污水處理廠污泥加鈣干化工藝

　　污泥是污水處理廠的副產(chǎn)物，是由有機物、細菌、病原體、無機顆粒、膠體、重金屬等組成的非均質(zhì)體，若不經(jīng)有效處理處置，極易對地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環(huán)境安全和公眾健康。

　　一、國內(nèi)外污泥處理現(xiàn)狀

　　污泥處理處置大體上可分為處理與處置兩個階段。污泥處理主要是指對污泥進行穩(wěn)定化、減量化和無害化處理的過程，包括濃縮、脫水、厭氧消化、好氧消化、干化、焚燒、加鈣干化等處理方法。污泥處置是指對處理后污泥進行消納的過程，污泥在處置過程中最終得以穩(wěn)定，包括土地利用、投海、填埋、焚燒以及建材利用等不同方式。焚燒是最徹底的污泥處置技術(shù)，焚燒后的灰渣可填埋，處理費用一般超過400～500元/t。

　　我國的污水處理事業(yè)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段，20世紀(jì)初，我國污水處理廠數(shù)量和處理水量均較小，產(chǎn)生的污泥經(jīng)簡單處理后用作農(nóng)肥。20世紀(jì)80年代至90年代，污水處理事業(yè)發(fā)展速度明顯增加，但受認(rèn)識、資金、技術(shù)等條件的制約，污泥以農(nóng)田利用和露天堆放為主。進入21世紀(jì)，我國城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥也只有10%左右通過堆肥等技術(shù)處理處置后回用到土地，20%以上采用填埋、少量采用焚燒和建材利用等，其余大部分隨意外運、簡單填埋或堆放。

　　二、污泥加鈣穩(wěn)定干化工藝應(yīng)用案例

　　邢臺某縣城區(qū)有三座污水處理廠，為一座市政污水處理廠和兩座工業(yè)園區(qū)污水處理廠，日產(chǎn)脫水污泥約77t。為節(jié)省一次性建設(shè)費用，便于縣域污泥統(tǒng)籌管理，政府投資建設(shè)了污泥集中干化處理廠，設(shè)計處理能力為100t/d，實際處理泥量40t/d，處理成本180元/t。

　　2.1 基本原理

　　在污泥加鈣干化工藝中主要是CaO和H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2，同時產(chǎn)生熱量1177kJ/kgCaO。同時，污泥中含有大量的有機物，主要為蛋白質(zhì)、糖類和脂類。加鈣干化會使污泥溫度和pH升高，污泥中蛋白質(zhì)會發(fā)生變性、水解生成氨基酸。氨基酸及脂類水解產(chǎn)物在80℃左右能與系統(tǒng)中存在的鈣發(fā)生一系列的螯合、絡(luò)合反應(yīng)生成有機螯合物、有機絡(luò)合物等，谷氨酸與Ca(OH)2反應(yīng)生成谷氨酸鈣。

　　2.2 工藝流程

　　污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥由污泥運輸車運送至污泥集中干化處理廠的污泥料倉，再由下料螺旋輸送機輸送入雙軸混料器，污泥于雙軸混料器內(nèi)混合完成后，由進泥刮板機輸送進入進泥料倉，再由干式污泥螺桿泵提升進入快速混合反應(yīng)器。同時，存儲在石灰料倉中的生石灰，通過石灰輸送螺旋輸送至精密投加裝置，經(jīng)精密投加裝置定量投加石灰到犁鏵式快速混合反應(yīng)器中。

　　生石灰與污泥于快速混合反應(yīng)器中進行充分混合后進入旋轉(zhuǎn)式干燥器干化脫水，成品污泥通過出泥鏈板輸送機輸出后堆置在熟化堆棚進行堆置進一步降低含水率或直接裝車外運填埋和作建材利用。污泥干化和污泥輸送過程中產(chǎn)生的臭氣，收集送入噴淋塔進行處理，達標(biāo)后排放。

　　2.3 污泥干化效果及影響因素

　　邢臺市某縣城區(qū)污泥干化集中處理廠于2018年6月投入運行，日處理污泥40噸，使用石灰有效鈣含量80%，脫水污泥含水率78%～86%，干化后污泥含水率小于60%，干化后污泥用于垃圾填埋場覆蓋土、路基土。

　　2.3.1 脫水污泥含水率對干化污泥的影響

　　根據(jù)試生產(chǎn)數(shù)據(jù)，脫水污泥含水率為78%～86%，石灰投加比為20%～30%，干化污泥含水率可降至60%。為摸索不同含水率污泥與石灰投加比的關(guān)系，生產(chǎn)模擬了以下三種工況。圖1為不同含水率污泥的干化處理結(jié)果，結(jié)果顯示，污泥含水率降至60%以下所需石灰投加比大不相同，含水率78%的污泥需投加20%的石灰，含水率82%的污泥需25%，含水率86%的污泥需30%?？梢?，污泥加鈣干化處理工藝中脫水污泥含水率對石灰投加量影響較大，為降低污泥干化處理成本，應(yīng)提高污水處理廠污泥機械脫水率。

　　2.3.2 熟化時間對干化污泥含水率的影響

　　脫水污泥經(jīng)干化處理后堆放至污泥熟化棚5～7天，每日定期用鏟車對干化污泥進行翻堆作業(yè)2次，因CaO與污泥的反應(yīng)不同于與水的反應(yīng)，污泥、石灰在干化處理后還有一部分后續(xù)反應(yīng)。經(jīng)監(jiān)測，含水率82%的脫水污泥經(jīng)污泥加鈣干化處理堆置3天后，污泥含水率由60%降至47%;繼續(xù)堆置5天后，污泥含水率降至44%?？芍苫勰嗤ㄟ^堆置熟化后，污泥含水率有所降低，最佳熟化時間為3～5天。

　　2.3.3 干化污泥重金屬檢測及不同用途分析

　　污泥集中干化處理廠主要承接縣城生活污水處理廠和工業(yè)園區(qū)污水處理產(chǎn)生的污泥，污泥成分比較簡單，污泥中重金屬含量較低，對干化后污泥重金屬含量進行檢測，滿足要求。

　　2.3.4 殺菌效果

　　污泥加鈣干化反應(yīng)器的反應(yīng)溫度可達到70～90℃，pH可升高至8～9，溫度和pH的升高可以起到殺菌的作用，從而保證污泥在利用或處置過程中的衛(wèi)生安全性。

　　三、結(jié)語

　　污泥加鈣干化是一種新型污泥干化處理技術(shù)，是無害化、穩(wěn)定化的處理工藝，處理后的污泥可實現(xiàn)資源化利用。通過試生產(chǎn)運行結(jié)果表明，污水處理廠脫水污泥含水率78%～86%，石灰投加比20%～30%;污泥含水率對污泥干化成本影響極大;干化污泥通過熟化可以繼續(xù)降低含水率，熟化時間最優(yōu)為3～5天。

　　在邢臺市某縣污泥干化工程生產(chǎn)中，所用石灰氧化鈣含量較高，而邢臺太行山脈符合此標(biāo)準(zhǔn)的石灰?guī)r礦較少，石灰價格偏高。如果按照當(dāng)?shù)厥移焚|(zhì)，進一步優(yōu)化污泥加鈣干化工藝條件，將顯著降低運行成本。（來源：寧晉縣中持環(huán)境發(fā)展有限公司）