污泥脱水及干化工艺调研.doc

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1、污泥脱水及干化工艺调研一、污泥概述　　污泥(sludge)是由水和污水处理过程所产生的固体沉淀物质。1.污泥的分类根据其来源，污泥可以划分为：　　1）市政污泥(sewagesludge)，主要指来自污水厂的污泥，这是数量最大的一类污泥。此外，自来水厂的污泥也来自市政设施，可以归入这一类。　　2）管网污泥，来自排水收集系统的污泥。　　3）河湖淤泥，来自江河、湖泊的淤泥。　　4）工业污泥，来自各种工业生产所产生的固体与水、油、化学污染、有机质的混合物。在非特指环境下，污泥一般指市政排水污泥。污水处理厂的污泥根据处理的工艺级别不同，又可以分为以下几种：1）初沉污泥(Pr

2、imary)：只经过物理-化学处理2）二沉污泥(Secondary)：生物处理后的污泥）三沉污泥(Tertiary)：脱磷/脱氮后的污泥根据污泥的性质，又可以区分为：1）未消化生污泥（undigested）2）消化污泥(digested)污泥的消化又有好氧消化与厌氧消化之分。各个级别的污泥的物理化学性质不同，消化和未消化污泥的性质差别更大。很多后端处理工艺必须了解前端污泥的性质才能确定其处理方式。2.污泥的主要成分因污泥成分不同，未消化的市政污水污泥的有机物含量可能占到干物质的60%－75%，高效消化处理后减半。有机硝酸盐是污泥中的主要有效成分。施用到土壤里，硝酸

3、盐经生物降解可改善土壤。污水厂污泥具有很强的流动性，这是因为其含水率很高，一般在95%以上，这是污泥本身的性质决定的。根据分析，污泥与水分子的结合非常紧密，并具有不同的相态：　　1）自由态水：可经重力沉淀和机械作用去除；　　2）物理性结合水：须更多能量去除（如加热），包括毛细管/间隙水、胶态/表面吸附水。　　3）化学性结合水：只有打破化学键才能去除，被称为“平衡水”，包括细胞内的水、分子水。3.污泥处理、处置存在的问题　　1）污泥处置：污泥的处置指的是给污泥一个最终的归宿：要么作为肥料施用到农田、绿化等土壤中，成为土壤的一部分；要么加以资源化利用，形成有用的材料，

4、如铺路的渣土、水泥、制砖等；要么填埋，未加任何利用，且耗费土地资源而弃置。　　2）污泥处理：任何不能达到最终安置的过程，都可以算作处理。比如污泥堆肥，杀灭细菌和熟化后才能产生安全的肥效；焚烧最终还会产生灰烬，这部分的数量要占到原干物质质量的40％以上，因此还要考虑填埋或利用；干化是为了去掉泥饼中的大部分水份，节约运输成本，减少占地，少付填埋费，并为其它的最终处置方案提供减量、卫生化和经济性条件。　　污泥处理的主要目的是减少水分，为后续处理、利用和运输创造条件；消除污染环境的有毒有害物质；回收能源和资源。污泥的处理工艺包括污泥的浓缩、消化、脱水、干化及焚烧等方法以及

5、最终处理。由于污泥是一种有潜在危险的物质，所以污泥处理面临以下的问题：　　1）干污泥中一般含有65%的有机物和35%的无机物。在中国，污泥中的有机物含量较低。　　2）湿污泥中含有各种各样的细菌、病毒和寄生生物，病菌在其中大量繁殖。　　3）污泥中还含有锌、铜、铅和镉等重金属化合物，有毒的有机化合物，杀虫剂等等，所有这些一旦进入食物链将会导致严重的健康问题。对于工业发达的大中城市，这个问题尤其突出。在欧洲，根据欧盟规定：截止到2005年，有机物含量超过5%的废弃物将被禁止填埋；在美国，根据国家环保局的503污泥卫生法规定，只有经过灭菌处理，达到细菌或病毒无法检出的A级

6、污泥才可以在市场出售；而B级污泥的使用则必须满足特殊的使用条件，即污泥的细菌或病毒含量不会对公众和环境造成影响。而特级污泥，即污泥的细菌或病毒和重金属的含量都满足要求，其使用所受到的限制与普通的肥料一样。由于A级污泥没有对重金属的含量有任何限制，因此国家环保局的503污泥卫生法不是很严格。目前，在新泽西州，在加利弗尼亚，内华达和亚利桑那州的部分县已经立法禁止污泥的填埋；佛罗里达洲等一些州的立法正在进行。4.污泥的脱水与干化　　污水处理所产生的污泥具有较高的含水量，由于水分与污泥颗粒结合的特性，采用机械方法脱除具有一定的限制，污泥中的有机质含量、灰分比例特别是絮凝剂

7、的添加量对于最终含固率有着重要影响。一般来说，采用机械脱水可以获得20%-30%的含固率，所形成的污泥也被称为泥饼。泥饼的含水率仍然较高，具有流体性质，其处置难度和成本仍然较高，因此有必要进一步减量。此时，在自然风干之外，只有通过输入热量形成蒸发，才能够实现大规模减量。采用热量进行干燥的处理就是热干化。污泥干化是水分蒸发的过程。为了进行干化项目的调研，以确定减量处理的规模，必须了解有关污泥项目的一些经济参数，这些参数包括：·机械脱水后的湿泥含固率·最终处置的目的、类型·当地能够找到的廉价热能及其价格指数污泥成分是根据污水厂的来水水质变化的，当然在很大程度上也会受到

8、污水处理工