污泥自然干化過(guò)程中的影響因素
技術(shù)支持
隨著城市生活污水處理量和處理率的增加，剩余污泥產(chǎn)生量急速增加。按我國(guó)城市污水處理廠的建設(shè)規(guī)劃以及建設(shè)的實(shí)際進(jìn)度，2010年末，我國(guó)城市污水的處理量1.6億噸/日，含水率80%的污泥年產(chǎn)量也將達(dá)到8萬(wàn)噸/日。
以廣州市為例，目前全市生活污水處理能力達(dá)到465.18萬(wàn)噸/日（截至2010年12月末），按每萬(wàn)噸污水產(chǎn)生污泥5噸計(jì)算（含水率80%），則廣州市僅城市生活污水處理所產(chǎn)生的剩余污泥量就達(dá)到2326噸/日（帶式壓濾機(jī)或離心脫水機(jī)出泥按含水率80%計(jì)）。
城鎮(zhèn)污水廠市政污泥的大量產(chǎn)生，已引起越來(lái)越多的二次污染，并成為城市污水處理行業(yè)瓶頸。參照國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部09年2月、國(guó)家環(huán)保部10年2月、10年12月的三份文件，污水處理廠產(chǎn)生的剩余污泥的處理要求越來(lái)越嚴(yán)格（出廠污泥含水率＜50%；2年內(nèi)完成污泥處理設(shè)施）。由此可見(jiàn)，國(guó)家的污泥處理的重視程度越來(lái)越高。從另一方面來(lái)看，也看到中國(guó)污泥產(chǎn)生量的與日俱增和處理能力嚴(yán)重不足、處理手段嚴(yán)重落后形成尖銳的矛盾。大量的濕污泥隨意外運(yùn)、簡(jiǎn)單填埋或堆放，致使許多城市“污泥圍城”。污泥處理市場(chǎng)需求是相當(dāng)大的。
有鑒于此，在09年開始了污泥處理的相關(guān)研究工作。污泥自然干燥影響因素試驗(yàn)歷時(shí)50日（10年9月1日至10年10月20日），合共5次試驗(yàn)。
1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
1.1 試驗(yàn)對(duì)象
廣東A污水廠污泥，B污水廠污泥。堆垛高度H約為6cm、10cm，重量：3kg、9kg兩種。
1.2 試驗(yàn)?zāi)康?/strong>
為A公司污泥干化處理項(xiàng)目累積第一手?jǐn)?shù)據(jù)、資料。觀察記錄污泥所含水分在不同溫度、濕度、通風(fēng)強(qiáng)度情況下，蒸發(fā)（干燥）狀況變化以及是否存在有機(jī)質(zhì)發(fā)酵情況。
1.3 試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
模擬多工藝組合污泥干燥方案中棚屋的性狀，利用太陽(yáng)能提高溫度，降低濕度，增加通風(fēng)強(qiáng)度等方面著手；并在試驗(yàn)過(guò)程中逐步改進(jìn)和完善。
2 試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)及方法
2.1 測(cè)量?jī)x器
磅秤、電子溫度濕度測(cè)定儀、溫度計(jì)、刻度直尺等。
2.2 測(cè)試內(nèi)容
污泥重量、污泥內(nèi)部溫度、空氣濕度、空氣相對(duì)濕度、污泥體積、起始水率。
2.3 測(cè)試方法
（1）起始污泥含水率測(cè)定。
在所取污泥中提取少量污泥，天平稱重后（約5g）用坩堝裝樣品放入烘箱，105℃下烘24h取出。在干燥器中冷卻后稱重，計(jì)算含水率。
（2）污泥重量。
每日稱量污泥重量，計(jì)算其重量增減量，并以此為依據(jù)計(jì)算含水率變化。
（3）空氣溫度、濕度。
每日記錄溫度、濕度及平均溫度、濕度；同時(shí)測(cè)量試驗(yàn)裝置內(nèi)的溫度濕度，記錄。
（4）污泥重量。
每日測(cè)量污泥堆垛堆高以及污泥體積，記錄。
（5）污泥含水率測(cè)定。
在污泥自然干燥結(jié)束后，天平稱重后（約5克）用坩堝裝樣品放入烘箱，105℃下烘24小時(shí)取出。在干燥器中冷卻后稱重，計(jì)算含水率。
3 取樣及試驗(yàn)方法
3.1 取樣
到污水廠取污泥，并進(jìn)行密封。并在當(dāng)天運(yùn)輸至試驗(yàn)場(chǎng)地起堆，進(jìn)行試驗(yàn)。
3.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備
在8月下旬開始籌備試驗(yàn)，收集資料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，制作、安裝實(shí)驗(yàn)儀器等。
3.3 試驗(yàn)過(guò)程
2010年9月1日開始至10月20日，歷時(shí)50日?？煞譃?個(gè)階段。
第一階段：基礎(chǔ)性試驗(yàn)——準(zhǔn)備性初始觀察。
第二階段：進(jìn)行稱量及計(jì)算含水率變化。
第三階段：增加通風(fēng)等條件，并取不同性質(zhì)污泥進(jìn)行比較。
3.4 試驗(yàn)結(jié)果
由于試驗(yàn)遵循循序漸進(jìn)的方式，在第三次的試驗(yàn)中所測(cè)數(shù)據(jù)相對(duì)來(lái)說(shuō)是較為準(zhǔn)確和齊全的。就第三次（A廠污泥、B廠污泥）對(duì)比性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，并就此數(shù)據(jù)作出記錄。
3.5 實(shí)驗(yàn)情況推斷
本次試驗(yàn)通過(guò)一些記錄、現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)以下因素與污泥干燥過(guò)程是有關(guān)的：
| 序號(hào) | 狀況變化 | 推斷影響因素 |
1 | 溫度越高，污泥水分蒸發(fā)越快 | 溫度 |
2 | 空氣相對(duì)濕度越低，水分蒸發(fā)越快 | 相對(duì)濕度 |
3 | 相同條件下，通風(fēng)量越大，則蒸發(fā)越快 | 通風(fēng)條件 |
4 | 結(jié)構(gòu)合理，只要有陽(yáng)光，實(shí)驗(yàn)裝置內(nèi)溫升明顯，比室外空氣溫度高8～10℃。夜間和氣溫較低時(shí)，需良好的保溫，才可節(jié)省能源消耗 | 試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu) |
5 | B廠污泥在含水率＜66%后開始出現(xiàn)發(fā)酵現(xiàn)象，泥心溫度較周圍氣溫高2～3℃ 但四次試驗(yàn)皆未發(fā)現(xiàn)佛山某污泥翻堆前后存在溫升現(xiàn)象，每次測(cè)量，泥心溫度比周圍氣溫低2～3℃ | 有機(jī)質(zhì)好氧發(fā)酵 |
經(jīng)過(guò)約32小時(shí)后，B廠污泥含水率也從66%降低至57%，發(fā)酵溫升不太明顯，泥心溫度比堆垛周圍污泥顆粒高。 |
4 討論
（1）有機(jī)質(zhì)含量高，污泥干燥相對(duì)緩慢；有機(jī)質(zhì)低，干燥相對(duì)迅速。
（2）可見(jiàn)，有機(jī)質(zhì)含量高的污泥，污泥本體對(duì)水分子的牽制越厲害，污泥分子表面的活化能比較小，如果不進(jìn)行改性，提高表面活化能，污泥所含水分的干燥不容樂(lè)觀。
（3）溫度、濕度、通風(fēng)量，是本階段“污泥小試的前期試驗(yàn)”中起較大作用的三個(gè)影響因素，但隨著堆垛的增大和增高（比表面積越來(lái)越小），好氧發(fā)酵的影響程度將會(huì)隨著比表面積減少而比重越來(lái)越大。
（4）就本次試驗(yàn)中污泥好氧發(fā)酵升溫現(xiàn)象，有以下幾點(diǎn)討論：
①好氧發(fā)酵的發(fā)生條件除了有機(jī)質(zhì)含量要高之外，裝置內(nèi)氣溫是重要影響因素。
②好氧發(fā)酵出現(xiàn)明顯溫升時(shí)，因?yàn)槎洋w較小，散熱面積大，故溫度并不十分高（約34℃），若隨著堆垛體積增加，溫度會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。
（5）干燥過(guò)程中，污泥體積減量化非常明顯。
干燥后含水率20%左右體積：10mm（攤鋪面積大致相同的情況下）。
干燥前含水率80%左右體積：50mm。
體積約減少80%。
（6）帶式機(jī)污泥干燥較快（片狀），離心機(jī)污泥干燥較慢（團(tuán)狀）。
可以判斷，片狀的污泥表面積大，團(tuán)狀污泥表面積小。
5 結(jié)語(yǔ)
氣溫（陽(yáng)光）、通風(fēng)（鼓風(fēng)）、比表面積、有機(jī)質(zhì)含量高低都是影響污泥自然干燥的重要因素。
其中，氣溫、通風(fēng)、比表面積是較重要的因素；而有機(jī)質(zhì)含量多少會(huì)影響發(fā)酵溫度的高低。
