水热干化技术破解污泥脱水难题

　　清华大学环境科学与工程系的王伟教授致力于污泥水热干化技术研究27年，对其反应机理、工艺条件等进行了全面而深入的研究。目前，工艺系统已经较为成熟，同时通过开发二次闪蒸换热技术，能耗也显著降低，使实现工业化应用成为了可能。

　　2008年7月，清华大学、北京健坤伟华新能源科技有限公司以东莞市污水处理厂的市政污泥为处理对象，建设了污泥水热干化技术示范工程。2009年3月初，业内污泥处理的专家组参观了示范工程，并且给予了积极的评价。

　　脱水何以成为污泥处理的关键？

　　如何高效低耗地将污泥含水率由80％降低到60％，成为保障污泥有效处置的技术关键

　　目前，一般污泥处理技术无论是脱水还是进行消化抑或直接处理都面临效率低、能耗高的难题，污泥的细胞质/胶体结构是导致污泥处理处置的技术瓶颈和资源化利用的关键障碍。

　　污泥中含有大量的微生物细胞和有机物胶体，导致了污泥脱水困难，通常脱水泥饼含水率高达80％左右。目前，污泥处置的手段主要包括堆肥、填埋和焚烧。

　　污泥用于堆肥物料时，通常需要添加调理剂降低含水至50~60％，需要添加的调理剂总量约为污泥的60％，如污泥堆肥产品的销路不好，污泥量不但没有减少反而增加。

　　国内个别城市用垃圾卫生填埋场接纳污泥，由于污泥含水率高，容易造成填埋作业困难、渗滤液水质恶化和填埋堆体不稳定，实际上国内大部分垃圾卫生填埋场拒绝污泥进场。

　　焚烧是实现污泥减量化的有效手段，通常要求焚烧物料的热值大于1200千卡/千克，根据市政污泥的平均泥质水平，只有含水率小于50％时才能满足这一要求。

　　填埋、堆肥和焚烧都不宜直接处理含水率80％的脱水泥饼，为满足处置标准和工艺需要，含水率至少要降低到60％以下。如何高效低耗地将污泥含水率由80％降低到60％，成为保障污泥有效处置的技术关键。

　　污泥脱水难题的破解之道

　　污泥水热干化技术相对于其他改性技术，可以同时实现污泥脱水性能和厌氧消化性能改善

　　污泥脱水困难是由于污泥中的水受到多种作用力的束缚，清华大学王伟老师的课题组在实验室采用热力学解析手段对污泥的脱水性能进行了定量分析，结果显示，在脱水机可能提供的功率条件下，脱水污泥含水率由80％左右进一步降低是很难实现的。

　　水热干化技术(见本报3月19日6版《污泥脱水有了新方法》)通过将污泥加热，在一定温度和压力下使污泥中的粘性有机物水解，破坏污泥的胶体结构，可以同时改善脱水性能和厌氧消化性能。随水热反应温度和压力的增加，颗粒碰撞几率增大，颗粒间的碰撞导致了胶体结构的破坏，使束缚水和固体颗粒分离。另外，加热使污泥中的蛋白质分解，细胞发生破裂，胞内的水分被释放。经过水热处理的污泥在不添加絮凝剂的情况下，机械脱水可使含水率大幅度降低。污泥的水解宏观上表现为挥发性悬浮固体浓度的减少和COD、BOD以及氨氮等浓度的增加。