当前国家对城镇污泥处理处置要求遵循稳定化、减量化、无害化、资源化的原则,而且执行力度越来越严格。由于我国很多已建成污水处理厂在建厂之初没有充分考虑污泥处理问题,因此现按国家规范,要对产生的污泥进行处理,一般在原地进行升级改造,或增设污泥处理设施或建设污泥集中处理厂。

　　 电渗透污泥干化机利用外加直流电场的作用,使污泥中带电颗粒向阳极靠近,分散介质扩散层的反离子携带水分向阴极运动,让污泥中的结合水、间隙水变成游离水。电渗透污泥干化机不添加任何药剂,可使污泥含水率、总体积、总质量明显降低,符合污泥减量化政策。污泥中的细菌、病毒、虫卵经过电渗透设备后死亡率明显提高,符合无害化政策。在电渗透设备处理污泥的过程中,经过调解处理后的污泥,可以用于绿化用土和垃圾场覆盖用土,符合资源化政策。由于使用电渗透污泥改性干化机占地面积小、安装便捷,在原有污水处理厂升级改造时,无须拆除原有污泥脱水设施,直接安装干化机即可,无需征地建厂,除设备费用外只需少量改造费,综合投资可节省40%以上。战树峰和杜玉柱等人已对电渗透污泥干化机进行了相关研究^[1,2],但主要侧重于设备的改进或研发,没有对电渗透污泥干化机的实际使用效果和运行情况进行介绍。本文结合已运行案例,介绍了电渗透污泥干化机的实际运行效果,以期为污泥处理提供新思路。

　　 设计额定压泥量0.8~1t/h,装机总功率200kW,干化系统直流电压30~110V,干化系统额定电流2 400A,主机外尺寸L×W × H =3 385 mm×3 310mm×3 750mm,重量5t。

　　 哈尔滨利民污水处理厂和天津港西污水处理厂均使用了上述型号电渗透污泥干化机(各1台)。其中哈尔滨利民污水处理厂安装使用时间10个月,连续生产性试验150天。天津港西污水处理厂使用的电渗透污泥干化机投入生产运行1年,由于实际生产能力未达到设计处理能力属于低负荷运行。

　　 在2015年7~11月的150天,哈尔滨利民污水处理厂不定时抽取泥样和相应运行参数,其中部分参数在不同时间点共记录多组数据,将其算术平均值作为当天的状态值。单位耗电量和时处理量为计算值。共测试100 组泥样数据,其中原泥数据50组,干化后污泥数据50组;8 组数据为脱水污泥加水稀释后及其对应干化后的泥样检测数据,4 组数据为干化出泥对应滤带不同位置的取样检测数据。试验前阶段是按现场实际生产情况,每天需要把污水处理厂产生的脱水污泥处理完,污泥产量在1~1.3t/h,后阶段开始创造条件进行恒压、定额等有针对性试验,最后挑选类似和有代表性状态数据进行分析。

　　 干化前后污泥含水率、有机物含量、电导率和pH等参数见表1。电渗透污泥干化机设备运行参数见表2。

　　 由表1和表2可以看出,在超出设计处理能力20%(设计处理能力为1t/h,实际处理能力为1.2t/h)的情况下,电渗透污泥改性干化机可将污泥平均含水率84.74%降低为61.42%,由此可以推测,如在设计处理能力下,其出泥平均含水率可低于60%,满足污泥含水率处理要求。干化处理后污泥有机质含量平均为46.81%,符合《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T 23486—2009)要求。将1t含水率为84.74% 的污泥干化处理到61.42%,用电量仅为115kW·h/t,设备节能。

　　 在正常运行时段,会出现进泥含水率较高的情况,但该设备的抗冲击负荷能力较强,即使在原泥含水率高达90% 时,干化后污泥含水率一般不超过70%,通过简单风干可低于40%,在这种情况下功率及耗电量平均值较正常生产时略有增加,但增幅小于5.2%。对电渗透污泥干化机干化后的污泥进行风干试验,试验结果见表3。

　　 在2015年11月,对哈尔滨利民污水处理厂和天津港西污水处理厂干化前后的污泥细菌、蠕虫和蛔虫卵死亡率进行测试,试验结果见图1 和表4。

　　 由图1可以看出,电渗透污泥干化机对污泥细菌有较好的灭菌效果,干化前后污泥细菌数量大幅度减少。由表4可知,电渗透污泥干化机对污泥蛔虫和蠕虫有一定的灭菌作用,但灭菌效率存在差异。天津港西污水处理厂污泥传染性病原菌灭活效率要优于哈尔滨利民污水处理厂,其中天津港西污水处理厂干化前后的污泥中蛔虫卵死亡率从54% ~80%提高到95%~100%,满足《城镇污水处理厂污泥处置土地改良用泥质》(GB/T 24600—2009)中蛔虫卵死亡率大于95%的标准,蠕虫死亡率也从干化前56%~80%提高到干化后95%~100%,符合《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486—2009)蠕虫死亡率高于95%的标准。而哈尔滨利民污水处理厂干化后的污泥中蛔虫卵死亡率和蠕虫卵死亡率均为70%~97%,没有满足要求。分析认为,天津港西污水处理厂污泥产量低,电场对污泥作用时间长,同时污泥电导率比哈尔滨利民污水处理厂污泥高,有利于污泥改性和杀菌。因此,建议在实际生产中可调整电流电压和电场作用时间以保证灭菌达标,也可以根据污泥处理要求调整工况,提高污泥电导率,以提高对污泥蛔虫和蠕虫的灭菌效果。

　　 通过对电渗透污泥干化机实际运行效果分析可知,电渗透污泥干化机可以实现污泥的稳定化、减量化、无害化、资源化处理和处置目标,特别适合污水处理厂升级改造工程,不用增地、不需运输,简单改造、就地处理,简便快捷。