集美污水处理厂污泥深度脱水技术分析开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

城市污水处理厂污泥泥量日益增多，使污泥脱水设备处理能力逐渐低于设计值，未能及时处理的污泥将对环境造成污染危害。截至2015年6月底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3802座，污水处理能力约1.61亿m3/d。然而，由于我国污水处理厂建设存在严重的重水轻泥现象，导致大量污泥积压，未得到合理安全的处理处置^[1]。在污泥产量不断增长，处理处置技术尚不完善，处理处置标准逐渐严格的情况下，污泥深度脱水技术显得尤为重要。

污泥深度脱水是污泥处理的一套技术体系:指通过一系列技术方式对污泥进行调理预处理，以破除细胞壁，释放毛细水、附着水和细胞内水，在改善污泥的脱水性能后，进一步借助有效措施对污泥进行脱水，使污泥含水率达到降低至55%~65%(特殊条件达到50%以下)。该技术在国外20世纪70-90年代应用较多，而我国国内关于污泥深度脱水技术的应用较晚，但发展较快,与我国目前大量污泥的积压有直接联系。污泥调理脱水至含水率60%以下后具有巨大的减容效果，在进一步处置之前降低污泥含水率可以极大降低资本投入与运输管理费用。

污泥深度脱水的污泥调理预处理是技术体系中的关键步骤，预处理调理主要分为化学调理、物理调理和生物调理，其中化学调理是目前应用较为广泛的技术方法^[3,5-6]，污泥深度脱水技术主要从化学调理脱水技术、生物调理脱水技术及电化学脱水技术等三方面着手。

2. 研究的基本内容和问题

2013年底，全国城市污水处理厂湿污泥（含水率80%）年产突破3800万t；而到了2020-2050年，全国人口将达到顶峰，同时污泥年产将突破6000万t。由于中国几十年来的重水轻泥现象，有80%的城市污泥没有得到妥善的处置，而要对这些污泥进行合理的处置，很重要的一方面就是对污泥进行脱水，减小污泥体积，减少污泥体积，减轻处置压力。

而目前市场上主流的污泥脱水设备和脱水技术只能脱水到含水率约为80%，减容量无法达到需要，需要新的，效果更好的深度脱水技术来对污泥进行脱水。污泥深度脱水技术主要在化学调理脱水技术、生物调理脱水技术及电化学脱水技术等三方面进行研究和发展。同时，污泥深度脱水的污泥调理预处理是技术体系中的关键步骤，预处理调理主要分为化学调理、物理调理和生物调理三个方面。

当前污水处理厂的污泥只有20%得到了妥善处置，其余部分进行了填埋甚至随意堆置，对环境造成了巨大危害。针对全国污泥产量大，且仍呈增长趋势，含水率较高，城市污泥处理能力不足的情况，急需对所产污泥进行深度脱水。以便更好的进行对污泥的妥善处理处置，减轻对环境影响。国家环境保护部环办［2010］157号《加强城镇污水处理厂污泥污染防治工作的通知》要求污水处理厂以贮存(即不处理处置)为目的将污泥运出厂界的，必须将污泥脱水至含水率50%以下。由此污泥深度脱水成为了人们关注和研究的热点。

3. 研究的方法与方案

污泥深度脱水的污泥调理预处理是技术体系中的关键步骤，预处理调理主要分为化学调理、物理调理和生物调理。污泥深度脱水技术主要在化学调理脱水技术、物理预处理脱水技术、生物调理脱水技术及新型脱水技术这四个方面。

化学调理污泥脱水技术通过加入带正电基团的絮凝剂，通过压缩双电层、电荷中和、吸附架桥和网捕作用使污泥胶体脱稳，实现固液相分离，并通过重力沉降进一步降低污泥含水量。研究中通过对不同絮凝剂（传统污泥絮凝剂，新型有机絮凝剂，复合型絮凝剂）的相互比较来得出各者的优缺点，以选取较合适的絮凝剂。

生物调理脱水技术中，生物沥浸调理技术可实现污泥深度脱水且不影响污泥泥饼有机质含量，处理后污泥饼可有效地进行资源化利用，具有较高的环境效益、社会效益和经济效益。而酶预处理脱水技术，eps有助于污泥絮体的稳定性和过滤性。

4. 研究创新点

化学调理是通过向污泥中投加调理剂，产生电性中和和吸附架桥的作用，破坏污泥胶体颗粒的稳定，使分散的小颗粒之间相互聚集形成大颗粒，从而改变污泥的脱水性能。化学调理剂一般包括无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂。

电化学法污泥脱水基于电场中固液分离的电渗透现象，影响脱水效率因素主要有:电场强度、压强、处理时间、污泥层厚度。实验优化工作参数为40 v/cm电场强度、20 kpa工作压强、污泥层厚度20 mm、处理时间6～8 min。电化学法处理是一种绿色的污泥脱水形式，与现工艺热干化、化学调理 高压压榨方法实现污泥深度脱水技术相比具有显著优势，将会给污水处理厂生化污泥深度脱水处理带来革命性变化。

生物沥浸技术主要通过化能自养的嗜酸性硫杆菌和耐酸性异养菌共同对污泥进行调理，改善污泥脱水性能，同时溶出污泥重金属。污泥经生物沥浸处理并机械脱水后，重金属含量大幅减少，恶臭消除，泥饼含水率降低至60%以下，污泥干基有机物几乎不损失，便于后续资源化利用。

5. 研究计划与进展

根据网上查找的资料，把目前国内国外的污水处理厂污泥深度脱水技术进行比较，列举出每个技术之间的优缺点，目前的发展情况，在实际中的应用情况等。同时与老师和研究生学长学姐进行讨论核实，保证所查阅资料数据内容的合理性，准确性。能够对于行业内主流的技术了解完全，对于比较前沿的新的污泥深度脱水技术有所了解，大概清楚这一块目前的发展状况。

对于珠海市拱北水厂，要完全了解清楚该水厂的污泥处理状况，整个流程，选择此种污泥脱水和深度脱水技术的背景，把目前所采取技术与行业内其他技术进行比较，得出水厂内所采取技术的优劣势。根据与老师学长学姐之间讨论得出的结果，与自己对于污泥深度脱水技术的俩接进行总结，得出自己的结论。