城鎮(zhèn)生活污水處理廠污泥干化減量技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向

陳進(jìn)興

摘 要： 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化加速，人們的生活水平日益提高，帶來的問題也就越來越大，其中生活污水的處理就是其中之一。現(xiàn)在污水處理廠日益規(guī)模化，污水處理效果也不斷提高，故污泥的產(chǎn)量也隨之水漲船高。極易帶來自然環(huán)境的二次污染問題的污泥處理，在處理方法上一定要選擇高效的。而污泥干化減量技術(shù)因其技術(shù)穩(wěn)定性強(qiáng)，成為了處理污泥的重要手段之一。本文討論城鎮(zhèn)生活污水處理廠污泥干化減量技術(shù)的現(xiàn)狀，以及其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞： 污泥干化；現(xiàn)狀；發(fā)展方向

1：污泥干化減量技術(shù)的現(xiàn)狀

污泥干化技術(shù)使用人工熱源，將污泥水分蒸發(fā)，深度脫水，含水率可達(dá)到30%以下。由于采取外部熱源，還具有熱處理效應(yīng)，可以抑制污泥中的微生物活動(dòng)水平。可以有效的殺滅污泥中的寄生蟲卵、致病菌、病毒等病原微生物和其他非病原生物，可以達(dá)到穩(wěn)定無害的要求，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

在我國(guó)，截至到2017年底，全國(guó)范圍內(nèi)建成投產(chǎn)的污水處理廠已達(dá)4000多座，日處理污水能力在 1.7 億噸。這就意味著將會(huì)有大量的污泥需要干化減量處理。目前我國(guó)的污泥干化減產(chǎn)技術(shù)方式主要有傳統(tǒng)的污泥干化場(chǎng)，污泥生物干化技術(shù)，電能污泥干化法和太陽(yáng)能污泥干化技術(shù)。

1.1：傳統(tǒng)的污泥干化技術(shù)

這種方式主要是借助自然的力量，屬于一種“無為而治”的處理方式由于需要通風(fēng)處理和重力脫水，所以這種方式的干化周期較長(zhǎng)，效率較低，而且需要“看天吃飯”。更重的是這種方式不能達(dá)到徹底干化處理的目的，極易帶來二次污染。

1.2：污泥生物干化技術(shù)

這種方式是借助微生物的一種新型的污泥干化技術(shù)。微生物在高溫條件下好氧發(fā)酵，在這個(gè)過程中可以降解有機(jī)物產(chǎn)生的生物能。另外，認(rèn)為的配合傳統(tǒng)方式，控制其適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，可以加速水分的蒸發(fā)，從而促進(jìn)干化進(jìn)程，縮短周期。這種方式不需要提供額外的熱源，具有節(jié)能的特點(diǎn)，并且效率較高。然而，微生物的要求較高，帶來的成本增加，干化整個(gè)過程費(fèi)用較高，故無法大量應(yīng)用。

1.3：電能污泥干化法

所謂的電能污泥干化法，就是利用電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如熱能和微波等形式的能，然后利用這些能源提供熱源，加熱含水較高的污泥，使其水分蒸發(fā)，從而達(dá)到污泥干化的目的。電加熱爐間接烘干的干化方式是一種應(yīng)用最為廣泛的污泥干化的處理方式。這種干化處理方式系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，又存儲(chǔ)，計(jì)量，加熱，輸出，暫存等幾部分構(gòu)成，每個(gè)環(huán)節(jié)都有電能的消耗，帶來的直接問題就是能耗較大。所以，成本相對(duì)也較高，由于電能也是一種基礎(chǔ)能源，在電能不充足的情況下會(huì)帶來其他的連鎖反應(yīng)，故這種方式的利用首先需要考慮的就是電能的供應(yīng)和電費(fèi)的水平。隨著太陽(yáng)能，風(fēng)能的利用技術(shù)的成熟，電能污泥干化法又將有新的利用方式。近年來，利用太陽(yáng)能進(jìn)行污泥干化的技術(shù)受到重視。根據(jù)光伏發(fā)電裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行形式，靈活的設(shè)計(jì)電能污泥干化減量裝置，不僅高效而且能夠節(jié)省能源于成本。目前，電能污泥干化中電滲透處理污泥效率最高，耗能最少的污泥干化方法（含固率達(dá)到80%-90%）。

1.4：污泥熱干化技術(shù)

這種污泥干化技術(shù)是目前國(guó)外一些最主要的污泥干化技術(shù)。顧名思義，熱干化就是主要是通過加熱的手段，達(dá)到干化的目的。通過外部加熱源，使污泥中的水分蒸發(fā)，從而使污泥中的水分減少達(dá)到污泥干化減量的目的。污泥熱干化技術(shù)減量效果十分明顯，干化后的污泥產(chǎn)品可以被靈活利用，而且這種方式占面積較小。另外，污泥熱干化技術(shù)能夠根據(jù)污泥的特性和實(shí)際成分選擇不同傳熱的方式、設(shè)備的形式、干化設(shè)備進(jìn)料方式等等，從而形成了很多不認(rèn)同種類的干化技術(shù)。具有較高的靈活性，實(shí)用性。但是，這種方式熱干化技術(shù)存在成本高和安全兩個(gè)最大的問題。成本高主要體現(xiàn)在熱干化裝置購(gòu)買費(fèi)用高，使用過程中所需要的運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用也比較高和能源消耗較高。安全問題主要是具有粉塵爆炸安全隱患。因?yàn)檫@兩個(gè)問題的存在，我國(guó)還尚未廣泛推廣和應(yīng)用污泥熱干化技術(shù)。主要技術(shù)性能指標(biāo)（以單機(jī)升水蒸發(fā)量計(jì)）為：熱能消耗2940～4200KJ/kgH2O， 電能消耗0.04～0.90KW kgH2O。污泥含水率55%～65%時(shí)，熱值為4.8～6.5MJ/kg可以看出能耗還是比較大的。

2：污泥干化減量技術(shù)的發(fā)展方向

2.1 技術(shù)理念方向--綠色低碳污泥干化技術(shù)將受到重視

面對(duì)世界能源污染與枯竭的問題，各個(gè)行業(yè)的節(jié)能降耗都受到了前所未有的重視。從能源行業(yè)的新能源到各中綠色低碳技術(shù)的大力研發(fā)推廣，節(jié)能降耗已經(jīng)成為主旋律，所以污泥干化減量技術(shù)必將朝著這個(gè)方向發(fā)展。一直以來，由于城鎮(zhèn)污泥的性質(zhì)的不同，很多現(xiàn)有的處理技術(shù)以及理論不能很好的在實(shí)際中得到應(yīng)用，效果往往不是很理想。這些年，我國(guó)也一直在進(jìn)行科研開發(fā)并在工程實(shí)踐中不斷檢驗(yàn)改進(jìn)，總體來說污泥干化減量技術(shù)是在不斷進(jìn)步的。在接下來，技術(shù)研發(fā)中，要加入綠色低碳安全的理念。首先從理論上解決技術(shù)創(chuàng)新的問題，并結(jié)合具體的城鎮(zhèn)的實(shí)際情況利用新能源來達(dá)到節(jié)能降耗的目的，形成基于現(xiàn)實(shí)的完整的污泥綠色低碳處理系統(tǒng)方案。

2.2：污泥干化技術(shù)發(fā)展方向

2.2.1 污泥太陽(yáng)能干化技術(shù)的發(fā)展方向

太陽(yáng)能污泥干化技術(shù)從理念上就符合上面提到的綠色低碳的主旋律，所以在未來必將成污泥干化技術(shù)的主力之一。針對(duì)現(xiàn)存的太陽(yáng)能污泥干化技術(shù)占地面積大，成本高以及受到天氣和氣候的影響等問題，太陽(yáng)能污泥干化技術(shù)未來的發(fā)展必須先加強(qiáng)集熱系統(tǒng)設(shè)備的研發(fā)力度，著力于提高集熱效率和占地面積兩大問題，從而達(dá)到降低成本和太陽(yáng)能利用效率。至于降低天氣和氣候的影響，最主要的是改善蓄熱裝置技術(shù)，使太陽(yáng)能污泥干化技術(shù)的穩(wěn)定性能得到加強(qiáng)。另外，太陽(yáng)能的回收率也是保證污泥干化系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行的重要措施，所以要提高熱泵技術(shù)水平，從而提高太陽(yáng)能的回收率。例如，一個(gè)2500平方米的太陽(yáng)能干化室，熱利用率70% ，每年大約可以節(jié)省300噸標(biāo)準(zhǔn)煤，降低了成本，將來這個(gè)數(shù)字還會(huì)所提高。

2.2.2 污泥生物干化技術(shù)的發(fā)展方向

污泥干化技術(shù)作為一個(gè)消耗能量的技術(shù)手段，談到將來的發(fā)展方向看肯定要考慮它在干化過程中的能耗。目前，污泥干化技術(shù)大都是采用熱感化的原理。現(xiàn)存的污泥干化技術(shù)雖然從裝備，操作等各個(gè)方面來降低能耗，減少熱能的供應(yīng)，但是總體而言并未有一個(gè)理想的效果。這時(shí)候我們就應(yīng)該考慮，能否有效利用污泥自身所含有的能量，取代外部的加熱源，從而達(dá)到一個(gè)經(jīng)濟(jì)節(jié)能的效果。而利用微生物好氧發(fā)酵產(chǎn)熱充當(dāng)熱源，來使污泥中水分蒸發(fā)的污泥生物干化技術(shù)自然成為了這個(gè)方向的首要選擇，也是十分符合綠色低碳的理念。在將來的污泥干化技術(shù)發(fā)展方向中，污泥生物干化技術(shù)必將成為重要手段之一。在提倡可持續(xù)發(fā)展理念及礦物能源不斷惡化的今天，利用了污泥自身的生物能，不用外加熱源的處理手段，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)相關(guān)理論體系的研究，使之成為真正的技術(shù)明星，為這個(gè)時(shí)代增光添彩。

2.2.3 多段污泥干化技術(shù)的應(yīng)用

以上兩種是技術(shù)方法的發(fā)展方向，是一種方向性的指導(dǎo)，而這個(gè)段污泥干化技術(shù)則是在實(shí)際操作中的具體實(shí)施。所謂多段技術(shù)處理，就是將污泥干化減量整個(gè)工藝過程，分為幾個(gè)階段依次處理，以此來達(dá)到節(jié)能降耗，提高干化效率的目的。現(xiàn)在工程實(shí)踐中兩段法的污泥干化技術(shù)已經(jīng)得到應(yīng)用，能夠提高大20%-40%的效率，并且已經(jīng)被驗(yàn)證能夠取得較好的效果，兩端法的適應(yīng)性很強(qiáng)，在處理不同城鎮(zhèn)的污泥干化中可以派上大用場(chǎng)。有了兩段法的基礎(chǔ)，多段法的處理也自然成為了未來發(fā)展的方向之一。這里的多段法可以是同一種污泥干化減量技術(shù)的分段應(yīng)用，而不同原理的干化技術(shù)在不同階段的配合使用更應(yīng)該成為研究的方向。所以，應(yīng)當(dāng)加大這方面的科研力度，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，尋找最優(yōu)的組合算法理論，在實(shí)際中檢驗(yàn)，為節(jié)能降耗做出實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)。

結(jié)語

社會(huì)進(jìn)步的步伐不會(huì)停下，人民美好生活的向往不會(huì)改變。隨著科學(xué)技術(shù)的提高，城鎮(zhèn)污泥干化技術(shù)水平必將隨著進(jìn)步和改善。

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