刘志丹
山东融聚源科技有限公司 济南202401
随着我国城镇污泥产生量不断增加、环保监管政策的趋严，我国污泥处理处置行业的发展面临了良好的发展机遇。2014到2020年，全国污泥处理处置市场规模由350亿元增至683.4亿元，年复合增长率为11.8%。据预测，2024年我国污泥处理处置市场规模将超过900亿元。目前污泥通过污泥脱水药剂调理后物理压榨的方式把泥饼含水率降低到35-60%以内成为企业处置污泥节能降耗的首要处理环节。如何进一步降低含水率节约综合运行成本，该技术解决了使用传统药剂易出现烂泥、压滤泥饼不成形和污泥含水率高、易堵塞滤布、进泥速度慢、氯离子超标、污泥增量、药剂使用量大、投加操作繁琐等情况，该污泥脱水技术使用高效便捷、使用量少，极大的提高了工作效率，缩短了污泥干化时间，提高了干化处置效率，降低综合处理成本。
一、研究背景
1.1项目背景介绍
随着我国经济的不断发展和人民对美好生活的追求，环保行业受到政府、企业和公众的广泛关注，其重要性日益凸显。“十九大”报告指出要加快生态文明体制改革，建设美丽中国，要建立健全绿色低碳循环发展的经济体系，推进绿色发展，着力解决突出环境问题，加大生态系统保护力度以及改革生态环境监管机制。
在《城镇污水处理厂污泥处置 分类》（GB/T 23484-2009）中城镇污水处理厂污泥处置分类：污泥土地利用（造废、改良土壤）、污泥填埋、污泥建筑材料利用（制砖）、污泥焚烧。《城镇污水处理厂污泥处置 制砖用泥质》（GB/T 25031-2010）要求污泥理化指标含水率≦40%，pH 5～10；《城镇污水处理厂污泥处置 土地改良用泥质》（GB/T 24600-2009）要求污泥理化指标含水率<65%，pH 5.5～10；《城镇污水处理厂污泥处置 单独焚烧用泥质》（GB/T 24602-2009）要求污泥理化指标自持焚烧含水率<50%，pH 5～10，助燃焚烧含水率<80%，pH 5～10，干化焚烧含水率<80%，pH 5～10；《城镇污水处理厂污泥处置 混合填埋用泥质》（GB/T 23485-2009）要求污泥理化指标含水率<60%，pH 5.5～10；《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》（GB/T 23486-2009）要求污泥理化指标含水率<40%，酸性土壤pH 6.5～8.5，中性和碱性土壤5.5～7.8。综合以上各项规定要求污泥脱水后含水率<60%，pH 5～10时才能进行后续处理利用，目前国内污水处理厂污泥脱水方式是在污泥添加絮凝剂后用机械脱水设备进行脱水。
1.2现有污泥脱水药剂技术分类
常用的污泥脱水药剂主要有聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合氯化铁、三氯化铁、石灰、阴离子聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺投加量少，一般在2%以下效果较好，形成的絮体大，而且刚性大，容易压缩，不增加泥量，无腐蚀性。单独添加聚丙烯酰胺时，虽然滤饼的含固率较高，但污泥的比阻抗值也很高，在添加量大时容易造成粘滤布现象。
石灰的缺点就是会腐蚀设备，使滤布变硬需要频繁更换，石灰的使用也会使泥量倍增，压滤后污泥和滤液pH值偏高，容易超过10，滤液中含有大量的钙离子，在回流至水处理前段时，对生化系统有影响、易结垢，时间久了堵塞管道，增加运行设施维护成本。
加入铁盐时，pH值>12，才能形成较好的污泥絮体颗粒，也就是加入的碱性物质的量较大，当pH值>8时污泥中的有机氮被还原成氨，大量的氨给环境造成二次污染，同时带入无机成分，增加了污泥量和进一步处理的难度。由于铁盐中含有大量的氯离子，滤液流入系统中容易造成出水氯离子超标，严格控制氯离子含量时已经不适合做絮凝剂使用。
铝盐包括：硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝。在加入铝盐之前，先加入石灰或碱调节pH值6～8，再加入铝盐，此时生成带正电荷的高价氢氧化物聚合体，有利于中和污泥颗粒的负电荷。当铝盐的pH值>8.2时高价氢氧化物聚合体成为铝酸离子丧失了絮凝作用。铝盐中效果较好的为聚合氯化铝，添加聚合氯化铝，虽然污泥的比阻抗值较小，但污泥的含固率很低，长期使用铝盐对管道造成一定的腐蚀。
一般情况下，污泥使用铁盐、铝盐、石灰等无机盐脱水剂，经常规机械脱水后的含水率只能达到70-80%左右，即使通过加大药剂投加量和提高压滤机压力等方式通常也难以将污泥含水率降至60%以下，距离满足后续处置利用所需含水率尚有较大差距。
二、高效污泥脱水剂技术介绍
2.1、高效污泥脱水剂特性
高效污泥脱水剂可以使带电荷的污泥颗粒通过中和电荷、桥接作用，改变污泥结构，形成微絮体，污泥颗粒小，易于脱水。 产品一改常规调理剂的弊端，采用多药剂复合而成--能将污泥有机质中的水分彻底破壁、破胶释放，并通过分离使污泥絮凝团聚，达到了泥水最大程度的分离。液态骨架的添加又大大的改善了后续脱水处理工序透水通畅，不堵滤布，提高进料速度，泥饼自动脱落，减少了设备的损耗及维护，极大的提高了工作效率，同时该污泥调理剂缩短了污泥干化时间，提高了干化处置效率。
2.2、高效污泥脱水剂主要特点
（1）与污泥作用，形成细密、结实的小絮体，大幅降低污泥脱水过程比阻。
（2）全部或部分替代无机盐类产品可实现污泥快速持续脱水，达到固液分离降低污泥含水率，减少污泥增量，降低处置成本；
（3）有利于减少过流部位结垢，减少滤布污堵，延长使用寿命；
（4）不使用FeCl3和石灰，滤液、污泥中不会残留多余氯离子和增加污泥量，避免滤布堵塞，避免滤液后续处理中对生化系统的影响；
（5）增加污泥热值，有利于焚烧、建材制砖；
（6）增加污泥有机质比例，利于后续的堆肥等田园绿化项目。
（7）可将污泥的含水率降低至35%～55%，污泥减重效果好。
2.3、应用范围
市政污水厂、化工污水厂、医药污水厂、屠宰污水厂、印染污水厂、电镀污水厂、食品污水厂、河道污泥等
2.4产品优势
在《污泥无害化处理和资源化利用实施方案》中明确指出实施污泥无害化处理，推进资源化利用，是深入打好污染防治攻坚战，实现减污降碳协同增效，建设美丽中国的重要举措。
提出规范污泥处理方式，鼓励采用厌氧消化、好氧发酵、干化焚烧、土地利用（造肥、改良土壤）、建材利用等多元化组合方式处理污泥。除焚烧处理方式外，严禁将不符合泥质控制指标要求的工业污泥与城镇污水处理厂污泥混合处理。目前大部分污水处理厂污泥脱水方式是投加传统的絮凝剂后经过机械压滤机脱水，脱水后污泥含水率在70～80%，不能满足污泥后续处置含水率的要求。即使提高压榨压力和絮凝剂的使用量，也达不到含水率低于60%的要求。
经过现在使用本司产品客户的数据反馈，压滤后污泥含水率在35～55%，在使用本司生产的高效污泥脱水剂经隔膜压滤机脱水能满足污泥脱水后续处置要求。
三、市场状况
高效污泥脱水剂通过实体+网络模式进行销售。高效污泥脱水剂现已在大庆、济南、青州、临沂、西安 长春 等各地市的工业、市政污水厂和污泥处置中心使用。各地使用客户已经成功的降低污泥综合处置成本，让客户达到污泥减量增加经济效益目的。在长春、延吉、北京、天津、衡水、德州、钦州、乌鲁木齐、福州、临汾、东营等地市工业、市政污水厂做完比对、小试和中试等试验和客户运行数据，取得较好试验数据，均能满足客户对污泥含水率的要求，能做到对客户降低综合处置成本要求。针对客户的需求，研制生产不同的类型产品以满足客户。同时不定期对客户进行回访，通过客户的反馈对产品进行改进，不断提高产品质量。
四、市场前景展望
根据2022年中国生态环境统计年报显示， 2022 年全国纳入调查的污水处理厂共有 13527 家，污水处理厂设计处理能力为31621.8 万吨/日，年运行费用为1241.3 亿元。2022年共处理污水895.0 亿吨，其中处理生活污水793.4 亿吨，占污水总处理量 的 88.7%。污水处理厂的污泥产生量为 4757.9 万吨，污泥处置量为 4737.5 万吨。
受国际社会及国内低碳环保政策的推动、能源价格的不断上涨、循环经济的需求等诸多因素的影响，一种低运行成本、稳定可靠的污泥处理技术是市场的重大需求。因此，高效污泥脱水药剂技术具有广阔的发展前景和重要的环境效益与社会效益。随着技术的不断进步和市场的不断拓展，该技术将在污泥处理处置领域发挥更加重要的作用。
