探析城市生活污泥干化技術(shù)方法的運(yùn)用
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污泥作為污水處理系統(tǒng)的副產(chǎn)品, 其產(chǎn)量約占污水處理總量的0.3~0.5%(含水率以 97%計), 然而污泥的處理費(fèi)用占水處理總投資的 30~40%,如果考慮污泥處理運(yùn)行管理費(fèi)用,污泥處置投資成本占污泥處置總投資的 50%以上。 污泥處理難度大,污泥含水量大,含有有機(jī)物、重金屬、鹽、少量病原微生物和寄生蟲卵。 如不加妥善處理和處置,將造成堆排區(qū)周圍環(huán)境的二次污染,污泥的處理與處置問題口趨顯著。 隨著國家環(huán)保力度的加大和公眾環(huán)保意識的提升,污泥的處理與處置己被提上“議事口程”,有關(guān)污泥的特性及處理的研究工作也陸續(xù)展開。 污泥處理和處置己成為世界各國面臨的函待解決的問題。
1 城市生活污泥干化的類型
干化是污泥深度脫水的一種形式。 其應(yīng)用的主要動力是熱能,也就是說,熱能是用來使污泥中的水蒸發(fā)的。 污泥干化可根據(jù)熱媒與污泥的接觸方式進(jìn)行分類。
1.1 直接加熱式
熱媒(熱空氣、熱氣體或熱灰)直接與污泥接觸,使污泥受熱,水蒸發(fā),最終得到干污泥產(chǎn)品。 傳熱效率和蒸發(fā)率高,但由于與污泥直接接觸,會使熱媒受到污染,污水和蒸汽在無害化處理后排放。 同時,熱媒和干污泥需要分開,給操作和管理帶來了一些麻煩。
1.2 間接加熱式
將燃燒爐產(chǎn)生的熱氣通過蒸氣、熱油介質(zhì)傳遞,加熱器壁,從而使器壁另一側(cè)的濕污泥進(jìn)行干化。 此技術(shù)熱傳輸效率和蒸發(fā)速率均不如直接加熱式,但熱介質(zhì)可循環(huán)利用,節(jié)約了能源。
1.3“直接一間接”聯(lián)合式干化
即 “對流一傳導(dǎo)” 技術(shù)的結(jié)合。 Vomm 設(shè)計的高速薄膜干化器、Sulze 設(shè)計的新型流化床干化器以及 Envirex 推出的帶式干化器就屬于這樣類型。
2 城市生活污泥干化技術(shù)方法
污泥干化是機(jī)械脫水后污泥的一種深度脫水操作。 干化后的污泥可以用作肥料、土壤改良劑和替代能源。 干化的目的是使污泥進(jìn)一步脫水,脫水后含水率從 80%降至 10~50%。 一方面有效地減少了污泥的排放量,另一方面,污泥的儲存、運(yùn)輸和利用也非常方便。 干污泥由于含水率較低而相對穩(wěn)定,微生物和病原菌也大大減少。 污泥干化技術(shù)主要包括熱干化法、太陽能干化法、微波加熱干化法、超聲波干化法和熱泵干化法。 應(yīng)用最廣泛、最成熟的技術(shù)是熱干化技術(shù)。 這些特性見表 1。
3 污泥水分存在形式及其干化的可行性
污泥是污水中的一種衍生物,含有大量的需氧微生物。 其余成分主要為沉積物、纖維、動植物殘體。 其次,從污水來源來看,污泥中還含有重金屬、細(xì)菌等,如果污泥不能進(jìn)行技術(shù)處理,將對自然環(huán)境和人類健康造成極大威脅。 常用的方法在中國污泥處理主要有填埋、堆 肥、焚燒和土地利用,但污泥含水量高,出院后不能直接使用和處理。所以先處理好的污泥可以處理。
污泥干化技術(shù)是一種常用的污泥處理方法。 20 世紀(jì) 80 年代初,污泥干化技術(shù)在西方發(fā)達(dá)國家得到了廣泛應(yīng)用。 在短短的十年時間里,只有少數(shù)污水處理廠的污泥干化俱樂部,一百多人從事污泥干化設(shè)備,污泥的數(shù)量仍在增長。 隨著西方發(fā)達(dá)國家的成功經(jīng)驗(yàn),污泥干化技術(shù)被引入到污泥處理中。 污泥干化技術(shù)在中國的應(yīng)用后,其優(yōu)勢開始體現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是效率高,穩(wěn)定性強(qiáng),操作靈活。
因此,污泥干化技術(shù)已廣泛應(yīng)用于污水處理行業(yè)。常溫高效城市污泥干化技術(shù)工作原理是利用空氣對流和濕度梯度對污泥進(jìn)行干化。 系統(tǒng)中通過抽濕設(shè)備降低空氣中的相對濕度,再通過擾流風(fēng)扇使系統(tǒng)低濕度的內(nèi)部空氣進(jìn)行循環(huán), 空氣與污泥表面的飽和空氣層形成紊流效應(yīng),從而將污泥中的水份吸收,再通過抽濕設(shè)備將水排除。 經(jīng)過此工藝處理后的污泥含水率突破了傳統(tǒng)工藝的限制,能夠達(dá)到 70~10%。
與前面幾種干化方法相比,常溫高效污泥干化技術(shù)具有投資和操作費(fèi)用低﹑不需要加熱﹑無塵且沒有爆炸危險等優(yōu)點(diǎn), 可以彌補(bǔ)太陽能干化污泥因季節(jié)和天氣的原因?qū)е虏环€(wěn)定的情況。 通過污泥自然干化實(shí)驗(yàn),分析不同空氣濕度﹑風(fēng)速﹑攪拌速度﹑污泥厚度等條件對污泥干化速率的影響以及能耗。
4 城市污泥干化技術(shù)
4.1 直接干化法
直接干化是利用燃燒裝置向干化設(shè)備提供熱空氣和煙氣。 污泥直接暴露在熱空氣和煙道氣中。 污泥中的水在高溫的作用下蒸發(fā)。 該工藝的傳熱效率和蒸發(fā)率高, 可使污泥的固含量從 25%提高到 85~95%,但由于與污泥直接接觸,熱量介質(zhì)會受到污染,出水和蒸汽必須無害。 同時,熱媒和干污泥需要分離,給操作和管理帶來一定的困難。
閃蒸干化機(jī)、旋轉(zhuǎn)干化機(jī)、帶式干化機(jī)和流化床干化機(jī)都是直接干化的類型,直接加熱滾筒干化機(jī)是最常用的直接干化設(shè)備。
4.2 間接干化法
間接干化法與直接干化法基本相同。 加熱裝置提供的蒸汽或熱油首先加熱容器,然后將熱量傳遞給容器表面的污泥。
間接蒸發(fā)干化污泥蒸發(fā)技術(shù)主要是干膜、干膜、空心葉片烘干機(jī)、涂料和干化技術(shù),有效地避免了污泥的塑性階段,污泥有機(jī)質(zhì)不易消化。 它的具有占地面積小,自動化程度高,操作簡單等特點(diǎn)。
綜上所述,隨著時代的進(jìn)步,我們相信污泥干化技術(shù)將繼續(xù)改善和改善污泥干化技術(shù)將廣泛應(yīng)用于中國。 污泥干化技術(shù)不僅影響著中國的污水處理水平,而且影響污泥處理技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展。 它甚至對自然環(huán)境造成兩種污染,對填埋場和周圍的居民構(gòu)成威脅。 因此,相關(guān)設(shè)備的開發(fā)人員必須改進(jìn)污泥干化設(shè)備,降低設(shè)備能耗,提高污泥干化效率,提高污泥干化過程的經(jīng)濟(jì)可行性。
(審核編輯: 智匯婷婷)