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1、污泥的深度处理概 述水是人类生存的基本条件，是影响和制约社会发展的最关键因素。一方面，世界上的大部分地区水资源都严重短缺；另一方面，人口的急剧增长、工业的不断发展，人类又在不断制造大量的污染物，污染着本已稀缺的水资源。水资源短缺与水 污染是当前社会和人类共同面临的两大难题。上个世纪以来，随着人与自然关系的不断激化，人们逐渐认识到只有污水处理和污水回用才是解决水资源短缺与 水污染的最有效方法。众所周知，目前的污水处理厂是先对污水进行各种物理、化学或生物的方法把污染物从水中分离出来，分离水变成“清洁水”排入水体；再集中处理浓缩了污染“精华”的分离“固体”污泥。显然，不彻底解决污泥的处理问题，污泥中
2、的污染物就会再通过各种途径回到大自然，则再好的水处理效果对环保而言都只是掩耳盗铃。将污染物从污泥中彻底去除是解决水污染问题的关键步骤。1污泥处处理的任任务与方方法1.1污泥泥在实际际中的表表现干净的的水经使使用后因因其中含含有有机机物、重重金属、病病毒、细细菌等对对人类和和自然界界会造成成危害而而称为污污水。污污水的净净化处理理一定意意义上讲讲是部分分地把这这些污染染物分离离转移至至污泥中中。相对于于污水，污污泥的污污染成分分近似而而浓度则则要高得得多，在在实际中中表现为为：（1）臭臭味大：众多易易腐化的的有机物物在污泥泥的处理理、运输输、储存存中发出出各种恶恶臭 的的气味影影响环境境；（2）
3、危危险性高高：污泥泥中含有有大量的的病毒、细细菌、原原生动物物及高浓浓度的锌锌、铜、铬铬、铅、镉镉等重金金属、有有毒的有有机合成成物等，对对水资源源和人体体健康都都是 一一种潜在在的危险险；1.2污污泥处理理的几大大任务污泥泥处理就就是要对对污泥进进行深度度无害化化处理，彻彻底解决决污泥对对环境的的污染及及对人类类的危害害，通常常有以下下几大任任务：（11）减少少污泥体体积： 在水水处理工工艺中采采用生物物或化学学的方法法直接减减少污泥泥的产生生，避免免和减少少污泥的的产生； 在污污泥处理理系统中中提高污污泥的含含固率；（22）污泥泥性质稳稳定：去去除污泥泥中易腐腐化变质质的有机机物；（33）
4、污泥泥无害化化：去除除污泥中中对人体体或自然然界有危危害的病病毒、细细菌、原原生 动动物 和和重金属属等；（44）污泥泥的资源源化利用用： 利用用污泥中中富含的的N、PP、K等等回收有有机肥料料，改善善土壤条条件，促促进作物物的生长长； 利用用污泥中中大量有有机物储储藏的热热量进行行焚烧，回回收热能能。目前，为为达到污污泥的最最终无害害化处理理，完整整的工艺艺如下图图所示：由上图图可知：污泥处处理包括括污泥浓浓缩、机机械脱水水、干化化或焚烧烧及最终终废弃物物处置四四个主要要阶段，其其中前三三个阶段段为污泥泥处理阶阶段主要要特性如如下： 处理方式作用处理后污泥泥的含固固率处理后污泥泥的主要要成分
5、浓缩减小污泥体体积38%与原污泥同同机械脱水减小污泥体体积15%335%与原污泥同同干燥减小污泥体体积、稳稳定污泥泥性质、无无害化40933%少量有机物物和无机机灰焚烧减小污泥体体积、稳稳定污泥泥性质 、无害害化及热热能回用用99%无机灰1.3 污污泥处理理最终废废弃物的的处置及及要求（11）农业业利用： 去除除病原体体，重金金属等避避免长期期使用对对人体及及土地的的副作用用； 具有有施用期期短，储储存期长长的特点点，应使使肥料易易于运输输、储存存、操作作，提高高卫生条条件； 制定定全面的的施用标标准，减减少对环环境的不不良影响响，消除除用户的的不信任任；（2）填填埋： 尽可可能小的的体积；
6、防止止二次污污染；（33）建筑筑材料：材料性性质稳定定，无毒毒害；（44）投海海：已禁禁止使用用。1.4污污泥深度度处理的的必要性性污泥泥处理工工艺的选选择与污污泥性质质、最终终污泥处处置方式式、地方方行政法法规的限限制、经经济性、处处理规模模、处理理技术、现现场条件件等息息息相关。从以上所述可知，目前只做的浓缩、机械脱水并不能减少污染，也不能满足卫生需要，因此不能满足污泥处置的要求，进行污泥干燥或焚烧的深度处理是污泥处理发展的必然选择。（1）污染去除的要求：浓缩、脱水不能去除污染物，干燥或焚烧是彻底去除污染负荷的有效途径；（2）地方法规的要求：欧洲有些国家禁止没有深度处理的污泥进行处置；（3
7、）最终污泥处置的要求：污泥农业回用、污泥填埋、建筑材料的使用都要求污泥无毒、满足卫生要求；（4）经济性的要求：深度处理后的污泥，其体积仅为脱水污泥的一半至五分之一，减少运输、储存费用，同时减少填埋的费用（欧洲国家填埋的费用以体积计，且价格非常贵200300欧元立方米）。（5）工艺发展的保证：污泥干燥和焚烧技术的发展成熟减少了投资和运行费用，提高了处理效率。2污泥的的干燥处处理工艺艺干燥是是利用热热源加热热脱水后后的污泥泥，进一一步去除除污泥中中的毛细细水，使使污泥固固体含量量达到770%90%的过程程，目前前，昂帝帝欧得利利满公司司已开发发使用了了多种干干燥工艺艺，如利利用太阳阳能加热热的HE
8、ELIAANTSS工艺，利利用高温温氧化有有机物的的MINNERAALISS工艺及及各种形形式的加加热干燥燥工艺。2.1 HELIANTS太阳能干燥工艺将脱水后的污泥放置于温室中，利用太阳能蒸发污泥中的水份即可获得百分之6080的干化污泥，运行中可利用搅拌轮将污泥翻转平铺在地板上或增加强制通风以提高蒸发效率。这种工艺设计简单，投资运行费用低，但需要很大的占地面积，适合于产泥量较低，污泥用作农业应用，并需长期储存的场合。2.2 MINERALIS高温湿氧化工艺将污泥和纯氧同时导入温度为2900C压力为80100巴的反应容器中，纯氧在高温、高压情况下不需使用催化剂即可将绝大部分有机物氧化成CO2和
9、水，剩余污泥通过机械脱水干度即可达5060%以上。湿氧化的工艺适用于污泥非农业利用的场合，脱水泥饼可以填埋或作为建筑原材料。2.3 NARATHERM桨式加热干燥工艺干燥工艺中应用更广泛的还是加热干燥系，所有的加热干燥均需要热源。结构上，除了干燥器以外，还应包括污泥进料器，辅助热源、送气系统，热量回收装置，灰尘 控制、灰烬排出、控制系统等。目前的热干燥系中已使用的有转鼓式、圆盘式、螺旋桨式、薄膜式、管式等多种干化系统。干化系统的选择与最终产品的要求、处置方式、污泥类型等密切相关如下图所示。2.3.11 工艺艺流程NAARATTHERRM工艺是是由得利利满公司司和GOOUDAA公司共共同开发发的
10、桨式式加热干干燥工艺艺，是欧欧洲目前前使用最最广泛的的加热工工艺，其其流程简简述如下下：2.3.22 NAARATTHERRM工艺主主要包括括以下几几个步骤骤（11）进料料用用螺旋输输送器将将1535%的脱水水污泥送送至干燥燥器的进进口，有有时会根根据污泥泥的性质质，选择择是否将将筛分后后的细小小干化污污泥与待待干化的的污泥进进行预混混合。（22）热源源产生NAARATTHERRM可使用用热蒸汽汽或油经经锅炉加加热作为为热交换换的热源源。一般般热流体体的温度度为18802200。热流流体被分分别引入入中空的的干燥器器壳体和和转动的的轴、桨桨叶等所所有与污污泥接触触进行热热交换的的加热金金属表面
11、面。（3）污污泥干燥燥加加热的金金属表面面与污泥泥均匀接接触，加加热污泥泥，蒸发发污泥中中的水份份。沿干干燥器的的轴向长长度，水水蒸汽蒸蒸发会经经历恒定定蒸发效效率和低低蒸发率率两个阶阶段；污污泥干化化经历塑塑化、破破塑、块块化、颗颗粒化四四个步骤骤；污泥泥的温度度呈快速速上升、稳稳定、快快速上升升的趋势势，最后后出口污污泥温度度为10001110左右（见见下图）。干干燥时间间3至77小时，出出口污泥泥含固率率达到990%以以上。（4）冷冷却筛分分冷冷却有直直接冷却却和间接接冷却两两种方式式。两种种方式单单独使用用或组合合使用，使使干污泥泥温度从从1100减至440左右，冷冷却后进进入细格格栅
12、进行行筛分，或或经过造造形机造造型后达达到所要要求的干干污泥形形状。（55）冷凝凝回收干燥燥器内的的热蒸汽汽送至冷冷凝器冷冷凝处理理。冷凝凝溶剂回回收；不不可凝气气体送至至锅炉再再加热成成热源；冷凝水水回污水水处理厂厂。2.3.33 工艺艺的优势势NAARATTHERRM工艺采采用巧妙妙设计的的桨式干干燥器，可可对污泥泥进行彻彻底搅拌拌并使污污泥一直直处于干干净接触触面进行行热交换换，解决决了一般般间接传传热工艺艺传热效效率低的的问题，同同时用汽汽量比直直接加热热又大为为减少。整整个工艺艺系统的的组合使使其具有有明显的的优势：（11）适应应性强：适用于于各种类类型和性性质的脱脱水污泥泥；（2）
13、消消耗低： 用汽汽量小，部部分热能能回收，减减少热耗耗； 消除除粉末，臭臭味产生生减少，末末端处理理变得容容易；（33）高品品质干化化污泥： 有机机含量极极低，污污泥性质质稳定； 足够够长的加加热时间间，消除除病毒、细细菌等，满满足卫生生标准； 具有有农业利利用价值值； 含固固率高（90%），可可成粒便便于储存存、运输输及灵活活处置；（44）安全全操作：用汽量量小，温温度较低低，且无无直接接接触，安安全性能能较高。（5）易操作：系统全自动控制，对系统的O2、CO、惰性气体等能实时检测，并有自动安全保护。NARATHERM工艺的优越性能主要得益于其独特的桨式干燥器（如下图所示）：干燥器器包括一一
14、个可加加热的中中空槽、两两根或四四根成对对安装中中空的传传动轴、装装于轴上上许多楔楔形搅拌拌桨、桨桨顶端的的刮板等等。工作作中，污污泥从干干燥器的的一端进进入，通通过重力力缓慢流流至另一一端。传传热流体体从同一一侧进入入中空槽槽、轴和和桨的内内部对所所有可能能与污泥泥接触的的金属进进行加热热。同时时，成对对的两根根轴转向向相反，桨桨叶齿形形配合，可可调转速速的轴带带动搅拌拌桨将污污泥缓慢慢均匀的的翻转搅搅拌。此设设计体现现了如下下优点：（11）接触触面积大大：较大大的面积积容积积比加大大了接触触面积；（22）传热热效率高高： 物料料的流化化状态确确保与加加热表面面1000%的进进行接触触热交换
15、换； 自清清洁的桨桨形使加加热接触触面始终终保持清清洁，提提高传导导效率；（33）高干干化污泥泥品质： 形状状平滑的的桨叶和和不产生生轴向推推力的搅搅拌形式式避免易易碎污泥泥的破坏坏； 推流流式的通通过形式式、桨叶叶两面的的均匀连连续加热热可使所所有干化化污泥性性质类似似。NARRATHHERMM加热干干燥工艺艺所具有有投资运运行费用用相对较较低、适适应性强强、污泥泥干度高高，性能能稳定、安安全卫生生等优点点为其在在欧洲北北美占领领了很大大市场份份额，积积累了丰丰富的运运行 管管理经验验。如在在Saiint Briieucc、Laavellaneet、BBarrrow、MMetzz等众多多水厂均均有成功功运行的的记录。2.4 IC850污泥焚烧工艺污泥焚烧是最彻底的污泥处理工艺，它可将15%35的脱水污泥投入焚烧炉中，直接把有机物燃烧成C
