一体化污泥机械脱水干化系统工艺技术与成套装备

信息来源：“一带一路”生态产业合作工作委员会

申报单位

郑州国研环保科技有限公司成立于2016年3月，获得国家高新技术企业、河南省“专精特新”中小企业、河南省节能环保示范企业等荣誉资质，专业从事污泥脱水与干化技术研发、设备制造、运营管理服务。
公司与郑州大学等多所院校科研机构深度合作，通过建立“郑州市污泥固废资源化处置工程技术研究中心”，形成由2名博导、5名教授、1名高级工程师及16名研发工程师组成的高效科研团队，加大自主创新式研发战略。
公司已获得发明专利5项、实用新型专利46项、外观专利4项、软件著作权证书17项。作为主要起草单位编制团体标准《燃煤电厂耦合处理城镇污水处理厂污泥污染物控制要求》。

适用范围

一体化污泥机械脱水干化系统成套装备可应用于市政污水处理厂、污泥处置中心、造纸行业、印染纺织行业、生物制药、化工行业固液分离等。

技术原理

污泥深度脱水阶段：污泥深度脱水系统主机采用“污泥活化破壁技术+机械压滤深度脱水”工艺原理，通过添加调理剂和机械剪切两种方式对污泥进行改性，改变污泥中的水分结合方式。将污泥中的“束缚水”转变成“自由水”，释放EPS（胞外聚合物）中水分，对细胞体进行破壁，释放胞内水分。浓缩和破壁改性后的污泥进入深度脱水机的上下两条张紧的滤带中，经过一系列规律排列的辊压筒，依靠滤带本身的张力对污泥产生压榨和剪切力，把污泥层中的水分挤压出来，从而实现污泥的深度脱水，得到含水率65%左右的污泥。
污泥机械干化阶段：污泥机械干化系统主机采用“污泥常温引流压差破壁技术+机械压滤干化”工艺原理，在深度脱水后的含水率65%的污泥中添加适量的导水剂，导水剂粘附在污泥颗粒表面，施加机械挤压力进行压滤破壁。压榨初始阶段，在导水剂的引流作用下，颗粒外部水，尤其是紧密吸附在污泥颗粒外部表面的颗粒外部水将被排出，由此打破了污泥颗粒的颗粒内部水与颗粒外部水之间的平衡，从而使污泥颗粒内外产生压力差，在设备外部压力作用下，细胞颗粒内外压差逐渐增大，直至污泥颗粒破裂，释放出污泥颗粒内部水，产生破壁效果，从而达到污泥干化的目的。

工艺流程及说明

（1）含水率92-98%的污泥中加入絮凝剂溶液，搅拌均匀后污泥形成絮凝团。
（2）污泥絮凝团进入污泥浓缩机，通过螺旋挤压剪切，絮凝体与滤液分离，得到含水率80%左右的初步浓缩污泥。
（3）含水率80%左右的污泥加入污泥改性剂，通过化学调理与机械剪切作用改变污泥中的水分结合方式。
（4）浓缩和破壁改性后的污泥进入深度脱水主机，依靠滤带本身的张力对污泥产生压榨和剪切力，把污泥层中的水分挤压出来，从而实现污泥的机械压滤深度脱水干化，得到含水率低于60%的污泥。
（5）在含水率65%的污泥中添加适量的导水剂，搅拌均匀后，通过布料系统将混合后污泥添加到滤板中，不借助热源，依靠机械挤压力将污泥脱水干化至含水率40%左右。

主要技术参数

（1）设备占地面积小，污泥深度脱水主机（GYST 2000型）外形尺寸L*W*H=5.0m*2.8m*3.4m，机械干化主机（GYGH-130型）外形尺寸L*W*H=8.0m*2.8m*4.1m。
（2）污泥脱水效率高，日处理污泥（含水率45%）达到24吨，单套设备能够与日处理5万吨的污水处理厂配套使用。
（3）设备各单元协同运行，自动化程度高，电脑控制全自动连续运行。
（4）可将初始污泥从含水率98%一次性脱水到40-45%，工艺过程不需要外部热源。

经济指标

污泥处理处置投资和生产运行成本低，按照绝干污泥计算，每吨污泥脱水及干化的成本为350元左右，折合含水率80%的污泥，每吨污泥脱水及干化的成本为70元。

工程示范及应用情况

（1）2024年12月，5台一体化污泥机械脱水干化系统成套装备在焦作市静脉产业园东部园区垃圾焚烧发电项目安装建设，项目远期总处理规模为每天400吨含水率65-70 %污泥，干化后污泥含水率40%左右，有利于污泥焚烧发电。
（2）2024年6月，一体化污泥机械脱水干化系统成套装备在濮阳污水厂投入运行，日处理得到含水率40%的污泥20吨。
（3）2024年3月，一体化污泥机械脱水干化系统成套装备在沧州污水厂投入运行，日处理得到含水率40%的污泥21吨。
（4）2024年12月，一体化污泥机械脱水干化系统成套装备在广州市西区水质净化厂正式投入运行，日处理得到含水率38%的污泥20吨。

推广前景

截止到2025年7月，一体化污泥机械脱水干化成套装备已有近300多套设备在河全国十余省市污水处理厂及污泥处置中心等投入运行，光大水务、中国水务、北控水务、中环环保、中国黄金集团等多个客户给予设备较高评价。

根据新思界产业研究中心发布的《2024-2029年污泥脱水机行业市场深度调研及投资前景预测分析报告》显示，2023年全球污泥处理处置市场规模达到近30亿美元，同比增长近5%。未来随着下游行业快速发展，污泥处理处置市场空间还将进一步扩展。

获奖情况

目前已取得发明专利5项、实用新型专利18项，外观专利4项。
2024年5月，“一体化污泥机械脱水干化系统工艺技术与成套装备”获得中华环保联合会科技进步奖一等奖。
2022年12月，“污泥深度脱水一体化系统工艺技术与成套装备”获得联合会工业发展组织全球科技创新大会奖银奖。
2022年3月，“污泥深度脱水一体化系统工艺技术与成套装备”获得河南省科学技术进步奖三等奖。
2020年8月，“污泥深度脱水一体化系统工艺技术”入选2020年中华环保联合会《绿色技术名录》。
2019年12月，“污泥深度脱水一体化系统工艺技术与成套装备”列入国家生态环境部“无废城市”建设试点先进适用技术（第一批）名单。