污泥高干脱水技术发展现状及案例分析

·313·建筑与发展Jian Zhu Yu Fa Zhan工程实录Gong Chen Shi Lu

引言：随着我国城镇化水平和污水处理的快速发展，每年城市污水排放量超过350亿吨以上[1]。城市污水的处理过程会产生大量的废弃污泥，其包括初沉污泥和剩余污泥。目前我国城市污水处理厂每年排放的污泥量约为130×104t干泥，而且年增长率>10%[2]。城市污水处理产生的污泥的处理处置问题十分突出，引起了社会各界的高度关注。我国污水处理厂通常采用浓缩（包括重力浓缩、气浮浓缩和机械浓缩等）和机械脱水（包括带式压滤机、离心脱水机和螺旋压榨脱水机等）去除污泥中的水分以减小污泥的体积，经过机械脱水后污泥含水率大约为75-80%，一般外运以简单填埋或焚烧进行处置[3]。然而，为了预防污泥填埋厂的坍塌和减少填埋渗沥液的产量，国家相关部门规定用作填埋的污泥含水率不得超过60%[4]；另外，含水率过高的污泥其热值比较低，进行焚烧时还需要添加许多辅助燃料，这大大增加了污泥焚烧的运行成本。因此，迫切需要对现有污水处理厂机械脱水后的污泥进行深度高干脱水，进一步降低其含水率以满足填埋和焚烧的要求。深度高干脱水是指脱水后污泥含水率达到55％~65％，特殊条件下污泥含水率还可以更低。本文总结了目前常用的污泥高干度脱水技术。1　污泥热干化技术[5]污泥的热干化是指通过污泥与热媒之间的传热作用，脱除污泥中水分的工艺过程。污泥热干化系统主要包括储运系统、干化系统、尾气净化与处理、电气自控仪表系统及其辅助系统等。污泥干化设备按热量传递方式不同分为直接加热和间接加热两种方式。其中常用间接加热方式。目前应用较多的污泥干化工艺设备包括流化床干化、带式干化、桨叶式干化、卧式转盘式干化、立式圆盘式干化和喷雾干化等六种工艺设备。可用的热源按成本从低到高依次如下：①烟气；②燃煤；③蒸汽；④燃油；⑤沼气；⑥天然气。一般来说间接加热方式可以使用所有的能源，其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式，则因能源种类不同，受到一定限制。其中燃煤炉、焚烧炉的烟气量大，又存在腐蚀性污染物，较难使用。尽管污泥热干化技术是目前最常用的污泥高干脱水方法，但是其存在着如下固有的技术缺陷：（1）干燥能耗很大；（2）设备体积庞大；（3）污泥粘壁性使得间接干燥传热效率严重受限；而直接干燥需要较高的气流速度和后续除尘等。因此，污泥热干化技术设备投资建设费用和运行成本均较高。2　石灰稳定技术[5，6]通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混，生石灰与脱水污泥中的水分发生反应，生成氢氧化钙和碳酸钙并释放热量。根据石灰投加比例（占湿污泥的比例）的不同（5％~30％），可使含水率80％的污泥在设备出口的含水率达到74.0％~48.2％。通过后续反应和一定时间的堆置，含水率可进一步降低，从而实现污泥高干脱水。相对污泥热干化技术，污泥石灰稳定工艺基建投资较低，根据规模及混合设备选型不同，固定资产投资约为2~4万元/t污泥（含水率80%）。工艺直接运行费用主要由石灰、电、人工、设备维护等费用组成。根据石灰掺混比例不同，单吨运行成本约为50~150元，其中，石灰消耗可占到总运行费用的70％~90％。由于添加消石灰不仅增加了添加物成本也会增加运输成本，从而削弱了脱水效益，同时增加了无机物含量，影响后续处理效率，因此，未能得到普遍认可和持续使用。3　电渗透高干脱水技术及相关案例分析[7]3.1电渗透高干脱水的原理电渗透脱水是指利用直流电场的作用将污泥的表面吸附水和部分间隙水与污泥相分离的方法。在直流电场作用下带负电的污泥颗粒向正极移动而带正电的水则向负极迁移，从而实现水和污泥颗粒的分离，分离后的水穿过污泥层向阴极移动，聚集后可以排出污泥之外[8]。上述整个过程无相变发生，所以从原理方面讲过程耗能低，效率高。3.2电渗透污泥干化设备特点1）污泥高干脱水：污泥含水率由脱水前的99%或85%降低至60%以下；2）节省能耗：与传统热干燥的能耗相比节能约30%；3）设备简单：设备体积小，可减少基建成本；4）操作简易：操作人员可以容易地操作和维修；5）经济实惠：合理的价格，低运行成本，低维修费用，节省泥饼存仓、运输、掩埋和干燥等费用。3.3投资及运行费用：投资费用：比热风干燥低20%左右。运行费用：比热风干燥低30%左右。3.4综合比较电渗析污泥干化工艺不仅满足国家处置标准，而且具有经济效益。电渗析污泥干化设备占地小，操作简单，把污泥在污水厂做成燃料再外运运费少。该工艺投资省、运行费低、维护费低、环保高效，真正解决了污泥见谅处置及再利用等难题。4　结束语目前污泥深度脱水技术最为成熟和最常使用的是污泥的热干化技术。但是其成本高昂，极大阻碍了该技术的进一步推广应用。由于添加消石灰的石灰稳定深度脱水技术也因为成本和无机物含量增加影响后续处理效率等问题而未能得到普遍认可和持续使用。电渗透高干脱水技术是一种成本低廉、操作简易和环保高效的新技术，具有很好的应用前景。但是该技术的成熟性尚需进一步验证，其相关的设备尚需进一步开发和扩大应用。污泥深度脱水的能源应该朝向太阳能、冷能等可再生能源和锅炉废热利用的方向发展。在我国，太阳能聚光技术已经比较成熟，如果将太阳能利用起来用作污泥深度脱水的热源，经过集成喷雾干燥等技术，将很可能开发出一种低能耗、高效而环保的污泥高干脱水技术。

参考文献：[1]陈育华.浅论如何对城市污水污染的控制及政策研究[J].科技信息（学术研究）.2007，（18）：310.[2]杭世，刘旭东，梁鹏.污泥处理处置的认识误区与控制对策[J].中国给水排水.2004，20（12）：89-92.[3]张自杰主编.排水工程（第四版）下册[M].北京：中国建筑工业出版社，2007[4]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会.城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质（GB/T23485-2009）.[5]中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家发展和改革委员会.城镇污水处理厂污泥处理处置技术指南（试行）.2011年3月.[6]建设部《城镇污水处理厂污泥处置-混合填埋泥质》（CJ/T249-2007）[7]才亮，杨雷.电渗透污泥干化工艺.2010中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会论文集.2010.4，秦皇岛.[8] Chen G, Mujumdar A S. Application of electrical fields in dewatering and drying. Developments in Chemical Engineering and Mineral Processing, 2002, 10:429-441

污泥高干脱水技术发展现状及案例分析高　鹏天津市海河地产开发有限公司　天津市　300222

【摘　要】　废弃污泥的高干度脱水技术日益受到关注。围绕着热干化、石灰调质脱水和电渗透高干脱水等方面，综述并分析了污泥高干脱水技术发展的现状。【关键词】　废弃污泥；高干脱水；热干燥；电渗透

工程造价的管理和控制是一项重要而有实践意义的工作，建筑工程作为一项重要的工程，具有非凡的意义，因此对于建筑工程的工程造价管理和控制的研究是一个很重要的工作。施工阶段的成本控制是整个工程造价最关键的环节，只有严格控制施工阶段的成本控制，才能有效地控制工程造价。一、工程造价成本上升的因素成本造价是工程项目管理的重点内容，对造价资金调控的成效关系着工程单位的经济收益水平。但是，受到主客双方面因素的影响，建筑工程造价在管理期间出现失误，工程造价成本持续上升，给施工单位带来了巨大的资金压力。影响工程造价成本的因素如下：1.预算因素预算前期未开展市场调研活动，造价人员收集的资料信息不准确，这些都会对确定工程造价产生误导作用，降低了预算结果的准确性和客观性。例如，造价人员在未充分了解市场行情的情况下，盲目地编制工程造价预算表，忽视了工程造价的准确性，影响了建设项目的决策。部分企业对市场调研和资料收集活动未能给予足够重视，导致造价信息缺乏和落后，严重影响到工程预算工作的开展。2.市场因素市场变动是影响企业经营管理的直接性因素，无论是哪一个行业的经营机构，一旦市场发生变动则会带来内部经营模式的转变。建筑市场存在着极大的不稳定性，原材料市场、资金市场、劳动市场等的变化都对工程造价产生积极的影响。如材料、人工供应紧张和价格上涨，造成建设项目所需资金增加，将导致工程造价全面上涨。3.资金因素建设工程一般所需资金金额巨大，所需资金的筹集困难，必然导致资金成本的上升，制约着工程造价控制。材料是各种产品生产的物资基础，材料价格成为了造价控制的主要对象。可以说，大多数资金预算均是针对材料价格而定的，造价人员对市场材料价格把握得越准确，资金预算方案的科学性越高。在市场竞争日趋激烈的背景下，市场原材料销售价格起伏不定，供应商之间的竞争往往造成价格频繁的变动，使得资金支出的预算金额难以保持平稳状态。4.施工因素施工是建筑工程项目建设的关键环节，现场人员编制的施工方案对工程质量的影响甚大，同时也会对工程造价投资产生一定的作用。如：现场编制的施工方案与总工程设计图纸要求不一致，作业期间返工返修率增多，材料采购费用明显增加，这些都会引起工程造价成本上升。现场管理人员对签证变更未能严格控制，也是引起造价成本上升的因素之一。5.技术因素先进适用的生产技术、技术设备及相应的管理技术水平是控制工程造价的保证，若与工程生产相适应的先进技术及设备的来源没有保障，或获取技术的成本过高，或管理水平跟不上，则不仅预期的效益难以实现，还会给工程的生存和发展带来危机，导致效益低下，支出浪费严重。二、预结算工作控制成本造价积极完善工程项目成本控制方案，不仅提升了工程单位自身的调控管理能力，也有助于引导施工单位合理制定作业计划，在保证建筑项目质量的前提下创造更多的经济收益。根据建筑工程总体的建造流程，其包括设计、施工、竣工结算等几个重点环节，项目成本控制工作也需要围绕这几点展开。建筑工程预结算工作也必须从各个工程阶段展开工作，详细地预算、结算每一笔资金。1.设计阶段控制工程造价的关键在设计阶段。在设计一开始就将控制造价的目标贯穿于设计工作中，可保证选择适当的设计标准和合理的功能水平。由于体制和传统习惯原因，我国工程设计往往是由建筑师等专业技术人员来完成的，他们在设计过程中往往更关注工程的使用功能，力求采用比较先进的技术方法实现工程所需功能，而对经济因素考虑较少。在设计阶段造价工程师应共同参与全过程设计，使设计从一开始就建立在健全的经济基础之上。设计人员可参考造价人员提供的材料、机械、技术等因素，使控制工程造价的工作更主动，使设计更经济。2.施工阶段在施工阶段控制工程造价工作的过程中，要按照经济性原则、全面性与全过程原则、责权利相结合原则、政策性原则、开源节约相结合原则，在项目经理的负责下，在费用控制预测的基础上，各类人员共同配合，通过科学、合理、可行的措施，实现工程造价有效控制的目标。由于工程建设周期长，涉及的经济关系和法律关系复杂，受自然条件和客观因素的影响大，导致工程的实际情况与招标投标时的情况相比会发生一些变化，往往造成工程造价的变动。出现工程变更的情况后，造价人员必须以合同为依据，分清产生索赔的原因，按合同要求的程序，收集整理资料，编制完整有效的索赔报告，主动控制工程造价的变动。3.竣工结算阶段竣工验收报告是工程项目实施的重要性文件，根据验收报告内容能使造价人员更清晰地撑握结算工程进程。故监督部门在验收工程期间，必须按照国家规定的建筑标准，对项目施工质量全面性分析。如：建立以成本造价为中心的验收方案，针对项目设计、施工等环节存在的成本问题逐一处理，这样可以防止工程交付使用后出现债务纠纷，维护了工程合作双方的利益。三、施工阶段的造价成本控制1.控制设备、材料采购的费用建设材料和施工设备是保证整个施工正常进行的基础，施工材料费用在建筑工程总造价中占有很大的比重，是工程直接费用的重要组成。设备和各种建设材料的采供是项目工程建设中的关键环节，材料，设备的质量将直接影响到工程项目的施工质量和工程寿命，同时准确确定材料价格的构成，科学编制施工材料预算价格，进而对工程造价进行有效控制。在市场经济的驱动下，材料供应的渠道越来越多，且材料与价格的差别很大，工程造价管理人员应实时关注材料市场的行情，对施工材料的信息有一个准确的把握，为了最好的竣工决算提供依据。其次，要对采购工人进行严格的管理和监督，保证采购费用在控制范围内，指定限额采购，要对限额采购进行实时的跟踪，对各种超出范围的费用要严格审核对比，严格将采购清单和实际支出费用做出整合。2.严格控制设计的变更但在项目施工中引起变更的因素有很多，例如：场外运输、监理因素等以及一些不可抗拒的因素都会产生设计的变更。在项目施工过程中，要对各种施工过程中的设计变更做出分析，通过科学合理的比较，结合工程项目投标报价中的各种信息，做出对比分析，综合论证，避免因设计变更造成建设规模的扩大及设计标准的提高等现象的发生。对于一些必需的设计变更，要尽早实现，尽量减少因设计变更引起的费用增加的现象的发生，把因设计变更产生的损失降低最低。3.控制施工合同的签订施工合同是在施工阶段控制建筑工程造价的最主要依据，对造价控制起着极为重要的作用。重视施工合同的签订，加强施工过程的合同管理，确保施工合同造价的科学性、合理性，减少合同纠纷，对工程造价进行有效控制。业主应积极参与合同的补充与修改工作，着重考虑它对投资控制的影响，在施工中保存各种文件资料。在施工中，管理人员必须首先对合同条文进行充分的了解和熟悉，以便利用合同及时的解决工程造价产生的纠纷。此外，如果施工单位不履行或者不完全履行合同的话，建设单位应在合同条款中规定施工方的赔偿责任，以减少损失。4.重视工程量的统计建筑工程造价管理的一项基本工作有工程量统计工作，工程量统计人员应熟悉招标书、签订的施工合同所确定的工作标准、内容，了解并熟悉施工现场的一切情况，详细进行工程计量，提高与预算人员之间的配合，直接准确的做好工程量的统计工作。5.合理控制施工的进度建筑工程项目实施阶段，工程进度不仅仅会影响到工程的施工质量，更会影响到直接成本的多少。在建筑项目工程中，要制定合理的施工进度计划，尽可能的保持平稳流畅的施工强度，尽力减少各种施工高峰的出现，降低各种各机械设备人员的投入程度，减少设备人员的闲置，提高机械设备的利用效率。在制定施工进度计划时候，一般可以采用关键路线法，平稳施工强度，避免高峰期设备高峰使用，同时，也可以避免各个施工程序和施工部门之间出现工作平面的重合，避免部门之间互相干扰，提高人员和机械设备的综合利用效率。四、结束语工程项目中，施工阶段是成本消耗最多的环节，该期间的成本造价控制对工程的收益起到至关重要的作用。施工阶段的成本控制是否合理，与项目工程造价管理是密切相关的，只有合理运用控制成本策略，不断完善工程造价管理，才能有效的降低工程造价。