摘要：隨著我國(guó)城市污水處理廠處理污水量日漸增加，產(chǎn)生的污泥量也越來(lái)越多。污水處理廠污泥的安全處置問(wèn)題也日漸突出。污泥填埋由于占地面積大、易造成二次污染、滲濾液難以處理以及后續(xù)維護(hù)管理費(fèi)用高等問(wèn)題，對(duì)社會(huì)及生活環(huán)境產(chǎn)生的影響已經(jīng)引起各界人士的關(guān)注。

關(guān)鍵詞：污泥干化;焚燒處置;城市污水;處理廠;應(yīng)用

引言

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，各類污水的排放量在不斷的增多，污水中的污泥含量也日益增加。大部分污水處理廠采用的是污泥填埋的處理方式，這種方式有一定的缺陷。填埋處理需要將污泥運(yùn)送到指定的填埋地點(diǎn)，而在運(yùn)送的過(guò)程中，污泥會(huì)再次對(duì)周?chē)沫h(huán)境產(chǎn)生污染。因此，改善原有的污泥處理方式，提升污泥處理的效率是污水處理廠必不可少的一項(xiàng)工作內(nèi)容。采用焚燒式處理能夠?qū)⑽勰鄰氐浊宄?，因其能夠碳化有機(jī)物質(zhì)，可大幅度減小受污染的面積。因此，污水處理廠對(duì)污泥進(jìn)行干化焚燒能夠大大提升污泥的處理效率，進(jìn)而有效改善環(huán)境問(wèn)題。

1.研究?jī)?nèi)容與方法

1.1污泥泥質(zhì)特性分析

對(duì)于污泥泥質(zhì)的檢測(cè)，目前還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)方法。參考煤質(zhì)檢測(cè)的國(guó)標(biāo)方法“全水分測(cè)定方法(GB/T211- 2007)”、“煤的工業(yè)分析方 法(GB/T 212-2008)”、“煤的發(fā)熱量測(cè)定方法(GB/T 213- 2008)”、“煤中碳和氫的測(cè)定方法(GB/T 476- 2008)”、“煤中全硫的測(cè)定方法(GB/T 214- 2007)” 對(duì)與污泥干化焚燒工藝路線密切相關(guān)的泥質(zhì)特性進(jìn)行分析，包括污泥含水率、工業(yè)分析、發(fā)熱量和元素分析。

1.2污泥熱干化及污染物排放特性實(shí)驗(yàn)

使用小型槳葉式間歇污泥干化機(jī)，以加熱至180℃的導(dǎo)熱油為熱源，對(duì)污泥進(jìn)行干化，每批次處理量為1 kg，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1 所示。用真空泵為干化機(jī)提供載氣，并維持干燥機(jī)內(nèi)部負(fù)壓運(yùn)行。污泥干化產(chǎn)生的水蒸汽隨載氣進(jìn)入冷凝器冷凝后收集，并根據(jù)在線紀(jì)錄的冷凝液重量變化，計(jì)算污泥干化速率。繪制污泥的干化特性曲線，分析污泥干化的粘滯區(qū)。

圖 1 小型槳葉式污泥干化機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

使用處理量為 1 t/d 的槳葉式污泥干化機(jī)，以導(dǎo)熱油為熱源，在 180℃ 下，對(duì)污泥進(jìn)行干化，實(shí)驗(yàn)裝置如圖 2 所示。使用 GASMET- DX4000 傅立葉紅外在線煙氣分析儀對(duì)污泥干化過(guò)程中排放的尾氣進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括：HCl、HF、HCN、NH 3、有機(jī)酸、甲烷、丙烷。污泥干化產(chǎn)生的水蒸汽隨載氣進(jìn)入冷凝器后凝結(jié)并收集。根據(jù)水質(zhì)分析國(guó)標(biāo)方法“水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 快速消解分光光度法(HJ/T399- 2007)”、“水質(zhì) 銨的測(cè)定 納氏試劑比色法(GB7479- 87)”、“水質(zhì) 生化需氧量的測(cè)定 微生物傳感器快速測(cè)定法(HJ/T 86- 2002)”，測(cè)定冷凝液 COD、BOD、氨氮，使用梅特勒- 托利多 LP115 型便攜式 pH計(jì)測(cè)定冷凝液的 pH 值。

2.污泥干化程度及干化方式的選擇

2.1污泥干化程度的選擇

污泥的干化過(guò)程需要消耗熱能，且處理完全干化的污泥和含有部分水分的污泥時(shí)，循環(huán)流化床焚燒爐在爐型設(shè)計(jì)(如給料裝置、爐內(nèi)對(duì)流段和省煤器段的設(shè)計(jì)等)上有較大不同。因此將污泥干化到什么程度，使消耗的總能量最小，同時(shí)滿足循環(huán)流化床焚燒爐的設(shè)計(jì)要求，是一個(gè)需要平衡和優(yōu)化的問(wèn)題。綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和污泥焚燒處理的可行性、安全性等因素，最終選擇將污泥干化到含水率 40%～45%，此時(shí)，污泥呈分散顆粒，與生活垃圾特性基本一致，不會(huì)在爐腔內(nèi)隨處漂移，也不會(huì)有產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)。

2.2污泥干化方式的選擇

目前，污泥干化的主要方式包括采用煙氣干化的回轉(zhuǎn)圓筒干化機(jī)和采用蒸汽干化的間接干化機(jī)。煙氣干化法利用焚燒爐排出煙氣的余熱對(duì)污泥進(jìn)行干化，雖然設(shè)備投資和直接處理成本都比較低，但是，當(dāng)處理量較大的時(shí)候，大量的尾氣夾雜著污泥產(chǎn)生的灰塵，在高溫的情況下，容易產(chǎn)生粉塵爆炸，安全性存在問(wèn)題。而且煙氣干化法會(huì)產(chǎn)生大量尾氣，在對(duì)尾氣進(jìn)行二次處理時(shí)，處理費(fèi)用將比干化過(guò)程本身產(chǎn)生的費(fèi)用更大。因此，采用煙氣干化法既不經(jīng)濟(jì)，又不安全。如今，煙氣干化法的發(fā)源地德國(guó)也已經(jīng)淘汰了這一方法。蒸汽干化法中，蒸汽通過(guò)熱交換器間接對(duì)污泥進(jìn)行加熱干化，雖然一次性投資費(fèi)用及直接運(yùn)行成本較煙氣干化法略高，卻可以避免污泥中的有害物質(zhì)對(duì)熱源的污染，只須對(duì)污泥干化時(shí)自身產(chǎn)生的有害煙氣進(jìn)行二次處理，在環(huán)保和安全性等方面都具有優(yōu)勢(shì)。而且設(shè)備占地面積小、熱量利用率高、蒸汽冷凝后還可回用。更為重要的是蒸汽間接干化機(jī)可以對(duì)污泥進(jìn)行充分混合、攪拌、破碎，使污泥干化均勻并形成顆粒，有利于后續(xù)的焚燒處理。因此對(duì)污泥的干化方式最終選擇采用蒸汽間接干化法。

2.3污泥干化焚燒可行性研究結(jié)果分析

污泥焚燒采用的是流化床工藝，通常焚燒爐的溫度可以定位850攝氏度，然而污泥是否能夠在焚燒的過(guò)程中達(dá)到預(yù)計(jì)溫度且產(chǎn)生應(yīng)有的熱工特性，主要由污泥的發(fā)熱量決定。通過(guò)計(jì)算和簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)可知，該市污泥在干化的過(guò)程中如果達(dá)到了30%的含水量，那么其可以順利燃燒，并且達(dá)到理想的溫度。經(jīng)過(guò)干化再對(duì)污泥進(jìn)行焚燒，在焚燒的過(guò)程中，其會(huì)產(chǎn)生氧氣、二氧化碳、氯化氫等氣體，這些氣體的排放量會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)產(chǎn)生變化。通過(guò)對(duì)該市污水處理廠污泥焚化時(shí)所排放出的煙氣檢測(cè)可知，該廠在污泥焚化時(shí)會(huì)產(chǎn)出高濃度的二氧化碳，此外一氧化碳的濃度也較高。根據(jù)我國(guó)焚燒污染物產(chǎn)出氣體濃度的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，該市焚燒污泥所產(chǎn)出的各種氣體濃度都超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。但是，這些檢測(cè)結(jié)果是煙氣沒(méi)有經(jīng)過(guò)尾氣處理所得出的氣體濃度，其可以為工廠煙氣排放處理提供參考。此外，由于污泥焚燒會(huì)產(chǎn)出大量的廢氣，所以要充分考慮廢氣處理的措施，確保氣體排放符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，降低污染氣體的產(chǎn)生，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，雖然目前我國(guó)大部分污水處理廠對(duì)污泥的處理方式都為填埋式處理，但是這種處理方式會(huì)在一定程度上造成二次污染。為此，可以采用干化焚燒的處理方式，干化焚燒的方式可以降低污泥的污染性，所獲得的焚燒廢渣也可以進(jìn)行一定程度的回收利用，不僅有效的處理了污泥，降低了環(huán)境污染，還在一定程度上實(shí)現(xiàn)了資源的節(jié)約利用，因此采用干化焚燒的處理方式進(jìn)行污泥處理更為合理妥當(dāng)。

參考文獻(xiàn)：

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