市政污泥干化冷凝廢水污染及防治措施概述

潘依依 高長新

摘要：污泥干化是污泥耦合燃煤發電前道工序，本文對污泥干化過程中產生的冷凝水水質影響因素進行分析，并提出相應污染防治措施。

關鍵詞：市政污泥;干化;冷凝廢水;污染防治措施

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.030

Abstract：Sludge drying is front process of sludge coupled coal co-firing power generation. According to the analysis of influence factors of condensate from sludge drying，we raise the corresponding prevention technologies.

Keywords：Municipal sludge;Drying;Condensate; Prevention technologies

根據《關于開展燃煤耦合生物質發電技改試點工作的通知》（國能發電力〔2017〕75號），市政污泥耦合燃煤發電是污泥處置趨勢。為了減少污泥摻燒對鍋爐設備及工藝影響，污泥進入鍋爐前須進行干化保證含水率低于40%。污泥現狀采用較多的為圓盤干燥技術，采用圓盤帶動旋轉推進，利用飽和蒸汽間接加熱方式對污泥烘干，干化過程中產生的廢氣進入換熱器冷卻使溫度降低，將水蒸氣冷凝形成冷凝廢水，對污泥干化過程中產生的冷凝水水質影響因素進行分析，并提出相應污染防治措施。

1 廢水污染物

污泥干化過程中主要廢水污染物為污泥干化冷凝廢水，該水質較為復雜，主要為COD、BOD5和NH3-N等。污泥冷凝水的水質與污泥的處理方法、污水處理廠進水水質等諸多因素有關，不同污水處理廠產生的污泥，冷凝水水質差異較大[1]。

1.1 來水水質對冷凝廢水水質影響

城鎮污水處理廠接納廢水較為廣泛，主要為生活污水，少部分工業廢水經處理納管標準后進入城鎮污水處理廠，由于區域工業類型不同導致城鎮污泥性質相差較大，使得污泥干化冷凝廢水水質相差較大。研究發現，污泥經干化冷凝廢水COD低則幾百毫克每升[2]，高則上萬毫克每升[3]。相比造紙污泥，城市污泥干化冷凝液的COD值明顯高于造紙污泥，這與城市污泥干化冷凝液有更高的銨濃度和硫濃度相關[4]。在污泥干化過程中，重金屬主要累積在污泥中，因此污泥干化過程中揮發量很小，則干化冷凝廢水中重金屬含量很微小[5]。

1.2 污泥干化參數對冷凝廢水水質影響

1.2.1 干燥溫度對廢水水質影響

干化溫度越高，污泥中有機物等可燃性物質越可能在干化過程中被帶走，造成干污泥熱值降低，不利于后續污泥耦合摻燒，研究表明，當干化溫度低于155℃時幾乎無有機物分解，200℃約5%有機物分解，干化溫度達到300℃時，剩余干污泥熱值僅為100℃的一半，當溫度大于300℃時，污泥熱值已無法順利測定[5]。眾多研究表明，污泥干化溫度越高，干化過程中污染物排放濃度越高[5]。在180℃、220℃和260℃中，pH呈現弱酸性，隨著溫度的增加，COD和氨氮濃度逐漸增加，在180℃和220℃冷凝液中有機物主要為醇類物質，在260℃，其主要有機組分為醛類 [6]。溫度對污泥干化有促進作用，隨著溫度的升高，恒速階段干燥速率增加，脫除水分減少，從能耗、剩余污泥燃燒熱值和冷凝液處理難易角度，污泥干化最佳階段宜在145～185℃下恒速階段進行[7]。

1.2.2 干燥機轉速、加料機轉速和蒸汽壓力對廢水水質影響

干燥機和加料機轉速與污泥干燥量呈現正相關，加料機轉速對污泥干燥量的影響最大，其實是干燥機轉速，蒸汽壓力影響不大;污泥冷凝水樣中COD和NH3-N濃度隨著干燥機轉速的增加而下降，當轉速提升至6r/min時，下降趨勢趨于平緩[8]。

2 廢水污染防治措施

2.1 依托處置

市政污泥干化的冷凝廢水與發電廠水質相差較大，一般無法直接將該類廢水與電廠廢水一同處置。若電廠距離城鎮污水處理廠距離較近，通過專管進入城鎮污水處理廠，依托調節池將冷凝廢水均質后進入城鎮污水處理廠處理系統。研究發現在污水處理廠正常運行狀況下，冷凝污水原水不會對城鎮污水處理廠造成明顯影響[3]。依托該專管可進一步實現城鎮污水處理廠中水回用至電廠。一方面減少城鎮污水處理廠尾水排放對環境影響，另一方面減少電廠新鮮水用量，實現城鎮污水處理廠和電廠間“雙贏”。

2.2 單獨處置

污泥干化冷凝水主要由污泥干化冷凝蒸汽冷卻形成，污泥干化蒸汽除了粉塵外還有有機物，該廢水為高有機廢水。一方面可通過對冷凝蒸汽預處理減輕冷凝廢水末端處理負荷，另一方面通過末端處理保證冷凝廢水達標排放。

2.3 預處理

研究發現，缺乏后置除塵系統的流化床干化系統冷凝水中 COD 負荷高達7000mg/L，因此熱干化系統設置除塵裝置是不可缺少的[9]。經除塵后對蒸汽進行冷凝使得廢水水質濃度相對低。

為了減少冷凝蒸汽中有機物負荷，可采用活性炭吸附法進行處理。將污泥干化蒸汽進入添加活性炭的玻璃管中，為防止蒸汽在玻璃管中冷凝成液體，在玻璃管外壁纏繞伴熱帶，廢水蒸汽經活性炭吸附后進入冷凝管冷凝，研究證明應用活性炭吸附處理蒸汽狀態下的廢水的處理效果相較于直接將活性炭投到廢水中處理效果更好，副產物活性炭用量更小，且整個過程中無污泥產生[10]。

2.4 末端處理

冷凝水可生化性較好，但是炭氮比例失調，根據B/C比例可考慮處理工藝。由于冷凝水中氨氮和總氮的濃度較高，若直接用好氧活性污泥法對冷凝水進行處理，會嚴重影響微生物生長，對出水水質造成不良影響。因此在污水處理系統設計過程中應優先去除氨氮和總氮，考慮采用A/O、氧化溝和生物膜法進行處理，在處理過程中投加炭源保障微生物正常生長[1]。另外冷凝廢水特點為溫度偏高，pH較低，在進入生化系統前應進行冷卻水質及pH調節，避免引起生化系統中污泥崩潰。污泥冷凝水中宏量元素（P和S等）和微量元素（Mn和Zn等）含量非常低，難以滿足微生物新陳代謝的正常生長，在該類廢水處理時應考慮相關營養元素的補充或生活污水配比，確保良好的生化系統正常運行。冷凝廢水中揮發酚濃度雖然較低，但毒性較大，在生物處理中應注意該類污染物影響[3]。

3 結語

綜上所述，污泥干化過程中冷凝廢水水質由于處理水質來源及干化參數不同相差較大，從環境經濟效益最大化的前提下，根據水質不同選取合理的廢水處理方式使得廢水實現達標排放。

參考文獻

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收稿日期：2019-01-20

作者簡介：潘依依（1986-），女，漢族，碩士研究生，中級工程師，研究方向為環境咨詢。