摘要：城镇污水处理厂的剩余污泥经初步脱水，含水率约80%，不添加任何药剂直接压滤使含水率降至55%左右，此时污泥可进行自焚烧，产生的热能可作为生活热源使用，焚烧尾气经水膜除尘、除油消烟，生物除臭后排放。
关键词：污泥深度脱水 含水率
1 污泥深度脱水的现状
目前业界脱水技术大致呈现以下几种方法
1.1采用常规机械压力脱水的技术
目前污泥脱水工艺以机械脱水为主，主要有：真空吸滤法、离心法和压滤法。主要的机械设备有：转鼓式真空过滤机、转鼓式离心机、板框压滤、带式压滤脱水、螺旋压榨脱水等。这类型脱水机械脱去的仅是污泥中自由间隙水，虽经脱水，污泥水份仍有75%～85%左右。
1.2采用热力脱水的技术
热力脱水一般采用蒸汽、烟气或其它热源，它不是一般意义的烘干。常用设备为浆叶机、套筒机或流化床等，也有以造粒或喷雾形式提高热效率。由于热力脱水必须依赖热源制热或余热利用，但由于存在使用蒸汽不经济，利用锅炉烟道气影响系统稳定，建设独立热源代价大，利用余热须改动原有工艺设施等因素，再者，干化后要资源化利用，且不能因脱水而破坏污泥原赋有的热值。因此，从某种意义上讲，热力干化是以热能置换，是“以热换热”，出现严重的热平衡负效应，但其结果是“以大置小、得不偿失”。
1.3采用添加固体粉末改性+板框压滤机压滤技术
添加固体粉末进行污泥改性，使改性后污泥经板框压滤机压滤将污泥脱水至含水率60%以下，但添加的固体粉末量较大，只是增加了污泥中固体含量，增加了污泥中灰分，降低了污泥中的有机物含量和热值等。其实质是没有降低污泥中的水分，仅是采用一种水多加面，面多加水的一种假象。
1.4采用热力和机械压力一体化污泥脱水的技术
它是采用一种低温热源把污泥加热至150度-180度，然后以螺旋压榨予以脱水，如日本推出的“FKC”机。这种设备仍然需要依赖一个热源，而且这种特殊螺旋压榨机构造复杂、价格昂贵，更换部件的代价很大；同时，它的生产效率较低。因此，业内采用不多，难以成为一种选型“热点”。
2 直接压滤式污泥深度脱水设备
盐城市城东污水处理厂在广泛研究国内外有关污泥处理技术的基础上，结合我国国情和节能减排环保政策，开创性地成功开发出了一套适合我国国情的污泥处理实用型新技术—直接压滤式污泥深度脱水工艺及设备。
该工艺及设备不添加任何辅料，也不需要外加热源的情况下，能快速地将污泥含水率从80%降低到55%以下。真正实现减量化，为污泥的后续处置清除了障碍，而且占地面积小，运行成本低。该工艺及设备已获多项国家专利，通过国家鉴定，在国内污泥深度脱水技术及设备中，技术上处于国内领先水平。
2.1工艺流程简述
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图1直接压滤式深度脱水工艺流程示意图
直接压滤式污泥深度脱水工艺及设备由自动包泥系统、初压系统、程序化主压滤系统、自动缷泥系统、污泥输送及料仓系统。
自动包泥系统主要包括自动进料机、自动抓滤布滤板机、自动翻板机、压滤框等。初压系统包括自动初压装置等。程度化主压滤系统主要包括主液压系统、导向系统、排水系统等。自动缷泥系统主要包括自动翻布机、自动缷板机、自动缷泥机、自动输送滤布滤板机、污泥输送机、压滤框转运系统等。
2.2技术特点及优势
直接压滤式污泥深度脱水工艺及设备不是一台设备，而是一套工艺包；也不是一项孤立的技术，而是集多项技术的一个系统。与通常的深度脱水和热干化法相比，在投资和运行成本上具有优势，可应用于污水厂现有污泥脱水设施的改建、扩建及新建污水厂的污泥深度脱水。其特点及优势为：
1、直接式
2、物理法
3、不添加任何辅料及药剂
4、不外加热源，能耗低
5、占地面积少，可在污水处理厂内建设
6、投资与运行成本低
7、自动化程度高
8、环境友好
9、直接压滤式污泥深度脱水工艺及设备可以与自行焚烧炉相配套，城镇污水处理厂的污泥在厂内完全可以做到“减量化、无害化、稳定化及资源化”。
3 污泥自焚烧的条件
直接焚烧技术是在污泥含水率较低和热值较高的前提条件下，添加少量辅助燃料或不添加辅助燃料进行焚烧处理。但当污泥含水率较高，热值较低时，直接进入焚烧炉焚烧会消耗大量的辅助燃料，能量利用率低，运行费用高。GB/24602《城镇污水处理厂污泥处置单独焚烧用泥质》规定了污泥单独焚烧的理化性质，见表1。
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由表1 可以看出: 污泥单独焚烧需要满足一定的含水率、热值、pH、有机物含量要求。因此，采用污泥直接焚烧的技术一般先将污泥干化后再焚烧。干化焚烧技术一般由干化、焚烧和尾气处理等部分组成，可以利用焚烧产生的热量干燥污泥，能量利用率高，甚至可以实现不添加辅助燃料自持燃烧，干化焚烧是污泥直接焚烧处理的首选工艺。
3.1城市污泥的理化特性
采取这种脱水方式实际应用的我公司（东台市碧之源净水有限公司）含水率80%的污泥为样本，经过测定取得以下理化特性数据：
（1）原状污泥含水率
原状污泥含水率为50%~60%；最高值达62%，计算热平衡时即取62%。
（2）干污泥烧失量
经105～110℃烘干1天后的干污泥烧失量为46%~60%；计算物料平衡时取低值48%。
（3）灰渣量
经过焚烧后，原状污泥的灰渣量一般为19～30%。东台市碧之源净水有限公司原状污泥的灰渣量为1×（1-62%）×（1-48%）=19.8%，即1kg原状污泥经过焚烧后其灰渣量为0.20kg。
3.2 污泥可燃元素成分分析
污泥的可燃元素成分分析见表2-1，表中干基含量是指原状污泥经105～110℃烘干1天后测得的各元素的百分含量，湿基含量是指各干基含量乘以（100-污泥含水百分率）/100而得到的值。
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3.3 污泥主要化学成分与矿物成分
污泥主要化学成分见表2-2。
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污泥主要矿物为石英和粘土类矿物见图2-1。
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图2-1 污泥的XRD图
3.4污泥发热量
原状污泥经105～110℃烘干1天后得到干污泥，干污泥（dry sludge，公式中以ds表示）测得的干基低位发热量Qnet,ds为7099kJ/kg-ds，其原状污泥的低位发热量为：
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东台市碧之源净水有限公司经二次压滤的污泥干基低位发热量为7099kJ/kg-ds大于5000kJ/kg，因此，可实现自持平衡焚烧。
3.5污泥休止角和堆积密度
污泥的堆积密度和休止角见表2-3。
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3.6焚烧工艺流程
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4 工艺流程
我公司通过对盐城市城东污水处理厂污泥处置工艺流程的调研、考察学习消化。立即组织相关技术人员针对我公司的污泥处理工艺流程进行优化调整升级，同时请盐城市城东污水处理厂的专家进行技术指导，经过理论分析及试生产性实验，最终建成了目前国内最短流程的污泥处理处置生产线，其流程如下：
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图3污泥处置工艺流程图
本工艺流程的核心是污泥直接压滤式深度脱水和污泥自焚烧，由于深度脱水设备能够在不添加调理剂的情况下直接使污泥深度脱水，从而有效地保证污泥在低含水率、高有机质含量的条件下实现污泥自焚烧。
5 项目运行情况
经应用推广，东台市碧之源净水有限公司污水设计日处理能力5万吨，目前实际处理水量约3.2万吨，剩余污泥产量约20吨（含水率80%）。污泥处理处置系统在原带式压滤脱水机和叠环式脱水机后建设了污泥深度脱水机房，并于2019年下半年投入运行。
结语
经过实际运行统计数据分析，80%含水率污泥的吨处理处置运行成本约190元，在江苏及全国范围内均处于较低的水平。目前正在深化运行管理，分析是否存在进一步优化处理处置工艺，降低污泥处理成本的潜力。