污水處理廠污泥處置技術(shù)探討
污泥是廢水處理過(guò)程的副產(chǎn)品，包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥體積約占處理水量的0．3％一0．5％左右，如廢水進(jìn)行深度處理，污泥量還可能增加0．5～l倍。隨著工業(yè)用水和生活用水的增多，廢水和污水的量也逐漸增大，所產(chǎn)生的污泥量也逐漸增大。污泥中含有大量有害物質(zhì)，包括重金屬、細(xì)菌、病原體等，如處理不當(dāng)，可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的影響。必須根據(jù)污泥的特點(diǎn)，選擇合適的處置方法，實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化。
l. 國(guó)內(nèi)外污泥處置方式簡(jiǎn)述目前污泥處置方式主要有三種：填埋、土地利用、焚燒。污泥是廢水處理過(guò)程的副產(chǎn)品，包括篩余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥體積約占處理水量的0．3％一0．5％左右，如廢水進(jìn)行深度處理，污泥量還可能增加0．5～l倍。隨著工業(yè)用水和生活用水的增多，廢水和污水的量也逐漸增大，所產(chǎn)生的污泥量也逐漸增大。污泥中含有大量有害物質(zhì)，包括重金屬、細(xì)菌、病原體等，如處理不當(dāng)，可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成較大的影響。必須根據(jù)污泥的特點(diǎn)，選擇合適的處置方法，實(shí)現(xiàn)減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化。格，土地填埋受到了限制…。污泥的土地利用主要包括污泥農(nóng)用，污泥用于森林與園藝、廢棄礦場(chǎng)等場(chǎng)地的改良等。盡管污泥的土地利用有能耗低、可回收利用污泥中養(yǎng)分等優(yōu)點(diǎn)，但是污泥中也含有大量病原菌、寄生蟲(chóng)(卵)以及銅、鋁、鉻、汞等重金屬和多氯聯(lián)苯、二嗯英、放射元素等難降解的有毒有害物，須經(jīng)無(wú)毒無(wú)害化處理后才能作土地利用，否則污泥中的有毒有害物會(huì)導(dǎo)致土壤或水體污染。污泥焚燒[21是近年來(lái)應(yīng)用較為廣泛的處置方式，其優(yōu)點(diǎn)在于能最大限度地實(shí)現(xiàn)污泥的減量化，利用污泥具有一定熱值的特點(diǎn)，使污泥中可燃性廢物氧化分解，殺滅病菌，通過(guò)尾氣處理設(shè)備可使產(chǎn)生的氣體達(dá)標(biāo)排放，減少污染，大大減少污泥的體積和質(zhì)量。但是污泥焚燒的成本相對(duì)較高，約為其他處置方式的2—4倍。另外，用蚯蚓分解處理口j、濕式氧化法、超聲波處理等方法也有研究，但技術(shù)不成熟，應(yīng)用較少。
2.我市污水處理廠污泥處置現(xiàn)狀
目前南通全市城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)廢水集中處理廠有18家，每日處理污水42．89萬(wàn)噸，其中工業(yè)廢水16．54萬(wàn)噸，占總水量的38．6％；日產(chǎn)污泥305．5噸左右，污泥的平均含水率為80．53％。南通市固廢中心和環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站于2009年初對(duì)全市18家污水處理廠的污泥進(jìn)行采樣、測(cè)定，結(jié)果表明：有16家企業(yè)污泥含水率超標(biāo)，重金屬是主要污染物，監(jiān)測(cè)中超標(biāo)的項(xiàng)目有總鉛、總鋅、總鉻、總鎘、總汞、總銅、總鎳。18家污水處理廠中，有11家平均每天191噸污泥經(jīng)壓濾機(jī)脫水后進(jìn)行焚燒處理，2家的25噸污泥用于制磚，1家污水處理廠的15噸污泥用于堆肥，4家的74．5噸污泥與生活垃圾一起混合填埋。由于南通市污水處理廠的污泥中重金屬是主要污染物，因此，填埋和土地利用這兩種處置方式勢(shì)必會(huì)帶來(lái)對(duì)土壤和水環(huán)境的影響，造成重金屬污染。而含水率高這一特點(diǎn)，也使污泥的處理難度加大。針對(duì)這些特點(diǎn)，建議采用焚燒的方法進(jìn)行污泥處理，性可最大限度地減少污泥的質(zhì)量和體積，減少重金屬對(duì)環(huán)境的污染。
3.污泥焚燒處置方式比選
污水處理廠的污泥含有大量的有機(jī)物和一定量的纖維素、木質(zhì)素，經(jīng)脫水后發(fā)熱量高，如摻入適量的引燃劑、催化劑、疏松劑等添加物配制成混合燃料，易于燃燒”J。目前污泥焚燒處置有兩種方式：一是直接焚燒，即將脫水污泥摻入煤或油等輔助燃料后燃燒。直接焚燒適合處理含水率在75％一80％的污泥，宜采用循環(huán)流化床焚燒爐，該方法工藝簡(jiǎn)單，但是燃燒效率及產(chǎn)生的熱量較低。二是污泥經(jīng)干化后再焚燒，即脫水污泥進(jìn)一步進(jìn)行干化處理，使其含水率降至5％左右，再進(jìn)行焚燒。干化方式分直接干化和間接干化兩種，兩者的區(qū)別在于熱源是直接作為介質(zhì)還是間接作為對(duì)換熱的介質(zhì)進(jìn)行加熱。直接干化是將高溫?zé)煹罋庵苯右敫稍锲，通過(guò)氣體與污泥的接觸、對(duì)流進(jìn)行換熱，降低污泥的含水率。該方法的熱量利用率較高，可使污泥的含固率從25％提高到85％～95％，但污泥中含有有毒有害的污染物，通過(guò)直接接觸，可能將污染物帶入氣體中，因此用以干化的氣體須經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放，同時(shí)，熱介質(zhì)與干污泥必須進(jìn)行分離，操作較為繁瑣。直接干化的設(shè)備有旋轉(zhuǎn)式熱干燥器、閃蒸熱干燥器等。間接干化是高溫?zé)煹罋馔ㄟ^(guò)熱交換器，傳給導(dǎo)熱油、空氣或者蒸汽這類介質(zhì)。介質(zhì)在一個(gè)封閉的回路里循環(huán)，與污泥沒(méi)有直接接觸。過(guò)程中蒸發(fā)的水分經(jīng)冷凝器冷凝。間接干化的設(shè)備有薄膜熱干燥器、圓盤式熱干燥器和空心槳葉式污泥干化機(jī)？招臉~式污泥干化機(jī)是一種新型、高效、節(jié)能、低速攪拌設(shè)備，可利用已有的蒸汽發(fā)生設(shè)備，采用已作一部分功的余熱蒸汽進(jìn)行干化，蒸汽冷凝后可回用，節(jié)約能源；蒸汽與污泥不接觸，不溶性氣體量少，可入爐焚燒，二次污染；污泥經(jīng)破碎和攪動(dòng)后，呈均勻顆粒狀，利于進(jìn)一步焚燒。污泥經(jīng)機(jī)械脫水、干化處理后，含水率降低，可直接焚燒。與摻人煤焚燒相比，雖然增加了一套干燥設(shè)備，但可省去輔助燃料的費(fèi)用，有資料№1表明，干化一焚燒的處置方式與直接焚燒相比，可至少節(jié)約成本20％。另外，直接焚燒過(guò)程需要將污泥中所含的水蒸發(fā)，使耗能增加，設(shè)備需要具有超負(fù)荷能力；污泥焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生酸性腐蝕性物質(zhì)，對(duì)尾部煙道的金屬材質(zhì)壽命有嚴(yán)重危害；飛灰量增加，會(huì)加劇尾部受熱面的磨損；煙氣中水蒸氣含量增加，加重尾部煙氣處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。在污泥的焚燒設(shè)備方面，流化床焚燒爐應(yīng)用最為普遍，與多層焚燒爐和多層流化床焚燒爐相比，流化床焚燒爐有突出的優(yōu)點(diǎn)。最大的優(yōu)越性在于：流化床焚燒的過(guò)程中無(wú)活動(dòng)部件，持續(xù)和間歇運(yùn)行中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，爐中的加熱和冷卻時(shí)間比多層流化床爐中短得多。此外流化床焚燒爐的耐火墻也簡(jiǎn)單得多，無(wú)需金屬部件(例如多層床焚燒爐和多層流化床焚燒爐的中心軸)的冷卻。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式較為合理，運(yùn)行溫度低于其它類型的焚燒爐，可降低氮氧化物的產(chǎn)生量，煙氣中重金屬排放量低。
4.我市污泥焚燒處置實(shí)例及探討
南通市現(xiàn)有多家熱電企業(yè)采用焚燒方法處置污，水廠污泥，如某熱電企業(yè)將3臺(tái)75t／h循環(huán)流化床鍋爐改造為可焚燒污泥型爐，而單臺(tái)爐每天焚燒污泥量約90—100t，故該熱電企業(yè)最大日處置能力為300t，年最大處置污泥能力約7萬(wàn)t。污水廠脫水后污泥的含水率為80％左右，高位發(fā)熱量為2000—3000keal／kg，在燃燒過(guò)程中還要吸收一定的爐膛熱量，故污泥與煤較理想的燃燒比例為20％。在摻燒污泥后。由于污泥含水率高、熱值低，焚燒過(guò)程中需吸收熱量，導(dǎo)致用煤量增加，在年處置7萬(wàn)t污泥時(shí)，該熱電企業(yè)增加用煤量約3500t。該熱電企業(yè)污泥焚燒流程：。污水廠將脫水污泥用車輛運(yùn)送倒入污泥池，池底料倉(cāng)出口接預(yù)壓螺旋，不斷將污泥擠壓送至污泥輸送泵，再由泵送出至污泥輸送管道，管道連接至鍋爐爐膛，污泥噴人爐膛內(nèi)焚燒區(qū)，控制爐膛內(nèi)溫度950℃左右，煙氣在爐內(nèi)停留時(shí)間不少于3秒鐘，可保證有機(jī)物的充分分解和完全燃燒。煤經(jīng)斗式提升機(jī)和螺旋給料機(jī)加入爐內(nèi)燃燒，為有機(jī)物的熱解提供熱量，同時(shí)焰眇固廢燃燒后生成的爐渣可補(bǔ)充床料損失。燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的爐渣經(jīng)振動(dòng)排渣系統(tǒng)排出，隨煙氣帶出的細(xì)灰由尾部除塵裝置處理。燃燒后灰渣的年產(chǎn)生量約為4800t。與原有灰渣一起作建材原料出售。對(duì)該熱電企業(yè)的監(jiān)測(cè)表明，鍋爐排放煙氣中煙塵濃度為42．3～145．0mg／m3、二氧化硫排放濃度為336．0—363．1ing／m3、煙囪出口煙氣林格曼黑度為l級(jí)，均符合《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl3223—1996)第3時(shí)段標(biāo)準(zhǔn)限值要求。污泥燃燒后的粉塵中鉛含量為0．IML—O．12 mg／m3、鎘含量為1．25×10～一0．02 mg／m3、汞的含量為6×10～L一2×10。mg／m3，均符合《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GBl8484-2001)中標(biāo)準(zhǔn)。從該實(shí)例可以看出，采用循環(huán)流化床焚燒的方法能滿足污泥處置的要求，排放煙氣、燃燒后灰渣中各項(xiàng)指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)。且我市采用循環(huán)流化床鍋爐的熱電廠較多，如采用循環(huán)流化床焚燒污泥的處置(上接第78頁(yè))方法，在技術(shù)改造方面比較便利，能有效降低成本。而根據(jù)對(duì)幾種焚燒方法的比選發(fā)現(xiàn)，采用問(wèn)接干化一焚燒的方法，設(shè)備成本低，操作簡(jiǎn)便，且省去了輔助燃料的費(fèi)用，是最經(jīng)濟(jì)有效的方法，因此建議利用熱電廠的循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)行改造。推廣此種污泥處置方法。
5.建議污泥的存放、運(yùn)輸和管理的問(wèn)題，需要企業(yè)和各相關(guān)部門協(xié)調(diào)解決，政府應(yīng)給予幫助，提供便利和一定的優(yōu)惠。由于城市布局或工業(yè)規(guī)劃不太合理，如：生活污水處理廠也有大量工業(yè)廢水進(jìn)入處理，而工業(yè)園區(qū)的廢水處理廠處理的廢水總類及成分復(fù)雜。且污水處理廠針對(duì)性不強(qiáng)，故帶來(lái)對(duì)后期的污泥處置影響較大，建議政府部門合理規(guī)劃布局，從源頭上理順污水廠的定位，為以后的污泥處置提供便利。污水處理廠的污泥一般含水率較高，勢(shì)必會(huì)給污泥的存放、運(yùn)輸、處置帶來(lái)不便，增加了成本，針對(duì)這一現(xiàn)實(shí)情況，建議污水處理廠采用高效脫水裝置，在污泥出廠前進(jìn)行脫水處理，例如采用：生污泥濃縮+機(jī)械脫水_+干化焚燒+最終處置的方式進(jìn)行處置。有條件的污水處理廠利用污水處理產(chǎn)生的沼氣或污泥余熱鍋爐對(duì)污泥進(jìn)行干化。建議熱電廠利用鍋爐余熱，采用例如空心漿葉機(jī)等設(shè)備將污泥干化。建議政府部門加大對(duì)污水處理廠的監(jiān)管力度，確保污泥得到妥善處置。
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