六種污泥熱干化技術(shù)概述
行業(yè)動態(tài)
1 引言
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市污水具備排放量大，性質(zhì)呈現(xiàn)多樣化的特點(diǎn)。在污水凈化技術(shù)飛速發(fā)展的今天，污水處理過程中所產(chǎn)生污泥的后續(xù)處理也成為了當(dāng)今人們所關(guān)注的問題。隨著污泥的大量生成，在儲存、運(yùn)輸、處理過程等方面將會帶來負(fù)面影響，嚴(yán)重者甚至危害生存環(huán)境。
2 污泥熱干化概況
污泥處置技術(shù)分為兩方面：其一是采取固液分離技術(shù)達(dá)到污泥脫水減積的效果；第二種是通過消化、堆肥、建材制造等能源循環(huán)再利用技術(shù)實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化及資源化，包括污泥焚燒、衛(wèi)生填埋、污泥堆肥、污泥熱干化等。相比較于其他幾種處理方式，污泥熱干化能夠有效降低污泥的含水率與體積，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、資源化提供了先決條件。污泥熱干化存在于污泥機(jī)械脫水之后，通過不同類型的熱能對上一階段處理后的污泥進(jìn)行二次處理，進(jìn)一步降低污泥的含水率。水分子從不同的熱源中吸取熱量，并進(jìn)而以水蒸氣的形式脫離污泥，從而使污泥的含水率進(jìn)一步降低，其處理后的結(jié)果一般介于10%～50%之間。在污泥熱干化的過程當(dāng)中，所消耗熱量的來源是進(jìn)行熱干化處理前應(yīng)考慮的問題。熱干化的過程中會消耗大量的熱，同時(shí)污泥處置的成本在污水處理廠的總成本中的所占比例較大，在一些發(fā)達(dá)國家的污泥處置成本占污水處理廠總成本的40%～60%，有的甚至達(dá)到65%，歐洲國家處置加運(yùn)輸費(fèi)平均每噸約為（470±280）歐元。我國的能源消耗十分嚴(yán)重，因此運(yùn)用何種熱源進(jìn)行污泥熱干化，更顯得尤為重要。
3 六種污泥熱干化技術(shù)
3.1 微波污泥熱干化技術(shù)
微波是一種頻率介于無線電波與紅外線波之間的電磁波。該電磁波不會引起物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)上的變化。微波污泥熱干化技術(shù)是在外部的交變電場的作用下，污泥中的水分子隨著外加的電場極性的變更而發(fā)生運(yùn)動變化，其通過克服原有的熱運(yùn)動和水分子間的相互干擾與阻礙，形成了一種與摩擦相似的運(yùn)動。進(jìn)而達(dá)到能量的轉(zhuǎn)換，即將一定量的電能轉(zhuǎn)化為熱能。促使水分子吸熱蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)污泥干化、減量的目的。該方式屬于直接加熱的形式（也稱對流干燥）。該方式傳熱速度快、效率高，能耗較低，所需勞動力少，占地面積小，處理過程中基本無臭，處理周期一般為30min，易操作，但運(yùn)行費(fèi)用較高，且需要設(shè)置防粉塵爆炸裝置。
3.2 熱水污泥熱干化技術(shù)
此種熱干化技術(shù)利用換熱器完成能量轉(zhuǎn)移，污泥從換熱器內(nèi)的高溫?zé)崴袛z取能量，蒸發(fā)其自身內(nèi)的水分子，起到污泥干化、減量的效果。該處理技術(shù)設(shè)備簡單，運(yùn)行穩(wěn)定性高，操作方便，適用于自身能夠產(chǎn)生高溫?zé)崴蚋邷乩鋮s水的廠區(qū)，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用的目標(biāo)。但其能耗較高，倘若高溫?zé)崴皇瞧涓碑a(chǎn)物，不宜采取此技術(shù)。
3.3 蒸汽污泥熱干化技術(shù)
此種技術(shù)同上述熱水污泥熱干化技術(shù)原理相似。相較于熱水熱干化技術(shù)，其區(qū)別在于蒸汽污泥熱干化技術(shù)利用蒸汽所攜帶的熱能，通過換熱器將熱能傳遞給污泥，蒸發(fā)其內(nèi)部水分子，實(shí)現(xiàn)污泥中水分的去除，進(jìn)而使污泥得到減積減量。適用于蒸汽量較大的大型廠區(qū)，以便于就地取材，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用，同時(shí)蒸汽作為一種綠色能源，能有效緩解環(huán)境污染問題。其運(yùn)行穩(wěn)定性好，設(shè)備簡單，操作方便，效率高。但運(yùn)行成本高，能耗較大，若蒸汽不是該廠區(qū)的副產(chǎn)物，不易于采取此技術(shù)。
3.4 天然氣污泥熱干化技術(shù)
此污泥熱干化技術(shù)依靠天然氣燃燒放熱，將熱能轉(zhuǎn)化到污泥中，使其內(nèi)部的水分子蒸發(fā)散失，得以污泥減量。因顧及到天然氣爆炸所引起的災(zāi)害與經(jīng)濟(jì)損失，并為保障工作人員的安全和不必要的損失，并為保障工作人員的安全和不必要的損失，所以應(yīng)對運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)處理，例如：氮?dú)獗Ｗo(hù)，污泥返混等安全保障措施等。天然氣作為一種清潔能源，在其燃燒過程中，不會向大氣中排放污染性氣體，有利于環(huán)境保護(hù)，是未來無害化處理污泥的一種發(fā)展趨勢。該工藝處理效率高，適用于天然氣較豐富的國家、地區(qū)。但能耗高，運(yùn)行時(shí)，天然氣存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)加強(qiáng)安全管理措施。
3.5 太陽能熱泵聯(lián)合污泥熱干化技術(shù)
太陽能作為當(dāng)今一種新型能源具有能夠就地取材，對環(huán)境無污染，發(fā)展?jié)摿Υ蟮葍?yōu)勢。而太陽能污泥熱干化技術(shù)則是依靠吸收太陽能輻射產(chǎn)生的熱量，為污泥處理過程提供所需要的熱量，是污泥得以干化穩(wěn)定的工藝技術(shù)。其與傳統(tǒng)的污泥干化處理方式相比較，運(yùn)行費(fèi)用低，能源清潔，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。但僅憑借太陽能作為熱源，易受地域或季節(jié)影響，因此為了解決此問題，采用了太陽能熱泵聯(lián)合污泥熱干化技術(shù)。在該聯(lián)合工藝運(yùn)行過程中，首先由蒸發(fā)裝置吸收濕熱氣體中蘊(yùn)含的熱能，將工質(zhì)（實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化的媒介物）從低壓液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪赫羝麘B(tài)。其次通過壓縮機(jī)進(jìn)行增壓處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏赫羝?。然后進(jìn)入冷凝器中進(jìn)行冷凝，釋放出來的熱進(jìn)入干燥氣體。高壓液體的工質(zhì)流入節(jié)流裝置轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏氐蛪阂后w，接著進(jìn)入蒸發(fā)器中，完成整個(gè)熱泵循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)因干燥室內(nèi)相對濕度的不斷降低，從而實(shí)現(xiàn)污泥的干化。從運(yùn)行效率角度來看，這種聯(lián)合污泥干化技術(shù)，比普通熱泵效率高70%。該處理技術(shù)能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、農(nóng)用價(jià)值高。但基建費(fèi)用高，占地面積大，在密閉空氣條件下，需設(shè)置除臭設(shè)備。該技術(shù)還具有很大的發(fā)展空間，利用太陽能也符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)下，是當(dāng)今污泥處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。
3.6 生石灰污泥干化技術(shù)
生石灰污泥干化技術(shù)是通過向污泥中投加適量的生石灰，一方面通過生石灰的化學(xué)反應(yīng)去除一部分水分子，一方面通過化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的反應(yīng)熱除去污泥中的水分子，使污泥得到干化。該工藝的化學(xué)反應(yīng)式為：CaO+H2O→Ca(OH)2。反應(yīng)進(jìn)行過程中，溫度逐漸上升的同時(shí)，伴隨著大量的氣體產(chǎn)生，氣體中包含著大量的水分子。隨著氣體的排放，污泥的含水率得以下降。該工藝處理過程能耗較低、投資費(fèi)用較低。但占地面積大、需要大量的勞動力、易受季節(jié)天氣影響，技術(shù)難度比較大。
4 結(jié)語
（1）在選擇污泥干化處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)從處理廠所在地的地域季節(jié)條件、周圍能源特點(diǎn)、豐富度、環(huán)境保護(hù)等角度出發(fā)，選擇適宜的能源進(jìn)行污泥的熱干化處理。如若正在采用的熱源不符合可持續(xù)發(fā)展路線，探索新的替代熱源。
（2）由于污泥的化學(xué)組成復(fù)雜，在污泥干化的過程中，常常會產(chǎn)生大量的含S、N等刺激性污染性氣體，因此保證處理過程的安全性、探究深度處理污泥干化時(shí)污染性氣體的去除，有著十分重要的意義。
（3）太陽能熱干化技術(shù)雖然基建費(fèi)用高，占地面積大，但是其污泥干化過程中的運(yùn)行費(fèi)用低于其他幾種處理技術(shù)，且作為國家大力提倡的清潔能源，太陽能受地域、季節(jié)的影響也由太陽能熱泵聯(lián)用技術(shù)的出現(xiàn)初步得以改善，仍有較大的提升空間，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
