污泥熱處理

利用熱處理法對污泥進行預(yù)處理的優(yōu)點是：①可以大大改善污泥的脫水性能；②不需加藥劑，不增加泥餅量；③可以完全殺滅污泥中的致病微生物與寄生蟲卵；④可適用于各種污泥，最適宜于生物污泥。

不過，熱處理法也有一些缺點：①容易發(fā)生惡臭，向處理場地周圍散發(fā)；②污泥可溶性分離液含有機物濃度高，BOD及COD偏高，需要二次處理；③能耗較高，處理時間較長，故設(shè)備費用和操作費用高；④為了回收熱量而使用套管熱交換器時，容易在管壁結(jié)垢，且有機物在管壁處結(jié)焦會造成熱交換器高溫區(qū)管壁和T形回彎頭等處腐蝕和磨損；⑤和焚燒相比，污泥發(fā)熱量低。

污泥干燥主要使用回轉(zhuǎn)圓筒式干燥器。其流程如圖1所示。

脫水污泥經(jīng)粉碎機粉碎后，與旋流分離器返送回來的細(xì)粉混合，進入轉(zhuǎn)圓筒干燥器， 干燥污泥由卸料室，通過格柵送到貯存池，排氣經(jīng)旋流分離分離細(xì)粉后，經(jīng)除臭燃燒器脫水排入大氣。

污泥干燥處理，成本很高，只有在干燥污泥作為肥料所回收的價值，能滿足干燥處理運行費用時，或者有特殊衛(wèi)生要求時，才考慮采用。

當(dāng)污泥不符合衛(wèi)生要求，有毒物質(zhì)含量高，不能為農(nóng)、副業(yè)所利用時，可考慮采用焚燒處理。焚燒前，應(yīng)首先加以干燥。焚燒所需的熱量，主要依靠污泥含有的有機物燃燒發(fā)生。如污泥本身的燃燒熱值不足以使其焚燒時，用輔助燃料補充。

常用的污泥焚燒設(shè)備有回轉(zhuǎn)焚燒爐、立式焚燒爐與流化床焚燒爐等。

回轉(zhuǎn)焚燒爐的構(gòu)造與回轉(zhuǎn)圓筒干燥器基本相同，主要是爐體的長度較大，直徑與長度之比約為1：(10一16)。我國某些石油化工污水處理廠已有采用。

立式焚燒爐構(gòu)造簡單，也已為我國某些石油化工污水處理廠采用。爐體構(gòu)造如圖2所示。立式焚燒爐操作方便，沒有轉(zhuǎn)動部件，外殼用鋼板焊制，內(nèi)砌耐火材料，可以連續(xù)生產(chǎn)也可間歇生產(chǎn)。但爐體的熱容量較低，煙道氣溫度高，余熱沒有回收。因此，這種焚燒爐主要適用于像石油加工廠一類的既富有余熱，又能夠利用除油池和氣浮池的油渣作為輔助燃料的工廠。

流化床焚燒爐的恃點是利用硅砂為載熱體，在預(yù)熱空氣的噴射下，形成懸浮狀態(tài)。含水率為70%左右的泥餅，首先經(jīng)過快速干燥器，使含水率降到40%左右。干燥器的熱源是流化床焚燒爐排出的煙道氣(800℃)，干燥器出口煙氣溫度約150℃，焚燒爐排出的煙氣熱量可被充分利用。干燥后的泥餅用輸送帶從焚燒爐頂部加入。落到流化床上的泥餅，被流化層灼熱的砂層(700℃)攪拌混合，全部分散氣化，產(chǎn)生的氣體在流化床的上部焚燒。在焚燒部位，由爐壁沿切線方向高速吹人二次空氣，使與煙氣旋流混合，焚燒溫度可達(dá)850℃。流化床的流化空氣用鼓風(fēng)機鼓入，焚燒灰與燃燒氣一起飛散出去，用一次旋流分離器加以捕集。

流化床的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，接觸高溫的金屬部件少，故障也少，硅砂、污泥接觸面積大，熱傳導(dǎo)效果好，可以連續(xù)運行。缺點是操作較復(fù)雜，運行效果不夠穩(wěn)定，動力消耗較大。 2100433B

對污泥進行加熱，可使部分有機物分解及親水性有機膠體物質(zhì)水解，同時分解破壞污泥中的微生物，使細(xì)胞膜中的水游離出來，故可提高污泥的濃縮性能與脫水性能。熱處理對于脫水性能差的活性污泥特別有效。

污泥的熱化學(xué)處理具有處理迅速、占地面積小、無害化、減量化和資源化效果明顯等優(yōu)點。污泥熱化學(xué)處理達(dá)到的目的有：

（1）穩(wěn)定化和無害化，通過加熱使污泥中的有機物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氧化有毒有害污染物（如PAHs、PCBs等），殺滅致病菌等微生物。

（2）減量化，通過加熱破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使污泥中的內(nèi)部水釋放出來而被脫除，如焚燒工藝可使所處理的污泥（實際是焚燒后的灰渣）含水率降到零，實現(xiàn)最大限度的減量化。

（3）資源化，通過熱化學(xué)處理后的城市污泥，一方面通過穩(wěn)定化處理后可以進行相關(guān)的資源化利用，另一方面可以將污泥中的大量有機物轉(zhuǎn)化為可燃的油、氣等燃料。

常用的熱化學(xué)處理方法有焚燒、碳化、熱加工做建材、直接液化、氣化、熱解等。

根據(jù)氧化還原環(huán)境，污泥熱化學(xué)處理工藝可分為三種，即有氧、缺氧、無氧。污泥焚燒、濕式氧化為有氧熱化學(xué)處理；氣化為缺氧熱化學(xué)處理；污泥熱化學(xué)轉(zhuǎn)化（熱解、直接液化等）為無氧熱化學(xué)處理。

根據(jù)溫度的高低，污泥熱化學(xué)處理工藝分為高溫和低溫。通常以600℃為界進行概念性的區(qū)分。污泥高溫?zé)峄瘜W(xué)處理工藝有焚燒和高溫?zé)峤?。低溫處理工藝包括低溫?zé)峤猓峄瘜W(xué)轉(zhuǎn)化）、濕式氧化（含超臨界溶劑）和直接熱化學(xué)液化。

分散性污泥傳統(tǒng)計算公式

分散性污泥的傳統(tǒng)計算方式可參考化糞池污泥的計算方式，化糞池污泥量公式 ：

分散性污泥糞污總量估算

根據(jù)人均每日的定額污泥量，糞便與生活污水合流時為a=0.7L/人·d 。

全國人口為N=13.6億，每年產(chǎn)生的新鮮糞污量，W=N·T·a/1000，約為含水率b=95%的糞污3.4748億立方。糞污消化濃縮后的含水率為c=90%，污泥縮減系數(shù)K=0.8，經(jīng)過濃縮和消化后，13.6億人口每年形成的含水率90%的分散性污泥約為1.39億立方。

按照化糞池污泥計算公式，全國每年的分散性污泥總量約為含水率90%的污泥1.39億立方。

隨著我國城市化進程的加快, 污水處理率逐年提高,污泥產(chǎn)量也隨之急劇增加,一般而言,污水處理流程中產(chǎn)生的污泥通常含有 95%的水分, 為減少體積、降低運輸成本及便于后續(xù)處理,一般都會采用真空過濾法、壓濾法 、離心法和壓帶法對污泥進行機械脫水 .然而處理后的脫水污泥含水率仍高達(dá) 70% ～ 80%, 這部分水分只能通過熱干燥的方式去除, 而正是該過程增加了污泥處理處置的成本 .熱解法作為城市污水污泥焚燒處理的替代技術(shù),因其經(jīng)濟性好、二次污染小、熱解產(chǎn)物利用價值高等優(yōu)點受到了廣泛關(guān)注.同時, 我國城市污泥中有機物含量和熱值日漸增高,也使其具備了熱處理的潛力.目前,通過對干污泥及其他生物質(zhì)進行中高溫?zé)峤鈦砘厥漳茉吹墓に囈殉蔀閲庋芯咳绾翁幹霉腆w廢棄物的重點, 而國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究仍處于起步階段, 尤其是針對含水率高達(dá)80%左右的脫水污泥進行高溫?zé)峤獾难芯窟€鮮見報道.

通常把污水廠污泥的穩(wěn)定和脫水 ( 一般脫水至含水率達(dá)70% ～80% )稱作濕污泥的處理;將濕污泥的堆肥、填埋、干化和焚燒及最終利用，稱為濕污泥的處置。濕污泥填埋是我國目前使用最多的方法，但是必須占用大量土地資源，并且往往伴隨著不良?xì)馕兜纳l(fā)，如果處理不當(dāng)還可能污染地下水、傳播傳染病等;土地利用例如堆肥法是污泥資源化的好途徑，問題在于如何降低重金屬含量和提高堆肥肥力以維持市場化運作; 焚燒法是有效地對污泥進行減容和無害化處理的方法之一，但也存在著一定的弊端，例如焚燒廠的基建投資和運行費用相當(dāng)高，控制運行不當(dāng)將有不完全燃燒產(chǎn)物和有害氣體產(chǎn)生，對大氣造成二次污染，焚燒后的爐渣還要填埋或處理，也可能對環(huán)境產(chǎn)生二次污染 。