十分重要，因為該區(qū)域的確定會對總體的平面布置、工藝設備等各方面的設計、施工造成較大的影響，要進行科學、全面的布局和設計，提高整體系統(tǒng)建設以及運行過程中的安全性，要對污泥消化處理系統(tǒng)的防爆區(qū)域進行界定，畫出科學合理的安全范圍。在沼氣系統(tǒng)的防爆區(qū)域內，相關建筑、設施的設計必須符合甲級防爆要求。另外在防爆區(qū)域內，相關建筑、設施的設計要按照國家相關安全管理部門制定的相關文件進行實施。比如，在防爆區(qū)域內防爆電氣設備符合GB3836.1～4—2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備》、GB3836.9—2006《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第9部分：澆封型“m”》等一系列的文件的要求，確保設備的安全運行。
加強對污泥處理處置工作的監(jiān)管
政府和環(huán)保部門都應該加強對污泥處理處置工作的監(jiān)管力度，對污泥的處理和運輸過程進行有效監(jiān)管，促進污泥的合理科學處理，減少污泥處理過程中的環(huán)境污染和大氣污染。依據相關法律法規(guī)對非法傾倒或者違法處置污泥的行為進行嚴厲的打擊和懲治。污水處理廠在日常的污泥處理過程中也要落實相關的環(huán)境管理規(guī)章制度，設置專門的監(jiān)督人員對污泥處理過程進行日常的監(jiān)督和監(jiān)管，并對污泥處理情況進行明確的記錄和備份，定期向環(huán)保部門和有關部門報備，對日常污泥處理處置信息進行公開化和透明化管理。
傳統(tǒng)活性污泥法
活性污泥法是有一百年歷史的污水處理方法，其缺點表現(xiàn)為：以傳統(tǒng)概念“消除污染物”為主導;基本原理無重大突破;效率低、能耗高(每人年降解COD和N需電耗約2O一25kWh);溫室氣體排放(CO2、N20等);污染物C、N、P等)資源化利用水平低。污泥問題未能解決，滯后于現(xiàn)有科技發(fā)展水平?；钚晕勰喾ǜ吣芎膯栴}無論在中國還是全球，都沒有得到解決，污泥也沒有達到其應有的資源化水平。在2014年活性污泥一百周年時，全世界科學家都一致認為：資源化是污水處理未來發(fā)展的方向，污泥的資源化利用是未來需要突破的重要環(huán)節(jié)。
污泥處理處置資源化背景
過去很多東西，我們認為是污染物，隨著大數據時代的到來，對資源和能源的期望也增加了。
在此背景下，現(xiàn)在污泥中的污染物，將來會實現(xiàn)最大程度的“資源化”。從處理處置為目標轉變觀念為以資源化利用為導向，實現(xiàn)科技創(chuàng)新服務可續(xù)發(fā)展。
歐盟的污泥管理原則
歐盟的廢棄物框架指令(2008/98/EC)提出“五層倒金字塔”原則，指導成員國按照五層優(yōu)先順序制定各自的政策法規(guī)。國家發(fā)展階段，以處理處置為主，然后是資源利用，最后是源頭控制的方式，調整為源頭控制、減量為主，資源化利用處理，循環(huán)利用，其他途徑再利用，最后才是處理處置的“五層倒金字塔”原則。“五層倒金字塔”原則的提出也充分反映了全球對污染物資源化利用的需求和期待。
污泥資源化能源化研究的熱點
未來技術都要遵循五個方面的原則：第一，以資源循環(huán)為主導的可持續(xù)發(fā)展趨勢;第二，污泥生物質能源的最大化回收;第三，污泥營養(yǎng)物質(磷和氮)的回收;第四是溫室氣體排放的控制;第五，健康安全保障。
