市政污泥处理和处置技术探讨

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1、市政污泥处理和处置技术探讨　　摘要：随着中国城市化进程的加快，污水处理附属物污泥问题日渐凸显，实现污泥稳定化、无害化、减量化和资源化利用成为各国研究热点。文章介绍了国内外较为成熟的污泥处理技术，探讨了污泥资源化利用新技术，分析了污泥处置方式及规范要求。关键词：市政污泥；污泥处理；浓缩工艺；稳定化处理；干化处理　　市政污泥是处理生活污水时所产生的沉淀、悬浮及颗粒物。随着我国经济的快速发展，污水处理市场已由投资建设转入运营完善阶段，污泥的处理问题也日渐凸显。目前，我国80%的市政污泥未得到妥善处理。预计到XX年末，我国脱水污泥年产量将超过2600万吨。如何妥善

2、处理污泥，实现其稳定化、无害化、减量化和资源化，已成为社会广泛关注的课题。本文针对近年来国内外较为成熟的污泥处理和处置技术进行介绍，对设计工作中污泥处理、处置工艺和方法的选择具有参考意义。　　　　1污泥处理工艺探讨　　污泥是污水处理后的产物，是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒和胶体等组成的复杂非均质体。污泥含水率高，有机物含量高，容易腐化发臭。典型的污泥处理工艺流程包括浓缩、稳定化处理、干化和污泥处理四个阶段。　　浓缩工艺　　污泥水分主要包含表面粘附水、间隙水、毛细结合水和内部水四类。污泥浓缩的目的是去除其中的自由水和间隙水，方法主要有重力浓缩、气浮浓缩

3、和离心浓缩三种，此外还有带式重力浓缩、微孔浓缩、隔膜浓缩和生物浮选浓缩等。重力浓缩是最节能的污泥浓缩方法，不需外加能量，利用污泥自身重力自然沉降分离；气浮浓缩是依靠附着在污泥颗粒周围的微气泡减轻比重，使其强制上浮，达到浓缩目的；离心浓缩与带式重力浓缩均属于机械浓缩。经浓缩后污泥含水率可降至95%左右。　　稳定化处理工艺　　稳定化处理旨在降解污泥中易腐败发臭的有机营养物，进一步减少污泥含水量，降低病原菌、细菌含量，消除臭味。稳定化处理方法主要有厌氧、好氧和好氧堆肥三种。　　厌氧消化是我国普遍采用的污泥处理工艺，占污泥稳定化处理技术的%。在无氧条件下，兼性菌与

4、厌氧菌共同作用，将污泥中的有机物通过水解酸化、乙酸化和甲烷化三个阶段分解为甲烷、二氧化碳及少量的氮硫化物和硫化氢等气体的过程，如式和式所示。分解乙酸产生的甲烷约占总量的2/3，由CO2和H2转化的甲烷约占量的1/3。　　好氧消化技术占污泥稳定化处理技术的%，在微生物的内源代谢过程中，细胞组织在好氧条件下将自身原生质分解为二氧化碳、水、氨氮和硝基氮等小分子物质，反应过程如式所示。　　好氧堆肥是在有氧条件下，由好氧菌对部分有机物进行分解以合成新细胞质的稳定过程，其工艺流程分为前处理、主发酵、后发酵、后处理及贮存五个阶段。　　干化工艺　　污泥干化是利用热能去除脱

5、水污泥水分的过程。根据热源不同，可分为自然干化与热干化两类。自然干化利用太阳能进行脱水。热干化采用的热源按成本由低到高依次为烟气、燃煤、热干气、沼气、蒸汽、燃油和天然气。按热媒与污泥的接触方式可将热干化法分为直接接触加热、间接传导加热及联合加热三种，采用的设备主要有转鼓式、转盘式、带式、螺旋式和离心式干化机。污泥干化过程中要注意污泥粘结问题、尾气处理问题，粘结问题采用干料返混措施可得到减轻。尾气循环回用不仅可降低系统的氧气含量，提高运行安全性能，还可回收热量，降低能耗。尾气需经过除尘、冷凝、水洗、热氧化后排放。　　污泥处理新工艺　　除上述常规技术外，国内外

6、还研发出多种新型高效污泥处理工艺，如熔化、两相消化、制油、超声波处理等，可对污泥进行深加工，以实现污泥的资源化利用。　　熔化。污泥处理厂的脱水滤饼经干燥粉碎后，送入1300℃～1500℃的熔化炉中进行燃烧，燃后烟气用于加热新空气和循环蒸汽，熔融炉渣用于建筑材料。污泥熔点取决于灰组分，重要指标为CaO/SiO2比。满足污泥熔化条件的炉子主要有底焦熔化炉、表面熔化炉和旋转熔化炉三种。　　两相消化。传统厌氧消化工艺需依次经过发酵、产氢产乙酸和产甲烷三类菌群。后两者属共生互营菌，划为一相称产甲烷菌，发酵菌称为产酸菌。两类菌种特性差异较大，对环境要求迥异，无法同时处

7、于最佳生态环境中。两相消化即将两类菌分别置于串联的两个反应器中单独进行消化，大大提高处理效率。　　制油。利用污泥中大量有机物及营养元素可取油产品。污泥制油有低温热解油化和直接热化学液化两种技术。前者由Bayer等提出，常压下可将含水率5%以下的干燥污泥转化为油、反应水、不凝性气体和炭四种物质。后者污泥无需干燥，热解反应直接在水中进行，有机物经分解、缩合、脱氢、环化转化成低分子油状物，用萃取剂即可分离收集，此方法成为未来污泥制油的发展趋势。　　超声波处理。超声波处理即利用超声波能量在液体污泥中形成气泡，依靠气泡破灭形成高温高压环境并产生剪切力，从而破坏菌胶团

8、结构，提高污泥的脱水性能，为后续工艺提供有利条件。超声波处理的主要