王娜娜1,2，王静1,2，路远3，樊星3，李靖1,2，管文闯1,2，李扬1,2
(1.云南农业大学建筑工程学院，云南昆明650021;2.云南省高校城乡水安全与节水减排重点实验室,
云南昆明650000;3.云南腾旭市政工程设计有限公司，云南昆明650000)
[摘要]针对目前污水厂产生大量含水率较高的污泥，且填埋场地较为紧张的问题，提出应用以“氯化铁+石灰”为改性剂并引进高压带式连续污泥深度脱水技术，降低污泥含水率的措施。以云南省昆明市某水质净化厂改建工程为例，水质净水厂连续6个月的运行结果表明：高压带式连续污泥深度脱水技术使污泥含水率由80%降至60%左右，污泥由160t/d 降至87.2t/d ，污泥减量率达45.5%。高压带式连续污泥深度脱水技术能够满足国家对污泥减量化、稳定化等的要求，该工程实例可为相似工程污泥减量处理提供借鉴。
[关键词]污泥减量；高压带式连续污泥深度脱水；氯化铁；石灰[中图分类号]X703
[文献标识码]A
[文章编号]1005-829X (2021)05-0143-04
Example application of high ⁃pressure belt continuous sludge deep dewatering technology
Wang Nana 1,2,Wang Jing 1,2,Lu Yuan 3,Fan Xing 3,Li Jing 1,2,Guan Wenchuang 1,2,Li Yang 1,2
(1.School of Architectural Engineering ,Y unnan Agricultural University ,Kunming 650021,China ;2.Key Laboratory of Urban and Rural Water Safety and Water Saving and Emission Reduction ,
Kunming 650000,China ;3.Yunnan Tengxu Municipal Engineering Design Co.,Ltd.,Kunming 650000,China )Abstract :At present ,the sewage plant produces a large amount of sludge with high water content ,and the landfill site is relatively tight.To address this problem ,the water content of sludge was reduced by applying “ferric chloride+lime ”as modifier and introducing high ⁃pressure belt ⁃type continuous sludge deep dewatering technology.Take the
reconstruction project of a water purification plant in Kunming ,Yunnan Province as an example ,the operation results of the water purification plant for 6consecutive months showed that :High ⁃pressure belt continuous sludge deep dewa ⁃tering technology could reduce the moisture content of sludge from 80%to about 60%,sludge from 160t/d to 87.2t/d ,and the sludge reduction rate reached 45.5%.The high ⁃pressure belt type continuous sludge deep dewatering techno ⁃logy can meet the national requirements for sludge reduction ,stabilization ,and harmlessness ,and provides enginee ⁃ri
ng examples for similar projects.
Key words :sludge reduction ;deep dehydration of continuous high ⁃pressure belt sludge ;ferric chloride ;lime
[基金项目]云南省应用基础研究计划项(2017FD081)；云南省重大科技专项(2020ZF011)；云南省教育厅科学研究基金项目(2020Y0174)
随着我国经济的快速发展、城市人口大幅增长，人们的用水量不断增加。随着用水量的增加将会产生大量的污水、污泥，导致目前市政污水处理厂污泥产量大、污泥脱水不彻底、填埋场地紧张等问题，污泥减量化处理已经迫在眉睫。为了积极响应国家号召，满足最新的污泥处理标准，当务之
急是使污泥含水率降低到60%或更低后再进一步处理处置。污泥机械脱水是目前最有效的污泥
减量化形式〔1〕，所以本工程就高压带式连续污泥深
度脱水技术这一污泥机械脱水技术在实际工程应用中运行情况进行说明，以期为类似项目提供参考。
第41卷第5期2021年5月工业水处理
Industrial Water Treatment
Vol.41No.5May ,2021
DOI :10.11894/iwt.2020-0609
143
根据不同工艺设备的比选，从经济、技术、项目的实际情况等，本工程采用高压带式连续污泥深度脱水设备进行污泥深度脱水。
2.2
改造工艺
净水厂采用3套高压带式连续深度脱水设备
(2用1备)，单套设备处理含水率为80%的污泥能
力为5t/h ,2套同时工作时，每天的设计工作时间为
16h 。高压带式连续污泥深度脱水成套设备包含污泥改性混合机(单机额定功率为5.5kW )、连续污泥
深度脱水机(单机额定功率为8.25kW )、改性剂(氯化铁+石灰)定量投加装置、污泥输送机、冲洗水泵、空压机、自控系统等，基本工艺流程见图1。
图1
高压带式连续污泥深度脱水系统工艺流程
设备占地
能耗
运行模式
能否与现状脱水设备衔接
处理后污泥含水率可行性后期运行管理脱水机房运行环境建设周期
高压隔膜板框压滤脱水机须设平台，占地大，现有建筑物很难利用，需新增用地一般占污水厂总装机
功率为15%左右，甚至
需要申请新增用电容量间歇运行板框压滤机进料污泥含水率要在92%~97%，现存的带式脱水机脱水后污泥含水率为80%左右，与板框
压滤机的进料浓度要求不相符
60%以下
差劳动强
度大差
长
高压带式连续污泥深度脱水机落地安装，占地小，一般可利用污泥传输间空余场地布置系统成套装机功率较低一般占污水厂总装机功率为2%左右
连续运行进料的污泥含水率为80%左右，与净水厂现状脱水后污泥浓度相匹配，可以实现与现有污泥脱水设施快速对接60%以下好方便好短封闭式低温滤饼干燥机
占地面积较大，需要多个模块单元进行拼装每吨含水率为80%的
污泥降至含水率为40%需要消耗150kW ·h
连续
运行含水率为80%的污泥直接进入低温干化机易产生堵塞60%以下差
方便
好
短
1工程概况
净化水机
以云南省昆明市某水质净化厂为例，其水质净
化厂产生污泥量为160t/d (含水率为80%)，为了降低污泥含水率，净化厂决定采用高压带式连续污泥深度脱水技术对其进行深度脱水。经过此技术脱水后，降低了污泥含水率，提高了污泥的稳定性。低含水率的污泥容易粉碎可用于制水泥、烧制砖、垃圾填埋场覆盖土等多个用途，实现废物资源化利用〔2-6〕。
2
改造工艺的选择和特点
2.1
技术工艺比选
目前可用于深度脱水的技术主要有：高压隔膜
板框压滤机脱水机技术、高压带式连续污泥深度脱水机技术〔7〕、封闭式低温滤饼干燥机技术〔8〕。
2.1.1高压隔膜板框压滤机脱水技术
高压隔膜板框压滤机通过物理挤压实现污泥脱水。通过板框给污泥施加压力，含水污泥受力使得水分得以分离出来，达到降低污泥含水率的目的。高压隔膜板框压滤机的优点是脱水后泥饼含水率较低、卫生条件较好；缺点是脱水效率较低、初期投资较高、可行性差、占地较大等。目前该种设备使用情况还比较广泛，但是此设备占地较大，需要提前规划好
建设用地情况，因此较多用于新建污水处理厂，后期
改建使用此技术较少〔9-11〕。
2.1.2
高压带式连续污泥深度脱水机技术
高压带式连续污泥深度脱水机通过加入污泥改
性剂破坏污泥中微生物细胞壁，使得细胞脱水，进而改变了污泥颗粒间的结构，使污泥颗粒间孔隙率增加，通过高压带式连续污泥深度脱水机对污泥进行高压、密集物理挤压，从而实现污泥和水的深度分离。
高压带式连续污泥深度脱水机可连续运行、占地小、能耗低、操作简单、自动化程度高，能与净水厂现存的污泥脱水设备快速对接，有效缩短施工工期。在改扩建项目中，因其设备占地较小、方便施工、脱水效率高等优点有较多的污水处理厂选择运用〔12〕。2.1.3
封闭式低温滤饼干燥机技术
封闭式低温滤饼干燥机的占地面积较大，设备
将每吨含水率为80%的污泥降至含水率60%需要150kW ·h ，能耗太大，建成后运行费用高，污泥脱水效果较好，但可行性较差，且污泥含水率为80%时进干燥机易造成其阻塞，能耗太高，后期运行费用也
高，因此使用不广泛〔13〕。
目前常用的深度脱水的工艺见表1。
表1
常用深度脱水
工艺
工程实例
工业水处理2021-05,41(5)
144
(1)污泥改性。将一次脱水后产生的污泥经输送机定量送入污泥混合器，与定量污泥改性剂(氯化
铁+石灰)〔14〕快速、均匀地混合〔15〕。一方面，破解活性污泥结构，释放结合水和胞内水；另一方面，构建微型骨
架体，增加污泥絮粒强度，提高污泥脱水功能〔16〕。
(2)深度脱水。改性后的污泥经高压带式连续深度脱水机逐渐增加的多组压榨机挤压，一次脱水难分离的水分会被进一步压出，实现污泥和水分离，降低了污泥含水率。经深度脱水后的污泥，含水率降到60%以下，为5~10mm 多孔隙薄片状污泥〔16〕。
(a )一次脱水污泥
(b )深脱后污泥
图2污泥深脱前后对比
(3)改造工程设计。原有的脱水机房为钢筋砼结构，分为两层，一层尺寸为L ×B ×H =14.4m ×12.3m ×4.5m ，二层尺寸为L ×B ×H =14.4m ×14.4m ×4.5m 。为了便于施工及安全性考虑，新增脱水设备及配套设
施安装在一层，新建污泥堆棚1座(L ×B ×H =18m ×
6m ×7m )。
2.3改造工艺特点
(1)结合原有污泥脱水设备和设施，避免重复投资和建设、节约投资;(2)每个净水厂的新增装机功率都较低;(3)能够利用原有的脱水设备，在改造期间原污泥脱水设备仍可正常生产;(4)设备连续运行，处理效率高。
3改造前后技术分析
3.1
技术指标分析
改造前后技术指标对比见表2。
表2
抽油机模型
改造前后技术指标对比
原污泥经一次脱水后，泥饼含水率为80%，不能满足国家相关要求；改造增加高压带式连续污泥深度脱水设备，可使污泥含水率由80%降至60%；改造后，污泥减量率达到45.5%，由160t/d 减至
87.2t/d 。
3.2经济效益分析
原来一次污泥脱水和改造工程运行成本(仅核
计药剂费、填埋费用和电费等付现费用)分析结果见表3。
表3
污泥脱水运行成本分析
净水厂增加高压带式连续污泥深度脱水处理工艺，以氯化铁+石灰为改性剂，具有污泥脱水操作方便、经济实用、效果好等特点。污泥深度脱水工艺的运行成本为39.55元/t ，虽比一次脱水工艺的运行成本33.5元/t 高了一点，但是节省了后续污泥的各项处置费用，此污泥深度脱水工艺可以较好地改善环境并具有一定的经济优势。
4结论
通过对云南省昆明市某水质净化厂污泥减量化
处理的改造，解决了污泥含水率高的问题。在保留净水厂原有污泥脱水系统(污泥含水率为80%)的基础上，增加高压带式连续污泥深度脱水设备，采用35kg/t 的石灰和10kg/t 的氯化铁对污泥进行改性，深度脱水后的污泥含水率降至60%；与改造前工艺相比，污泥量由160t/d 减量至87.2t/d ，改造后外运污泥减量率达45.5%；深度脱水后污泥能够满足国家对污泥减量化、稳定化等的要求，减量效果显著，可为其他相似污泥减量处理提供借鉴。
参考文献
[1]史骏.城市污水污泥处理处置系统的技术经济分析与评
价
项目
改造前带式脱水污水处理工艺改造后高压带式连续深度脱水工艺
一次脱水污泥量/(t ·d -1
)160160一次脱水污泥平均含水率/%80
投加固体药剂—
石灰35kg/t 、氯化铁10kg/t
处理后污泥平均含水率/%8060
处理后污泥量/(t ·d -1
)16087.2外运污泥处置方向填埋改造后外运污泥量减量率/%
—
45.5
项目
改造前(一次脱水)
污水处理工艺
改造后(三氯化铁+石灰)高压带式连续深度脱水工艺
耗电量/(kW ·h ·t -1)56电价/[元·(kW ·h )-1]0.70.7石灰消耗量/(kg ·t -1)035石灰单价/(元·kg -1)0.730.73氯化铁消耗量/(kg ·t -1)—10氯化铁单价/(元·kg -1)
0.980.98PAM/(kg ·t -1)20—PAM 单价/(元·kg -1) 1.5 1.5药剂费/(元·t -1)3035.35动力费/(元·t -1) 3.5 4.2总费用/(元·t -1)
33.5
39.55
工业水处理2021-05,41(5)
王娜娜，等：高压带式连续污泥深度脱水技术的应用实例
145
(上接第142页)
3结论
本研究建立了一种利用离子谱技术同时分析测定煤化工废水中的7种无机阴离子的方法。结果表明，该方法灵敏度较高，其中F-、Cl-、NO3-、SO42-检出限分别为0.03、0.21、0.55、0.86mg/L,7种无机阴离子加标回收率为95%~104%，精密度及重现性RSD 为0.13%~2.52%。该方法具有分析效率高、
线性范围广、重现性好、测定结果准确等优点，可同时进行煤化工废水中7种无机阴离子定量分析，对煤化工废水监测具有重要意义。
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豫公网安备41160202000603
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