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脈沖放電極速破壁污泥干化技術
污泥脫水處理是污泥處理處置的關鍵環節，不管是污泥填埋場的污泥還是污水處理廠的污泥，含水率都在 95%以上，需要進行脫水處理，經過脫水處理后，能夠為后續的處理環節降低處理難度，由于生化污泥中大量生＊物細胞的存在，采用機械方法將其中的水分脫出十分困難，該技術將污泥中的細胞裂解，將其中的生＊物細胞破壁，這時污泥中的固體物質和水分將很容易分離，使污泥中碳含量比例大幅度提高，水分極速流出的過程叫做污泥破壁干化。
2020-09-02 13:28:04
1．前言
污泥脫水處理是污泥處理處置的關鍵環節，不管是污泥填埋場的污泥還是污水處理廠的污泥，含水率都在 95%以上，需要進行脫水處理，經過脫水處理后，能夠為后續的處理環節降低處理難度，由于生化污泥中大量生＊物細胞的存在，采用機械方法將其中的水分脫出十分困難，該技術將污泥中的細胞裂解，將其中的生＊物細胞破壁，這時污泥中的固體物質和水分將很容易分離，使污泥中碳含量比例大幅度提高，水分極速流出的過程叫做污泥破壁干化。
2.行業現狀
（1）污泥處理處置需求大。截至2018年底，中國污泥總產量為5665萬噸，據前瞻產業研究院發布的《中國污泥處理處置深度調研與投資戰略規劃分析報告》統計數據分析顯示，預計2019年我國污泥產生量將達到6325萬噸，2020年我國污泥產生量將超7000萬噸。2021年我國污泥產生量將突破8000萬噸。未來五年(2019-2023)年均復合增長率約為11.49%，并預測在2023年我國污泥產生量將達到9772萬噸。
（2）市場實際處理處置能力遠達不到處理需求。過去很長一段時期內，我國大多數污水處理廠普遍存在“重水輕泥”現象，污水得以處理后，超過80%以上的污泥被隨意傾倒排放，污染良田和土壤。國家統計數據顯示，衛生填埋、制肥、焚燒、建材等無害化處理的污泥不到60%，有近50%的污泥沒能做到無害化處理。巨量污泥已經對生態環境造成了巨大壓力，一度出現“污泥圍城”的境況。污泥富集了污水中的污染物，含有大量的氮、磷等營養物質以及有機物、?。疚⑸?、寄生蟲卵、重金屬等有毒有害物質，不經有效處理處置，將對環境產生嚴重的危害。
（3）近十年中國污泥處理市場規模發展迅速，但技術水平相對較低。在國家環保政策以及污泥處理技術發展的帶動下，我國污泥處理市場規模實現了跨越式增長，從2010年的129.8億元增長至2012年的236.6億元，分別在2014年、2016年和2017年突破300億元、400億元和500億元?？傮w增幅維持在10%以上水平。截至2018年底，污泥處理處置企業數量(含集團公司各區域子公司)達到3500家左右，其中僅2017-2018年新增企業數量達到2000家左右。目前，中國污泥處理處置企業小而多，市場集中度較低，產業比較分散。由于起步較晚，雖然經歷一段時期的發展，但與發達國家相比仍舊落后，ZUI重要核＊心處理技術匱乏，沒有考慮國內基本情況，甚至生搬硬套國外技術。而且不少處理設備陳舊落后，效果與效率都很差，大-大掣肘了我國污泥處理的進度。
（4）政策利好驅動行業快速發展。為了解決污泥處理問題，“水十條”提出將會對污泥處理領域進行相當程度的傾斜。環?！笆濉币巹澮蔡岢?，大力推進污泥穩定化、無害化和資源化處理處置，地級及以上城市污泥無害化處理處置率達到90%，京津冀區域達到95%。早在2009年，住建部與環保部、科學技術部聯合印發了有關城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策（試行），明確污水處理費應包括污泥處理處置運營成本；通過污水處理費、財政補貼等途徑落實污泥處理處置費用，確保污泥處理處置設施正常穩定運營。目前因污泥地域不同，經濟發展水平不同，污泥處理處置補貼跨度較大，與地方相關部門協商的彈性較大。據統計，市政污泥處理處置補貼在250元-450元/噸。
（5）我國污泥處理處置現狀。目前我國污泥處置方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等方式，占比分別為 65%、15%、6%、3%，可以看出我國污泥處置方式仍以填埋為主。據調研，污泥厭氧消化技術為目前應用ZUI廣的污泥生物處理技術，一般適用于日處理水量大于1×105t的污水處理廠，而我國建立了相應污泥厭氧消化系統的污水處理廠中，污泥厭氧消化系統能正常運行的不到1%；因此，大量污泥沒有得到規范化的處理而進入處置階段，直接造成了“二次污染”，對生態環境產生嚴重威脅。
當前我國污泥處理設施基本實現了“減量化”，但“穩定化”和“無害化”的處理設備運行情況達不到設計理想、污泥ZUI終處置技術路線不明確、資金不到位、以及法律法規監管體系不完善等多方面原因，污泥處理處置并沒有真正實現“穩定化”和“無害化”。
污泥的脫水處理是污泥處理處置的關鍵環節，不管是污泥填埋場的污泥還是污水處理廠的污泥，含水率都在 95%以上，需要進行脫水處理，經過脫水處理后，能夠為后續的處理環節降低處理難度，由于生化污泥中大量生物細胞的存在，采用機械方法將其中的水分脫出十分困難，該技術將污泥中的細胞裂解，將其中的生物細胞破壁，這時污泥中的固體物質和水分將很容易分離，使污泥中碳含量比例大幅度提高，水分極速流出的過程叫做污泥破壁干化。
3.設備部分
污泥儲料罐、污泥專用輸送泵、螺旋空化系統、高壓脈沖放電系統、污泥專用隔膜泵、板框壓濾設備。
4.工藝簡介
市政污泥（含水率97-99%、不添加任何物質/添加劑）送至污泥儲料罐進行儲存；
污泥通過污泥泵輸送至螺旋空化系統；
空化后的污泥進入污泥儲料罐；
通過污泥泵輸送至高壓脈沖放電設備進行細胞破壁；
破壁后的污泥通過隔膜泵打入板框壓濾設備進行擠壓，過濾液進入管網；
擠壓后的污泥濾餅通過皮帶輸送出料；
擠壓后污泥濾餅含水率在30-35%之間(可直接作為環保燃料資源化利用）。
5.工藝流程圖
6.技術優勢
a、減量化：含水率80%污泥經極速破壁干化后，污泥干化顆粒的固液分離效果大＊大改善，經簡單的機械壓濾即可得到含水率30-35%生物泥餅，污泥實際減量達到80%以上。
b、無害化：連續式封閉生產線，保障處理過程無有害物質排放。
c、資源化：該技術能夠回收污泥所含有機質能源的80%左右，經過碳化后可生成有廣-泛用途的生物炭，ZUI大限度地實現了資源化。
7.技術特性
a、獨立性：該技術可在污水處理廠內完全獨立實施處理污泥，不需要尋求或依賴外界的合作。
b、經濟性：該技術在全封閉狀態下處理污泥，含水率80%的污泥經脈沖放電破壁后僅通過機械方法即可將污泥中90%水分脫除，極大節省了運營中的能源消耗，運營成本與同行其他工藝相比有絕-對優勢。
c、穩定性：該技術處理污泥不受污泥含水率波動的影響，能保持穩定運行；對周圍空氣、水源、生態環境不造成任何污染；處理污泥完全能滿足國家相關標準的要求，做到減量化、穩定化、無害化。
8. 工藝對比
9. 開發價值
脈沖放電極速破壁污泥干化工藝有可能是未來高有機質含量固廢處理領域的一項革命性技術，將會在未來的市政固廢處理（污泥、農廢、園林廢棄物等）、工業污泥處理、食品行業固廢處理等領域，替代傳統的厭氧消化和好氧發酵技術，或與傳統處置技術形成良好的優勢互補。甚至在新能源領域，ZUI大限度保留固廢中的生物質能的污泥破壁碳化技術也有著巨大的發展潛力。
10.分析結論
該系統直接產生經濟效益，但間接的環保效益對城市更有著深遠的影響，使城市的發展不受環境制約。該項目是城市基礎設施項目，以服務社會為主要目的。它既是生產部門必不可少的生產條件，又是改善環境的必要條件，對國民經濟的貢獻主要表現為外部效果，所產生的效益除部分經濟效益可以定量計算外，大部分則表現為難以用貨幣量化的社會效益。因此，本系統建成運行后，將有效地實現污泥和固廢的規范化處理處置，改善城市的生態環境，保證城市的可持續發展。
污泥脫水處理是污泥處理處置的關鍵環節，不管是污泥填埋場的污泥還是污水處理廠的污泥，含水率都在 95%以上，需要進行脫水處理，經過脫水處理后，能夠為后續的處理環節降低處理難度，由于生化污泥中大量生＊物細胞的存在，采用機械方法將其中的水分脫出十分困難，該技術將污泥中的細胞裂解，將其中的生＊物細胞破壁，這時污泥中的固體物質和水分將很容易分離，使污泥中碳含量比例大幅度提高，水分極速流出的過程叫做污泥破壁干化。
2.行業現狀
（1）污泥處理處置需求大。截至2018年底，中國污泥總產量為5665萬噸，據前瞻產業研究院發布的《中國污泥處理處置深度調研與投資戰略規劃分析報告》統計數據分析顯示，預計2019年我國污泥產生量將達到6325萬噸，2020年我國污泥產生量將超7000萬噸。2021年我國污泥產生量將突破8000萬噸。未來五年(2019-2023)年均復合增長率約為11.49%，并預測在2023年我國污泥產生量將達到9772萬噸。
（3）近十年中國污泥處理市場規模發展迅速，但技術水平相對較低。在國家環保政策以及污泥處理技術發展的帶動下，我國污泥處理市場規模實現了跨越式增長，從2010年的129.8億元增長至2012年的236.6億元，分別在2014年、2016年和2017年突破300億元、400億元和500億元?？傮w增幅維持在10%以上水平。截至2018年底，污泥處理處置企業數量(含集團公司各區域子公司)達到3500家左右，其中僅2017-2018年新增企業數量達到2000家左右。目前，中國污泥處理處置企業小而多，市場集中度較低，產業比較分散。由于起步較晚，雖然經歷一段時期的發展，但與發達國家相比仍舊落后，ZUI重要核＊心處理技術匱乏，沒有考慮國內基本情況，甚至生搬硬套國外技術。而且不少處理設備陳舊落后，效果與效率都很差，大-大掣肘了我國污泥處理的進度。
（4）政策利好驅動行業快速發展。為了解決污泥處理問題，“水十條”提出將會對污泥處理領域進行相當程度的傾斜。環?！笆濉币巹澮蔡岢?，大力推進污泥穩定化、無害化和資源化處理處置，地級及以上城市污泥無害化處理處置率達到90%，京津冀區域達到95%。早在2009年，住建部與環保部、科學技術部聯合印發了有關城鎮污水處理廠污泥處理處置及污染防治技術政策（試行），明確污水處理費應包括污泥處理處置運營成本；通過污水處理費、財政補貼等途徑落實污泥處理處置費用，確保污泥處理處置設施正常穩定運營。目前因污泥地域不同，經濟發展水平不同，污泥處理處置補貼跨度較大，與地方相關部門協商的彈性較大。據統計，市政污泥處理處置補貼在250元-450元/噸。
（5）我國污泥處理處置現狀。目前我國污泥處置方式主要有填埋、堆肥、自然干化、焚燒等方式，占比分別為 65%、15%、6%、3%，可以看出我國污泥處置方式仍以填埋為主。據調研，污泥厭氧消化技術為目前應用ZUI廣的污泥生物處理技術，一般適用于日處理水量大于1×105t的污水處理廠，而我國建立了相應污泥厭氧消化系統的污水處理廠中，污泥厭氧消化系統能正常運行的不到1%；因此，大量污泥沒有得到規范化的處理而進入處置階段，直接造成了“二次污染”，對生態環境產生嚴重威脅。
當前我國污泥處理設施基本實現了“減量化”，但“穩定化”和“無害化”的處理設備運行情況達不到設計理想、污泥ZUI終處置技術路線不明確、資金不到位、以及法律法規監管體系不完善等多方面原因，污泥處理處置并沒有真正實現“穩定化”和“無害化”。
3.設備部分
污泥儲料罐、污泥專用輸送泵、螺旋空化系統、高壓脈沖放電系統、污泥專用隔膜泵、板框壓濾設備。
4.工藝簡介
市政污泥（含水率97-99%、不添加任何物質/添加劑）送至污泥儲料罐進行儲存；
污泥通過污泥泵輸送至螺旋空化系統；
空化后的污泥進入污泥儲料罐；
通過污泥泵輸送至高壓脈沖放電設備進行細胞破壁；
破壁后的污泥通過隔膜泵打入板框壓濾設備進行擠壓，過濾液進入管網；
擠壓后的污泥濾餅通過皮帶輸送出料；
擠壓后污泥濾餅含水率在30-35%之間(可直接作為環保燃料資源化利用）。
5.工藝流程圖
6.技術優勢
a、減量化：含水率80%污泥經極速破壁干化后，污泥干化顆粒的固液分離效果大＊大改善，經簡單的機械壓濾即可得到含水率30-35%生物泥餅，污泥實際減量達到80%以上。
b、無害化：連續式封閉生產線，保障處理過程無有害物質排放。
c、資源化：該技術能夠回收污泥所含有機質能源的80%左右，經過碳化后可生成有廣-泛用途的生物炭，ZUI大限度地實現了資源化。
7.技術特性
a、獨立性：該技術可在污水處理廠內完全獨立實施處理污泥，不需要尋求或依賴外界的合作。
b、經濟性：該技術在全封閉狀態下處理污泥，含水率80%的污泥經脈沖放電破壁后僅通過機械方法即可將污泥中90%水分脫除，極大節省了運營中的能源消耗，運營成本與同行其他工藝相比有絕-對優勢。
c、穩定性：該技術處理污泥不受污泥含水率波動的影響，能保持穩定運行；對周圍空氣、水源、生態環境不造成任何污染；處理污泥完全能滿足國家相關標準的要求，做到減量化、穩定化、無害化。
8. 工藝對比
脈沖放電極速破壁污泥干化工藝有可能是未來高有機質含量固廢處理領域的一項革命性技術，將會在未來的市政固廢處理（污泥、農廢、園林廢棄物等）、工業污泥處理、食品行業固廢處理等領域，替代傳統的厭氧消化和好氧發酵技術，或與傳統處置技術形成良好的優勢互補。甚至在新能源領域，ZUI大限度保留固廢中的生物質能的污泥破壁碳化技術也有著巨大的發展潛力。
10.分析結論
該系統直接產生經濟效益，但間接的環保效益對城市更有著深遠的影響，使城市的發展不受環境制約。該項目是城市基礎設施項目，以服務社會為主要目的。它既是生產部門必不可少的生產條件，又是改善環境的必要條件，對國民經濟的貢獻主要表現為外部效果，所產生的效益除部分經濟效益可以定量計算外，大部分則表現為難以用貨幣量化的社會效益。因此，本系統建成運行后，將有效地實現污泥和固廢的規范化處理處置，改善城市的生態環境，保證城市的可持續發展。
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