一、市政污泥的定義及特征

市政污泥是在污水處理過程中產(chǎn)生的半固態(tài)或固態(tài)物質(zhì)，是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體。污泥的主要特性是含水率高（可高達(dá)99%以上），有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細(xì)，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(yùn)輸，但它很難通過沉降進(jìn)行固液分離。

不同含水率下的污泥的產(chǎn)品性狀：

含水率>93%，污泥呈液狀；??

含水率85～93%，污泥呈流狀；

含水率65%～85%，污泥呈塑態(tài)；

含水率<65%，污泥呈固態(tài)。

二、市政污泥處理面臨的難題

近幾年各地政府對市政污泥含水率及后續(xù)的處理方式都有了更為嚴(yán)格的要求，大部分地區(qū)要求污水廠出廠的污泥含水率低于60%，在有些地區(qū)甚至要求低于40%，現(xiàn)有的污泥壓濾設(shè)備已經(jīng)很難滿足處理要求。對于含水率低于60%，有些企業(yè)在污泥進(jìn)壓濾機(jī)之前需要添加大量的石灰，或者增加壓濾機(jī)的壓力，這些措施都大幅度的增加了日常的運(yùn)行成本，添加石灰的方法更是增加了污泥產(chǎn)量，而不是實(shí)現(xiàn)污泥減量。對于含水率低于40%的地區(qū)，有些企業(yè)采用堿式熱水解的破壁技術(shù)，為后續(xù)的壓濾及污泥干化降低難度和成本，但熱水解運(yùn)行成本過高；有些企業(yè)為了滿足要求推出了板框壓濾與蒸汽（熱水）干化一體化設(shè)備，但是由于前期沒有污泥破壁處理，壓濾設(shè)備也難以作用到污泥微生物的微觀層面，還是沒有解決運(yùn)行成本高的問題。如何在壓濾及干化環(huán)節(jié)之前高效、低耗、環(huán)保的進(jìn)行污泥破壁處理，成了污泥處理整個(gè)流程的關(guān)鍵。

三、水力空化污泥破壁技術(shù)

山東福世藍(lán)水處理技術(shù)有限公司引進(jìn)的水力空化技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)的污泥破壁技術(shù)，也是污泥處置減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的基礎(chǔ)。

1、什么是水力空化

水力空化是指液體經(jīng)過的管道某處人為制造低壓強(qiáng)、高流速的狀態(tài)，當(dāng)液體壓強(qiáng)小于飽和蒸汽壓時(shí)，液體中的氣泡就會(huì)不斷膨脹，體積變大。而隨著流體運(yùn)動(dòng)，氣泡到達(dá)高壓強(qiáng)、低流速區(qū)域之后，氣泡就會(huì)塌縮、爆裂，在急劇崩潰時(shí)可釋放出巨大的能量，并產(chǎn)生速度約為110m/s、有強(qiáng)大沖擊力的微射流，碰撞密度高達(dá)1.5kg/cm2。氣泡在急劇崩潰的瞬間產(chǎn)生局部高溫高壓（5000K，1800atm），這種極端的物理?xiàng)l件足以殺死大多數(shù)的微生物并破壞其細(xì)胞壁。微生物細(xì)胞中平均 70%的是水，經(jīng)水力空化破壁后，污泥中的表面吸附水、孔隙水、以及內(nèi)部水在經(jīng)后續(xù)的離心脫水或壓濾后會(huì)與污泥分離，可大幅度的降低污泥含水率及污泥產(chǎn)量。

2、水力空化破壁設(shè)備及工作機(jī)理

水力空化污泥破壁系統(tǒng)由一臺(tái)泵、控制裝置和空化室組成，該技術(shù)是基于水力空化、機(jī)械剪切、能量沖擊區(qū)域以及壓力和真空急速變化的基本原理而成。

水力空化污泥破壁設(shè)備核心裝置由均壓室和空化室組成，污泥首先被抽到均壓室內(nèi)，然后再進(jìn)入空化室，在空化室內(nèi)通過截短的噴嘴被迫高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)液體的靜壓降落至臨界值以下，空腔開始形成并不斷擴(kuò)大，隨著噴嘴出口處的壓力突然增加，空腔無法再承受周圍壓力，空腔劇烈破滅，在此過程中，空腔周圍會(huì)產(chǎn)生極高的溫度和強(qiáng)烈的壓力波，發(fā)生水力空化現(xiàn)象完成污泥的破壁處理。

3、水力空化污泥破壁技術(shù)的優(yōu)勢

（1）適配性強(qiáng)，可與多種污泥脫水工藝結(jié)合：

（2）占地面積?。呵搜b設(shè)備尺寸僅為1.1m×1.5m×1.8m。

（3）運(yùn)行成本低：設(shè)備的運(yùn)行成本僅為泵的電耗，功率僅7-30KW。

（4）處理量大：最小的型號(hào)單臺(tái)設(shè)備處理量19m3/h，最大的處理量54m3/h。

（5）處理效果顯著：可降低8%-15%的污泥含水率。

（6）消殺各類細(xì)菌、寄生蟲、病毒細(xì)胞等，減少二次污染。

（7）設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定：可穩(wěn)定運(yùn)行10年以上。

（8）投資回收期短：設(shè)備回收期1-2年。

4、水力空化污泥破壁技術(shù)工藝流程

（1）污泥破壁處理直接與壓濾脫水相結(jié)合，如下圖所示：

此工藝可實(shí)現(xiàn)：?

√ 分散脫水，從水合惰性顆粒中釋放水，破壞絲狀細(xì)菌和細(xì)菌細(xì)胞裂解；?

√ TSS（總懸浮固體）和 VSS（揮發(fā)性懸浮固體）降低 15-17%；?

√ SVI（污泥體積指數(shù)）降低 50%-75%；?

√ 顆粒大?。?25 至 25 微米）降低 80%，顆粒均勻度有所提高；?

√ 粘度降低，泵送能力提高；?

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美國密歇根州曼徹斯特污水廠當(dāng)前工藝流程圖及運(yùn)行分析

（2）水力空化破壁技術(shù)與好氧消化結(jié)合

隨著工廠規(guī)模的擴(kuò)大，對于有好氧消化的工藝，我們需要對污泥進(jìn)行更多處理以減少所產(chǎn)生的廢物固體量。在強(qiáng)大的空化作用下，細(xì)胞裂解且廢活性污泥（WAS）粒徑減小，營養(yǎng)豐富的“食物”循環(huán)到曝氣系統(tǒng)中。這有助于建立一種內(nèi)源呼吸期，在這個(gè)過程中細(xì)胞的生長不會(huì)停止，但是自然細(xì)胞降解以及水力空化污泥破壁技術(shù)作用下引起的細(xì)胞破壞和裂解速率，會(huì)超過微生物繁殖的速率。?

水力空化污泥破壁技術(shù)用于好氧消化池的側(cè)流回路上

黎巴嫩某污水處理廠當(dāng)前工藝流程圖及運(yùn)行分析

（3）水力空化污泥破壁技術(shù)與厭氧消化相結(jié)合

對于有厭氧消化的工藝，也需要對其再做進(jìn)一步處理。與好氧消化不同的是，在好氧消化中細(xì)菌主要產(chǎn)生二氧化碳，而在厭氧消化中細(xì)菌產(chǎn)生的副產(chǎn)物是甲烷。厭氧消化池需要高溫控制，還需要一套甲烷收集系統(tǒng)。產(chǎn)生的甲烷質(zhì)量不佳（~65％），可燃燒甲烷用于沼氣池的溫度控制，或是處理后進(jìn)管道出售。

黎巴嫩某污水處理廠當(dāng)前工藝流程圖及運(yùn)行分析