污泥處理是對污泌泥進(jìn)行濃縮、調治、脫水、穩定、干化或焚燒的加工過(guò)程。
一、我國的污泥有以下特點(diǎn):
污泥的地域分布特征。由于我國經(jīng)濟發(fā)展在地域上的不平衡,造成了各地城市污泥產(chǎn)生量的明顯差異。就當前而言,城市污泥的產(chǎn)生量主要集中在東部地區。據統計,東部11個(gè)省(市)的污泥產(chǎn)生量占全國污泥總量的63.87%;中部8個(gè)省的污泥產(chǎn)生量占全國污泥總量的20.9%;西部12個(gè)省(市)的污泥產(chǎn)生量占全國污泥總量的15.23%。但是,隨著(zhù)中部的崛起和西部大開(kāi)發(fā),以及國家環(huán)!笆晃濉币巹澋膶(shí)施,中、西部一些省(市)的污泥產(chǎn)生量不斷增加,全國城市污泥平均增長(cháng)率為16.82%,而中、西部的平均增長(cháng)率分別高達23.29%和21.83%,因此,未來(lái)幾年中、西部同樣面臨污泥處理的巨大壓力。
城市污泥因含有大量有機物質(zhì)而具有較高的熱值,這奠定了污泥具有資源化利用的潛在價(jià)值基礎,也就決定了城市污泥無(wú)害化與資源化處理的可能性。城市污泥貢獻熱值的基本條件是,污泥的含水率必須從污水處理廠(chǎng)出來(lái)時(shí)的80%左右降至30%以下,這就是說(shuō)對污泥進(jìn)行深度脫水成為城市污泥能否被資源化利用的技術(shù)關(guān)鍵,因此,我們應該在污泥處理工藝上進(jìn)一步的研究。
二、污泥處理工藝介紹
1)低溫干化
在現有的污泥深度脫水技術(shù)中,低溫干化是一種能夠使污泥全部毛細水和吸附水以及部分結合水蒸發(fā)的有效方法。所謂污泥低溫干化,就是通過(guò)低于污泥燃點(diǎn)的外來(lái)熱源將污泥中水分蒸發(fā)的過(guò)程。然而,污泥干化是能量?jì)粝牡倪^(guò)程,能耗費用通常占污泥處理總費用的80%以上,如果利用煙氣余熱進(jìn)行污泥干化,可以徹底克服污泥干化的能耗瓶頸,使污泥處理的運行成本大大降低。
熱電廠(chǎng)或水泥廠(chǎng)排放的煙氣量很大,排放的煙氣溫度一般在120~200℃之間,其中蘊藏的巨大潛能正是污泥低溫干化最理想的熱源。如何利用煙氣余熱來(lái)實(shí)現污泥的深度脫水?
浙江大學(xué)發(fā)明的二段式污泥低溫干化工藝不僅能使污泥有效干化,而且能使污泥在干化過(guò)程中自然形成顆粒。這種工藝采用熱煙氣與污泥直接接觸的方法,借助特制的干化成粒裝置,通過(guò)二段式干化工藝,一方面使熱煙氣能夠盡可能與濕污泥以最大面積接觸;另一方面使濕污泥與煙氣余熱有足夠的時(shí)間進(jìn)行熱交換,從而達到污泥低溫干化效率的最大化。來(lái)自熱電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)排放的煙氣,或者是垃圾焚燒發(fā)電排放的煙氣,分別引入兩個(gè)并聯(lián)的污泥干化成粒裝置,最終使污泥的含水率從80%左右降至30%以下,污泥的體積減少至原來(lái)的1/3以下,首先實(shí)現了減量化。由于污泥是在連續滾動(dòng)中完成干化過(guò)程的,因此干化后的污泥自然形成粒徑為2mm~8mm的顆粒。它保存了95%以上原始熱值,真正成為一種可以再利用的初級有機固體產(chǎn)品,可以作為燃煤的輔助燃料和水泥的生產(chǎn)原料,也可以燒制輕質(zhì)節能磚和陶粒以及生產(chǎn)水泥壓制品等。
污泥中含有大量有機物質(zhì),在干化過(guò)程中污泥的部分有機物會(huì )發(fā)生分解,并釋放出各種氣體。對污泥干化模擬試驗和實(shí)際工程釋放氣體的測定結果表明,在低于200℃的溫度下,污泥釋放的氣體除最主要的水蒸氣外,還有少量的烴類(lèi)物質(zhì),它們通常在大氣中不穩定,很容易被氧化或分解。由于利用煙氣余熱干化污泥需要的煙氣量在1.5×105立方米/小時(shí)以上,因此,從污泥中釋放的少量有害氣體被充分稀釋?zhuān)由衔勰噌尫艢怏w與煙氣之間的相互作用,最后經(jīng)過(guò)除塵除氣裝置的處理,污泥干化產(chǎn)生的尾氣完全可達標排放。
在利用煙氣余熱的二段式污泥低溫干化過(guò)程中,熱煙氣與濕污泥直接接觸,既能使污泥干化的效率大大提高,又能使煙氣中的煙塵被濕污泥吸附,并被固定在污泥顆粒中。除此之外,污泥對煙氣中的二氧化硫具有吸附作用,分析結果證實(shí),污泥對二氧化硫的吸附屬于化學(xué)吸附,當干化后的污泥顆粒作為燃煤輔助燃料資源化利用時(shí),被化學(xué)吸附的二氧化硫不會(huì )再釋放進(jìn)入煙氣。因此,利用煙氣余熱干化污泥不僅因為吸取熱量而減輕了熱污染,而且因為吸附了煙塵和部分二氧化硫而減輕了對大氣的污染負荷,能更好地達到節能減排的效果。
2)最新污泥處理工藝
隨著(zhù)環(huán)保力度的加強和人們對已有污泥處理處置技術(shù)局限性的進(jìn)一步認識,世界各國都在投入重金研發(fā)新技術(shù),爭取找到更經(jīng)濟、更合理的污泥處理方案。
石灰投加技術(shù)脫水后的污泥進(jìn)入料斗,料斗中加入石灰和氨基璜酸,石灰投量為濕泥量的10%一15%,氨基璜酸的投量約為石灰投量的1%。由于氨基璜酸在反應過(guò)程中產(chǎn)生氨氣,增強了整個(gè)工藝的殺菌效果,降低了反應溫度。污泥、生石灰和氨基璜酸在料斗中攪拌后,由雙螺旋進(jìn)料機推入柱塞泵進(jìn)料口,通過(guò)柱塞泵送入反應器,在70℃下停留30min,輸出的產(chǎn)品可達到美國EPAPART503CLASSA標準。反應后的污泥泵送至料倉,密封容器中產(chǎn)生的氣體經(jīng)洗滌塔處理后排放。該工藝的特點(diǎn):pH>12,延續時(shí)間長(cháng),殺菌徹底;高pH使大部分金屬離子沉淀,降低了其可溶性和活躍程度;污泥的含固率可提高至30%;去除了污泥中的臭氣,系統全密封,無(wú)環(huán)境污染;系統全自動(dòng),操作維護簡(jiǎn)單:加入少量氨基,減少了石灰用量和反應時(shí)間,降低了運行成本。
三、污泥處理工藝發(fā)展前景
污水處理廠(chǎng)的污泥問(wèn)題已經(jīng)成為目前我國亟待解決的環(huán)境問(wèn)題之一。污泥的有效處理處置,既要在污泥處理工藝上進(jìn)一步研究,觀(guān)念上進(jìn)一步重視,又要在資金上進(jìn)一步扶持、政策上進(jìn)一步傾斜。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
(1)從污泥處理工藝原則上,應該遵循減量一無(wú)害一資源化利用的原則。即污泥處理的首要任務(wù)是減量化,進(jìn)而減少后續的運輸成本和處置成本。能夠有效實(shí)現污泥減量的環(huán)節主要有在污水處理環(huán)節,通過(guò)污水處理過(guò)程中的工藝控制,減少污泥量的產(chǎn)生;在污泥脫水環(huán)節,通過(guò)改善藥劑和脫水方式,提高脫水污泥的含圍率,減少污泥量。如巴工業(yè)新一代的螺壓式脫水機,就能夠大大減少脫水污泥的含水率,有效減少污泥產(chǎn)量;在脫水污泥處理處置環(huán)節,通過(guò)強制壓榨、蒸發(fā)、裂解等手段,使污泥中的生物質(zhì)細胞破裂,大量的吸附水、毛細水、細胞水等析出,大大減少了污泥的含水率。典型工藝有污泥碳化、污泥干化和污泥焚燒。
(2)從污泥處理工藝的選擇上應該遵循合理配置、因地制宜的原則。各地區應根據自身的特點(diǎn)選擇污泥處理處置方法,有適宜填埋的地方就填埋,有堆肥需要的場(chǎng)合就堆肥,土地資源比較緊缺的地方可以采用干化、焚燒等工藝。但無(wú)論采用何種污泥處置方法,減小體積、提高干度都是污泥處理難以回避的重要環(huán)節,同時(shí)也應均衡生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟效益之間的關(guān)系。
(3)從污泥處理工藝政策導向上應該把污泥的處理處置當做一個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)看待,而不是污水處理行業(yè)的延續。只有通過(guò)出臺污泥處理處置的經(jīng)濟政策和制度,才能激發(fā)企業(yè)的主動(dòng)性、積極性,才能形成我國污泥處理處置行業(yè)發(fā)展的內在推動(dòng)力,才能使污泥處理處置產(chǎn)業(yè)步入良性發(fā)展的軌道。