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【摘要】20世纪80 年代起，我国开始大规模的建设现代污水处理厂，但污泥处理一直被忽视。欧洲和美国等发达国家的污水处理厂，污泥处理和处置的投资占建设总投资50%～70%。中国，只有20%～50%，我国目前对污泥处理投资相对西方国家还是远远不够。
【关键词】污泥；处置；工艺技术
1. 引言
污泥产生量易受到污水处理量、污水来源、处理工艺、处理水平、污泥脱水程度等因素影响。结合中国污水处理行业的快速发展，污水处理厂的建设和运行，预计势必大幅增长，在将来十年后，产生的污泥量将增大，污泥处理事项将成为更加突出的环境问题。只有良好的解决这个问题，才能使我国进行可持续发展。
2. 污泥的特点以主要污染物
污泥的定义一直是有争议的，美国EPA 的初始定义：污泥是指在污水处理过程中所得的固体，半固体或液体的残余物。世界水环境组织将污水污泥更名为“生物固体”，旨在准确反映污水污泥所具有的利用价值。
2.1污泥的特点。
（1）含有丰富的有机营养物质，如氮，磷，钾和植物所需的各种微量元素，如钙，镁，锌，铁等。
（2）含有较多病原菌和寄生虫卵。
（3）重金属含量比较高。大部分污泥富含铜，锌，镉，铬，汞，铅等。
（4）有机质和硅酸盐粘土矿物组成了污泥的主要物，根据其比例不同，可分为三类：一是有机污泥硅酸盐粘土矿物；二是土壤污泥，硅酸盐粘土矿物，有机质大于大于有机物；三是有机土污泥，硅酸盐粘土矿物和有机物相当。污泥中的有机物质的存在下与有可用的热值。该研究表明，污泥干基热值为11～16MJ/Kg，是在低于75%的水分的情况下，可以是自燃的。
（5）黑色或深褐色，固体颗粒尺寸小，大部分小于25 微米，稠状堆积密度0.7g/cm3 左右，与水的比例为60% ～70%的固体状态，当水分含量低于50%，作为粘土状。干燥后是一个相对刚性的固体，不容易坏。
2.2污泥的主要污染物。
（1）病原微生物。污水处理过程中，主要包括病原微生物和寄生虫病原体。根据监测，病原体在新鲜污泥中高达数千种，含有大量有害的寄生虫，包括沙门氏菌，蛔虫，肠道病毒是最常见的。污泥中病原体对人类或动物的污染途径大致有4条：直接与污泥接触；通过食物链与污泥直接接触而感染；水源直接被病原体污染；病原体首先污染了土壤随后进入水体，造成水体的污染。
（2）氮磷等养分污染。污泥施用到土壤中时，如果降雨量较大，再加上土地土质疏松，有机物分解速度可能大于植物对N、P 的吸收速度，此时N、P 等养分就非常容易随水流失而进入地表水和地下水体，造成水体的富营养化。
（3）重金属污染。城市污水处理厂污泥中的重金属主要包括铜，铅，锌，镍，铬，汞，镉等70% ～90%的重金属，在污水处理过程中，通过吸附或沉淀而转移到污泥中。重金属主要来自工业生产和家庭管道系统。污泥中的重金属积累在地面上，限制污泥大规模土地利用的重要因素。另外，流入河流、湖泊或海洋、或到土壤中的重金属元素，不能被生物降解， 相反能在食物链的生物放大作用下富集，这样会给环境造成更大的影响、破坏。
（4）有机物高聚物污染。由于污水来源的多样性，任何进入环境的有机化合物均可能在污泥中被发现。目前，污泥中已发现了332 种可能危害人体和环境的有机污染物，其中有42种能被经常的检测到。最常见的污染物主要有苯、氯酚等。
3. 污泥干化工艺研究
3.1流化床干化工艺。污泥之前到干化机，切割机专门将污泥切成细小的颗粒，然后送入流化床干化机。流化床干化机，从底部到顶部基本上由三部分组成，是一个风箱的底部，产生流化气，形成一个流化层，都配有一个特殊的气体分布板，搅拌惰性的流化气体，以保持均匀悬浮状态的干颗粒；中间部分是一个热交换器，通过蒸发的水的热量将热蒸汽或热油进入热交换器循环；吸盘用来干燥污泥颗粒从流化床负责最上部左环气体循环气体与污泥细粒和蒸发的水分烘干机。干化机内部温度为85°C，随着污泥逐渐干化，密度减小，升到上部，再随上部抽走的气体而抽出流化床。流化床及管道的磨损很严重，系统的能耗也较高。研究流化床干化机的干化能力由热油温度或蒸汽温度决定。干化颗粒经冷却后，通过被密闭安装在惰性气环境中的传送带送至干颗粒储存料仓。干化系统中产生的少量废气被送入后续处理系统后排入大气。
3.2立式盘式干化工艺。这个过程是加热所述热介质的导热油，导热油在干燥盘和热油炉之间的热交换，热量间接发送给污泥颗粒，使污泥干化的施工工艺。工作原理：机械脱水后的污泥被送入污泥料仓，通过污泥泵输送至涂层机与返混污泥混合形成颗粒，通过与旋转主轴相连的耙臂上的耙子作用，污泥颗粒在上层圆盘上作圆周运动，并从中间甩入外部，然后散落到第二层圆盘上，借助于旋转耙臂的推动作用，污泥颗粒从干化器的上部圆盘通过干化器反复旋转，直至底部圆盘，颗粒在圆盘上运行时直接和加热表面接触干化。污泥颗粒向下逐渐增加，最终形成的固体颗粒，它也被称为珍珠工艺。离开干化机后由斗式提升机向上送至分离料斗，一部分颗粒循环返混，剩余的进入冷却器冷却至40°C后送入颗粒储料仓。
3.3直接转鼓干化工艺。干化机主要由转鼓和翼片螺杆两部分组成，两部分同时对污泥进行加热。其中，转鼓通过外部燃烧炉进行加热，而翼片螺杆通过循环热油传热。转鼓和翼片螺杆反向旋转，在其作用下，污泥可连续进行干化并向前移动。整个转鼓为负压操作，因此无水汽和灰尘外逸。污泥经螺杆推移和加热被逐步烘干成粒，送至污泥储存仓。蒸发出的水汽通过抽风机送至冷凝和洗涤吸附系统进行处理。该设备优点是能耗低。但是也存在以下缺点：干化机出口处能量损失较多；后续处理费用昂贵；存在一定的着火和爆炸危险。
3.4间接转鼓干化工艺。脱水后的污泥经过返混以后，再经螺旋输送机运到转鼓内，与从同一端进入热气流接触混合、加热，转鼓旋转作用下，污泥在气流中向前移动，并且由内筒向外筒转移，在移动过程中，污泥水分蒸发并形成稳定的圆形颗粒。经烘干后的污泥被螺旋输送机送到分离器，从分离器中排出的水蒸汽被收集进行热能回用，生物过滤器处理尾气。颗粒形成后在气/固分离中与循环气体分开，在螺旋冷却器中进行冷却，冷却后的干化颗粒经过筛网，细小的干污泥再次与湿污泥混合。系统特点：在无氧环境中操作，灰尘少；干化污泥呈颗粒状，粒径可以控制；废气离开转鼓后，能量能回收利用，并且得到合理处理。
3.5离心干化工艺。脱水后的污泥呈细粉状从卸料口高速排出，高温空气被引入离心干化机的内部，遇到细粉状的污泥并最短的时间将其干化至含水率为20% 左右。系统特点：流程简单，反应时间短，处理量大，省去污泥脱水机及从脱水机至干化机的存储、输送、运输装置。
4. 结束语
由于污泥干化课题的重要性，对污泥干化的研究要不断提高重视。本文通过对污泥的特点及污泥干化工艺的系列研究，取得了一定的成果，为以后的研究和工程实例提供了一定的理论依据。
参考文献
[1]李柱桥.浅谈城市污水处理厂污泥的综合处置[J].广州化工.2005（01）.
[2]王雁河，张书廷.剩余污泥干化技术的研究进展与方向[J].污染防治技术.2007（03）.
[3]杨小文，杜英豪.国外污泥干化技术进展[J].给水排水.2008（08）.
[4]马德刚.电场协同污泥热干燥技术的研究[J].中国给水排水.2008（05）.
[5]王瑞.污泥干化基础特征及工艺研究[J]. 给水排水.2012（05）.
【关键词】污泥；处置；工艺技术
1. 引言
污泥产生量易受到污水处理量、污水来源、处理工艺、处理水平、污泥脱水程度等因素影响。结合中国污水处理行业的快速发展，污水处理厂的建设和运行，预计势必大幅增长，在将来十年后，产生的污泥量将增大，污泥处理事项将成为更加突出的环境问题。只有良好的解决这个问题，才能使我国进行可持续发展。
2. 污泥的特点以主要污染物
污泥的定义一直是有争议的，美国EPA 的初始定义：污泥是指在污水处理过程中所得的固体，半固体或液体的残余物。世界水环境组织将污水污泥更名为“生物固体”，旨在准确反映污水污泥所具有的利用价值。
2.1污泥的特点。
（1）含有丰富的有机营养物质，如氮，磷，钾和植物所需的各种微量元素，如钙，镁，锌，铁等。
（2）含有较多病原菌和寄生虫卵。
（3）重金属含量比较高。大部分污泥富含铜，锌，镉，铬，汞，铅等。
（4）有机质和硅酸盐粘土矿物组成了污泥的主要物，根据其比例不同，可分为三类：一是有机污泥硅酸盐粘土矿物；二是土壤污泥，硅酸盐粘土矿物，有机质大于大于有机物；三是有机土污泥，硅酸盐粘土矿物和有机物相当。污泥中的有机物质的存在下与有可用的热值。该研究表明，污泥干基热值为11～16MJ/Kg，是在低于75%的水分的情况下，可以是自燃的。
（5）黑色或深褐色，固体颗粒尺寸小，大部分小于25 微米，稠状堆积密度0.7g/cm3 左右，与水的比例为60% ～70%的固体状态，当水分含量低于50%，作为粘土状。干燥后是一个相对刚性的固体，不容易坏。
2.2污泥的主要污染物。
（1）病原微生物。污水处理过程中，主要包括病原微生物和寄生虫病原体。根据监测，病原体在新鲜污泥中高达数千种，含有大量有害的寄生虫，包括沙门氏菌，蛔虫，肠道病毒是最常见的。污泥中病原体对人类或动物的污染途径大致有4条：直接与污泥接触；通过食物链与污泥直接接触而感染；水源直接被病原体污染；病原体首先污染了土壤随后进入水体，造成水体的污染。
（2）氮磷等养分污染。污泥施用到土壤中时，如果降雨量较大，再加上土地土质疏松，有机物分解速度可能大于植物对N、P 的吸收速度，此时N、P 等养分就非常容易随水流失而进入地表水和地下水体，造成水体的富营养化。
（3）重金属污染。城市污水处理厂污泥中的重金属主要包括铜，铅，锌，镍，铬，汞，镉等70% ～90%的重金属，在污水处理过程中，通过吸附或沉淀而转移到污泥中。重金属主要来自工业生产和家庭管道系统。污泥中的重金属积累在地面上，限制污泥大规模土地利用的重要因素。另外，流入河流、湖泊或海洋、或到土壤中的重金属元素，不能被生物降解， 相反能在食物链的生物放大作用下富集，这样会给环境造成更大的影响、破坏。
（4）有机物高聚物污染。由于污水来源的多样性，任何进入环境的有机化合物均可能在污泥中被发现。目前，污泥中已发现了332 种可能危害人体和环境的有机污染物，其中有42种能被经常的检测到。最常见的污染物主要有苯、氯酚等。
3. 污泥干化工艺研究
3.1流化床干化工艺。污泥之前到干化机，切割机专门将污泥切成细小的颗粒，然后送入流化床干化机。流化床干化机，从底部到顶部基本上由三部分组成，是一个风箱的底部，产生流化气，形成一个流化层，都配有一个特殊的气体分布板，搅拌惰性的流化气体，以保持均匀悬浮状态的干颗粒；中间部分是一个热交换器，通过蒸发的水的热量将热蒸汽或热油进入热交换器循环；吸盘用来干燥污泥颗粒从流化床负责最上部左环气体循环气体与污泥细粒和蒸发的水分烘干机。干化机内部温度为85°C，随着污泥逐渐干化，密度减小，升到上部，再随上部抽走的气体而抽出流化床。流化床及管道的磨损很严重，系统的能耗也较高。研究流化床干化机的干化能力由热油温度或蒸汽温度决定。干化颗粒经冷却后，通过被密闭安装在惰性气环境中的传送带送至干颗粒储存料仓。干化系统中产生的少量废气被送入后续处理系统后排入大气。
3.2立式盘式干化工艺。这个过程是加热所述热介质的导热油，导热油在干燥盘和热油炉之间的热交换，热量间接发送给污泥颗粒，使污泥干化的施工工艺。工作原理：机械脱水后的污泥被送入污泥料仓，通过污泥泵输送至涂层机与返混污泥混合形成颗粒，通过与旋转主轴相连的耙臂上的耙子作用，污泥颗粒在上层圆盘上作圆周运动，并从中间甩入外部，然后散落到第二层圆盘上，借助于旋转耙臂的推动作用，污泥颗粒从干化器的上部圆盘通过干化器反复旋转，直至底部圆盘，颗粒在圆盘上运行时直接和加热表面接触干化。污泥颗粒向下逐渐增加，最终形成的固体颗粒，它也被称为珍珠工艺。离开干化机后由斗式提升机向上送至分离料斗，一部分颗粒循环返混，剩余的进入冷却器冷却至40°C后送入颗粒储料仓。
3.3直接转鼓干化工艺。干化机主要由转鼓和翼片螺杆两部分组成，两部分同时对污泥进行加热。其中，转鼓通过外部燃烧炉进行加热，而翼片螺杆通过循环热油传热。转鼓和翼片螺杆反向旋转，在其作用下，污泥可连续进行干化并向前移动。整个转鼓为负压操作，因此无水汽和灰尘外逸。污泥经螺杆推移和加热被逐步烘干成粒，送至污泥储存仓。蒸发出的水汽通过抽风机送至冷凝和洗涤吸附系统进行处理。该设备优点是能耗低。但是也存在以下缺点：干化机出口处能量损失较多；后续处理费用昂贵；存在一定的着火和爆炸危险。
3.4间接转鼓干化工艺。脱水后的污泥经过返混以后，再经螺旋输送机运到转鼓内，与从同一端进入热气流接触混合、加热，转鼓旋转作用下，污泥在气流中向前移动，并且由内筒向外筒转移，在移动过程中，污泥水分蒸发并形成稳定的圆形颗粒。经烘干后的污泥被螺旋输送机送到分离器，从分离器中排出的水蒸汽被收集进行热能回用，生物过滤器处理尾气。颗粒形成后在气/固分离中与循环气体分开，在螺旋冷却器中进行冷却，冷却后的干化颗粒经过筛网，细小的干污泥再次与湿污泥混合。系统特点：在无氧环境中操作，灰尘少；干化污泥呈颗粒状，粒径可以控制；废气离开转鼓后，能量能回收利用，并且得到合理处理。
3.5离心干化工艺。脱水后的污泥呈细粉状从卸料口高速排出，高温空气被引入离心干化机的内部，遇到细粉状的污泥并最短的时间将其干化至含水率为20% 左右。系统特点：流程简单，反应时间短，处理量大，省去污泥脱水机及从脱水机至干化机的存储、输送、运输装置。
4. 结束语
由于污泥干化课题的重要性，对污泥干化的研究要不断提高重视。本文通过对污泥的特点及污泥干化工艺的系列研究，取得了一定的成果，为以后的研究和工程实例提供了一定的理论依据。
参考文献
[1]李柱桥.浅谈城市污水处理厂污泥的综合处置[J].广州化工.2005（01）.
[2]王雁河，张书廷.剩余污泥干化技术的研究进展与方向[J].污染防治技术.2007（03）.
[3]杨小文，杜英豪.国外污泥干化技术进展[J].给水排水.2008（08）.
[4]马德刚.电场协同污泥热干燥技术的研究[J].中国给水排水.2008（05）.
[5]王瑞.污泥干化基础特征及工艺研究[J]. 给水排水.2012（05）.