污泥的深度處理概述

1、PAGE PAGE 10污泥的深度處理概 述水是人類生存的基本條件，是影響和制約社會發(fā)展的最關(guān)鍵因素。一方面，世界上的大部分地區(qū)水資源都嚴(yán)重短缺；另一方面，人口的急劇增長、工業(yè)的不斷發(fā)展，人類又在不斷制造大量的污染物，污染著本已稀缺的水資源。水資源短缺與水 污染是當(dāng)前社會和人類共同面臨的兩大難題。上個世紀(jì)以來，隨著人與自然關(guān)系的不斷激化，人們逐漸認(rèn)識到只有污水處理和污水回用才是解決水資源短缺與 水污染的最有效方法。眾所周知，目前的污水處理廠是先對污水進(jìn)行各種物理、化學(xué)或生物的方法把污染物從水中分離出來，分離水變成“清潔水”排入水體；再集中處理濃縮了污染“精華”的分離“固體”污泥。顯然，不徹底解

2、決污泥的處理問題，污泥中的污染物就會再通過各種途徑回到大自然，則再好的水處理效果對環(huán)保而言都只是掩耳盜鈴。將污染物從污泥中徹底去除是解決水污染問題的關(guān)鍵步驟。1污泥處處理的任任務(wù)與方方法1.1污泥泥在實(shí)際際中的表表現(xiàn)干凈的的水經(jīng)使使用后因因其中含含有有機(jī)機(jī)物、重重金屬、病病毒、細(xì)細(xì)菌等對對人類和和自然界界會造成成危害而而稱為污污水。污污水的凈凈化處理理一定意意義上講講是部分分地把這這些污染染物分離離轉(zhuǎn)移至至污泥中中。相對于于污水，污污泥的污污染成分分近似而而濃度則則要高得得多，在在實(shí)際中中表現(xiàn)為為：（1）臭臭味大：眾多易易腐化的的有機(jī)物物在污泥泥的處理理、運(yùn)輸輸、儲存存中發(fā)出出各種惡惡臭 的的

3、氣味影影響環(huán)境境；（2）危危險性高高：污泥泥中含有有大量的的病毒、細(xì)細(xì)菌、原原生動物物及高濃濃度的鋅鋅、銅、鉻鉻、鉛、鎘鎘等重金金屬、有有毒的有有機(jī)合成成物等，對對水資源源和人體體健康都都是 一一種潛在在的危險險；1.2污污泥處理理的幾大大任務(wù)污泥泥處理就就是要對對污泥進(jìn)進(jìn)行深度度無害化化處理，徹徹底解決決污泥對對環(huán)境的的污染及及對人類類的危害害，通常常有以下下幾大任任務(wù)：（11）減少少污泥體體積： 在水水處理工工藝中采采用生物物或化學(xué)學(xué)的方法法直接減減少污泥泥的產(chǎn)生生，避免免和減少少污泥的的產(chǎn)生； 在污污泥處理理系統(tǒng)中中提高污污泥的含含固率；（22）污泥泥性質(zhì)穩(wěn)穩(wěn)定：去去除污泥泥中易腐腐化變

4、質(zhì)質(zhì)的有機(jī)機(jī)物；（33）污泥泥無害化化：去除除污泥中中對人體體或自然然界有危危害的病病毒、細(xì)細(xì)菌、原原生 動動物 和和重金屬屬等；（44）污泥泥的資源源化利用用： 利用用污泥中中富含的的N、PP、K等等回收有有機(jī)肥料料，改善善土壤條條件，促促進(jìn)作物物的生長長； 利用用污泥中中大量有有機(jī)物儲儲藏的熱熱量進(jìn)行行焚燒，回回收熱能能。目前，為為達(dá)到污污泥的最最終無害害化處理理，完整整的工藝藝如下圖圖所示：由上圖圖可知：污泥處處理包括括污泥濃濃縮、機(jī)機(jī)械脫水水、干化化或焚燒燒及最終終廢棄物物處置四四個主要要階段，其其中前三三個階段段為污泥泥處理階階段主要要特性如如下： 處理方式作用處理后污泥泥的含固固率

5、處理后污泥泥的主要要成分濃縮減小污泥體體積38%與原污泥同同機(jī)械脫水減小污泥體體積15%335%與原污泥同同干燥減小污泥體體積、穩(wěn)穩(wěn)定污泥泥性質(zhì)、無無害化40933%少量有機(jī)物物和無機(jī)機(jī)灰焚燒減小污泥體體積、穩(wěn)穩(wěn)定污泥泥性質(zhì) 、無害害化及熱熱能回用用99%無機(jī)灰1.3 污污泥處理理最終廢廢棄物的的處置及及要求（11）農(nóng)業(yè)業(yè)利用： 去除除病原體體，重金金屬等避避免長期期使用對對人體及及土地的的副作用用； 具有有施用期期短，儲儲存期長長的特點(diǎn)點(diǎn)，應(yīng)使使肥料易易于運(yùn)輸輸、儲存存、操作作，提高高衛(wèi)生條條件； 制定定全面的的施用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，減減少對環(huán)環(huán)境的不不良影響響，消除除用戶的的不信任任；（2）填填埋：

6、 盡可可能小的的體積； 防止止二次污污染；（33）建筑筑材料：材料性性質(zhì)穩(wěn)定定，無毒毒害；（44）投海海：已禁禁止使用用。1.4污污泥深度度處理的的必要性性污泥泥處理工工藝的選選擇與污污泥性質(zhì)質(zhì)、最終終污泥處處置方式式、地方方行政法法規(guī)的限限制、經(jīng)經(jīng)濟(jì)性、處處理規(guī)模模、處理理技術(shù)、現(xiàn)現(xiàn)場條件件等息息息相關(guān)。從以上所述可知，目前只做的濃縮、機(jī)械脫水并不能減少污染，也不能滿足衛(wèi)生需要，因此不能滿足污泥處置的要求，進(jìn)行污泥干燥或焚燒的深度處理是污泥處理發(fā)展的必然選擇。（1）污染去除的要求：濃縮、脫水不能去除污染物，干燥或焚燒是徹底去除污染負(fù)荷的有效途徑；（2）地方法規(guī)的要求：歐洲有些國家禁止沒有深度

7、處理的污泥進(jìn)行處置；（3）最終污泥處置的要求：污泥農(nóng)業(yè)回用、污泥填埋、建筑材料的使用都要求污泥無毒、滿足衛(wèi)生要求；（4）經(jīng)濟(jì)性的要求：深度處理后的污泥，其體積僅為脫水污泥的一半至五分之一，減少運(yùn)輸、儲存費(fèi)用，同時減少填埋的費(fèi)用（歐洲國家填埋的費(fèi)用以體積計，且價格非常貴200300歐元立方米）。（5）工藝發(fā)展的保證：污泥干燥和焚燒技術(shù)的發(fā)展成熟減少了投資和運(yùn)行費(fèi)用，提高了處理效率。2污泥的的干燥處處理工藝藝干燥是是利用熱熱源加熱熱脫水后后的污泥泥，進(jìn)一一步去除除污泥中中的毛細(xì)細(xì)水，使使污泥固固體含量量達(dá)到770%90%的過程程，目前前，昂帝帝歐得利利滿公司司已開發(fā)發(fā)使用了了多種干干燥工藝藝，如利

8、利用太陽陽能加熱熱的HEELIAANTSS工藝，利利用高溫溫氧化有有機(jī)物的的MINNERAALISS工藝及及各種形形式的加加熱干燥燥工藝。2.1 HELIANTS太陽能干燥工藝將脫水后的污泥放置于溫室中，利用太陽能蒸發(fā)污泥中的水份即可獲得百分之6080的干化污泥，運(yùn)行中可利用攪拌輪將污泥翻轉(zhuǎn)平鋪在地板上或增加強(qiáng)制通風(fēng)以提高蒸發(fā)效率。這種工藝設(shè)計簡單，投資運(yùn)行費(fèi)用低，但需要很大的占地面積，適合于產(chǎn)泥量較低，污泥用作農(nóng)業(yè)應(yīng)用，并需長期儲存的場合。2.2 MINERALIS高溫濕氧化工藝將污泥和純氧同時導(dǎo)入溫度為2900C壓力為80100巴的反應(yīng)容器中，純氧在高溫、高壓情況下不需使用催化劑即可將絕大

9、部分有機(jī)物氧化成CO2和水，剩余污泥通過機(jī)械脫水干度即可達(dá)5060%以上。濕氧化的工藝適用于污泥非農(nóng)業(yè)利用的場合，脫水泥餅可以填埋或作為建筑原材料。2.3 NARATHERM槳式加熱干燥工藝干燥工藝中應(yīng)用更廣泛的還是加熱干燥系，所有的加熱干燥均需要熱源。結(jié)構(gòu)上，除了干燥器以外，還應(yīng)包括污泥進(jìn)料器，輔助熱源、送氣系統(tǒng)，熱量回收裝置，灰塵 控制、灰燼排出、控制系統(tǒng)等。目前的熱干燥系中已使用的有轉(zhuǎn)鼓式、圓盤式、螺旋槳式、薄膜式、管式等多種干化系統(tǒng)。干化系統(tǒng)的選擇與最終產(chǎn)品的要求、處置方式、污泥類型等密切相關(guān)如下圖所示。2.3.11 工藝藝流程N(yùn)AARATTHERRM工藝是是由得利利滿公司司和GOOU

10、DAA公司共共同開發(fā)發(fā)的槳式式加熱干干燥工藝藝，是歐歐洲目前前使用最最廣泛的的加熱工工藝，其其流程簡簡述如下下：2.3.22 NAARATTHERRM工藝主主要包括括以下幾幾個步驟驟（11）進(jìn)料料用用螺旋輸輸送器將將1535%的脫水水污泥送送至干燥燥器的進(jìn)進(jìn)口，有有時會根根據(jù)污泥泥的性質(zhì)質(zhì)，選擇擇是否將將篩分后后的細(xì)小小干化污污泥與待待干化的的污泥進(jìn)進(jìn)行預(yù)混混合。（22）熱源源產(chǎn)生NAARATTHERRM可使用用熱蒸汽汽或油經(jīng)經(jīng)鍋爐加加熱作為為熱交換換的熱源源。一般般熱流體體的溫度度為18802200。熱流流體被分分別引入入中空的的干燥器器殼體和和轉(zhuǎn)動的的軸、槳槳葉等所所有與污污泥接觸觸進(jìn)行熱

11、熱交換的的加熱金金屬表面面。（3）污污泥干燥燥加加熱的金金屬表面面與污泥泥均勻接接觸，加加熱污泥泥，蒸發(fā)發(fā)污泥中中的水份份。沿干干燥器的的軸向長長度，水水蒸汽蒸蒸發(fā)會經(jīng)經(jīng)歷恒定定蒸發(fā)效效率和低低蒸發(fā)率率兩個階階段；污污泥干化化經(jīng)歷塑塑化、破破塑、塊塊化、顆顆?；乃膫€步驟驟；污泥泥的溫度度呈快速速上升、穩(wěn)穩(wěn)定、快快速上升升的趨勢勢，最后后出口污污泥溫度度為10001110左右（見見下圖）。干干燥時間間3至77小時，出出口污泥泥含固率率達(dá)到990%以以上。（4）冷冷卻篩分分冷冷卻有直直接冷卻卻和間接接冷卻兩兩種方式式。兩種種方式單單獨(dú)使用用或組合合使用，使使干污泥泥溫度從從1100減至440左右

12、，冷冷卻后進(jìn)進(jìn)入細(xì)格格柵進(jìn)行行篩分，或或經(jīng)過造造形機(jī)造造型后達(dá)達(dá)到所要要求的干干污泥形形狀。（55）冷凝凝回收干燥燥器內(nèi)的的熱蒸汽汽送至冷冷凝器冷冷凝處理理。冷凝凝溶劑回回收；不不可凝氣氣體送至至鍋爐再再加熱成成熱源；冷凝水水回污水水處理廠廠。2.3.33 工藝藝的優(yōu)勢勢NAARATTHERRM工藝采采用巧妙妙設(shè)計的的槳式干干燥器，可可對污泥泥進(jìn)行徹徹底攪拌拌并使污污泥一直直處于干干凈接觸觸面進(jìn)行行熱交換換，解決決了一般般間接傳傳熱工藝藝傳熱效效率低的的問題，同同時用汽汽量比直直接加熱熱又大為為減少。整整個工藝藝系統(tǒng)的的組合使使其具有有明顯的的優(yōu)勢：（11）適應(yīng)應(yīng)性強(qiáng)：適用于于各種類類型和性性

13、質(zhì)的脫脫水污泥泥；（2）消消耗低： 用汽汽量小，部部分熱能能回收，減減少熱耗耗； 消除除粉末，臭臭味產(chǎn)生生減少，末末端處理理變得容容易；（33）高品品質(zhì)干化化污泥： 有機(jī)機(jī)含量極極低，污污泥性質(zhì)質(zhì)穩(wěn)定； 足夠夠長的加加熱時間間，消除除病毒、細(xì)細(xì)菌等，滿滿足衛(wèi)生生標(biāo)準(zhǔn)； 具有有農(nóng)業(yè)利利用價值值； 含固固率高（90%），可可成粒便便于儲存存、運(yùn)輸輸及靈活活處置；（44）安全全操作：用汽量量小，溫溫度較低低，且無無直接接接觸，安安全性能能較高。（5）易操作：系統(tǒng)全自動控制，對系統(tǒng)的O2、CO、惰性氣體等能實(shí)時檢測，并有自動安全保護(hù)。NARATHERM工藝的優(yōu)越性能主要得益于其獨(dú)特的槳式干燥器（如下圖

14、所示）：干燥器器包括一一個可加加熱的中中空槽、兩兩根或四四根成對對安裝中中空的傳傳動軸、裝裝于軸上上許多楔楔形攪拌拌槳、槳槳頂端的的刮板等等。工作作中，污污泥從干干燥器的的一端進(jìn)進(jìn)入，通通過重力力緩慢流流至另一一端。傳傳熱流體體從同一一側(cè)進(jìn)入入中空槽槽、軸和和槳的內(nèi)內(nèi)部對所所有可能能與污泥泥接觸的的金屬進(jìn)進(jìn)行加熱熱。同時時，成對對的兩根根軸轉(zhuǎn)向向相反，槳槳葉齒形形配合，可可調(diào)轉(zhuǎn)速速的軸帶帶動攪拌拌槳將污污泥緩慢慢均勻的的翻轉(zhuǎn)攪攪拌。此設(shè)設(shè)計體現(xiàn)現(xiàn)了如下下優(yōu)點(diǎn)：（11）接觸觸面積大大：較大大的面積積容積積比加大大了接觸觸面積；（22）傳熱熱效率高高： 物料料的流化化狀態(tài)確確保與加加熱表面面100

15、0%的進(jìn)進(jìn)行接觸觸熱交換換； 自清清潔的槳槳形使加加熱接觸觸面始終終保持清清潔，提提高傳導(dǎo)導(dǎo)效率；（33）高干干化污泥泥品質(zhì)： 形狀狀平滑的的槳葉和和不產(chǎn)生生軸向推推力的攪攪拌形式式避免易易碎污泥泥的破壞壞； 推流流式的通通過形式式、槳葉葉兩面的的均勻連連續(xù)加熱熱可使所所有干化化污泥性性質(zhì)類似似。NARRATHHERMM加熱干干燥工藝藝所具有有投資運(yùn)運(yùn)行費(fèi)用用相對較較低、適適應(yīng)性強(qiáng)強(qiáng)、污泥泥干度高高，性能能穩(wěn)定、安安全衛(wèi)生生等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)為其在在歐洲北北美占領(lǐng)領(lǐng)了很大大市場份份額，積積累了豐豐富的運(yùn)運(yùn)行 管管理經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)。如在在Saiint Briieucc、Laavellaneet、BBarrrow、

16、MMetzz等眾多多水廠均均有成功功運(yùn)行的的記錄。2.4 IC850污泥焚燒工藝污泥焚燒是最徹底的污泥處理工藝，它可將15%35的脫水污泥投入焚燒爐中，直接把有機(jī)物燃燒成CO2、NO和無機(jī)物等。焚燒最終廢棄物為含固率99以上的無機(jī)灰燼。與污泥干燥一樣，污泥的焚燒也要經(jīng)過污泥干化和污泥焚燒兩個階段，所不同的是，污泥的焚燒利用污泥自身的熱值即可維持污泥焚燒，可節(jié)省大量的燃料。污泥焚燒有污泥單獨(dú)焚燒和與城市垃圾混合焚燒兩種。實(shí)際上，單獨(dú)燃燒因費(fèi)用較高而很少使用。昂帝歐得利滿公司開發(fā)的IC850是目前使用最廣泛的一種混合燃燒工藝。它將干度為15%至35%的脫水污泥以1:10至1:5的混合比例與城市垃圾投入最低溫度為850的焚燒爐中迅速將有機(jī)物燃燒成無機(jī)灰燼。IC850具有適應(yīng)范圍廣、運(yùn)行費(fèi)用低、污泥噴嘴無堵塞、系統(tǒng)靈活可調(diào)節(jié)、操作簡單、系統(tǒng)自動化運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，適合于污泥非農(nóng)業(yè)使用、污泥和垃圾混合集中處理的場合。目前，該工藝已在包括AMSTERDAM、CENON、DINAN、SARCELLES等地在內(nèi)，年處理量超過20000噸干污泥的處理廠成功運(yùn)轉(zhuǎn)。3結(jié)束語語 最近半半個世紀(jì)紀(jì)，隨著著人口和和工業(yè)的的持續(xù)快快速增長長，污泥泥的產(chǎn)生生量也大大量增加加。據(jù)統(tǒng)統(tǒng)計，歐歐洲每年年每個人人會產(chǎn)生生1525 kg的的干污泥泥，歐盟盟