污泥热处理

利用热处理法对污泥进行预处理的优点是：①可以大大改善污泥的脱水性能；②不需加药剂，不增加泥饼量；③可以完全杀灭污泥中的致病微生物与寄生虫卵；④可适用于各种污泥，最适宜于生物污泥。

不过，热处理法也有一些缺点：①容易发生恶臭，向处理场地周围散发；②污泥可溶性分离液含有机物浓度高，BOD及COD偏高，需要二次处理；③能耗较高，处理时间较长，故设备费用和操作费用高；④为了回收热量而使用套管热交换器时，容易在管壁结垢，且有机物在管壁处结焦会造成热交换器高温区管壁和T形回弯头等处腐蚀和磨损；⑤和焚烧相比，污泥发热量低。

污泥干燥主要使用回转圆筒式干燥器。其流程如图1所示。

脱水污泥经粉碎机粉碎后，与旋流分离器返送回来的细粉混合，进入转圆筒干燥器， 干燥污泥由卸料室，通过格栅送到贮存池，排气经旋流分离分离细粉后，经除臭燃烧器脱水排入大气。

污泥干燥处理，成本很高，只有在干燥污泥作为肥料所回收的价值，能满足干燥处理运行费用时，或者有特殊卫生要求时，才考虑采用。

当污泥不符合卫生要求，有毒物质含量高，不能为农、副业所利用时，可考虑采用焚烧处理。焚烧前，应首先加以干燥。焚烧所需的热量，主要依靠污泥含有的有机物燃烧发生。如污泥本身的燃烧热值不足以使其焚烧时，用辅助燃料补充。

常用的污泥焚烧设备有回转焚烧炉、立式焚烧炉与流化床焚烧炉等。

回转焚烧炉的构造与回转圆筒干燥器基本相同，主要是炉体的长度较大，直径与长度之比约为1：(10一16)。我国某些石油化工污水处理厂已有采用。

立式焚烧炉构造简单，也已为我国某些石油化工污水处理厂采用。炉体构造如图2所示。立式焚烧炉操作方便，没有转动部件，外壳用钢板焊制，内砌耐火材料，可以连续生产也可间歇生产。但炉体的热容量较低，烟道气温度高，余热没有回收。因此，这种焚烧炉主要适用于像石油加工厂一类的既富有余热，又能够利用除油池和气浮池的油渣作为辅助燃料的工厂。

流化床焚烧炉的恃点是利用硅砂为载热体，在预热空气的喷射下，形成悬浮状态。含水率为70%左右的泥饼，首先经过快速干燥器，使含水率降到40%左右。干燥器的热源是流化床焚烧炉排出的烟道气(800℃)，干燥器出口烟气温度约150℃，焚烧炉排出的烟气热量可被充分利用。干燥后的泥饼用输送带从焚烧炉顶部加入。落到流化床上的泥饼，被流化层灼热的砂层(700℃)搅拌混合，全部分散气化，产生的气体在流化床的上部焚烧。在焚烧部位，由炉壁沿切线方向高速吹人二次空气，使与烟气旋流混合，焚烧温度可达850℃。流化床的流化空气用鼓风机鼓入，焚烧灰与燃烧气一起飞散出去，用一次旋流分离器加以捕集。

流化床的优点是结构简单，接触高温的金属部件少，故障也少，硅砂、污泥接触面积大，热传导效果好，可以连续运行。缺点是操作较复杂，运行效果不够稳定，动力消耗较大。 2100433B

对污泥进行加热，可使部分有机物分解及亲水性有机胶体物质水解，同时分解破坏污泥中的微生物，使细胞膜中的水游离出来，故可提高污泥的浓缩性能与脱水性能。热处理对于脱水性能差的活性污泥特别有效。

污泥的热化学处理具有处理迅速、占地面积小、无害化、减量化和资源化效果明显等优点。污泥热化学处理达到的目的有：

（1）稳定化和无害化，通过加热使污泥中的有机物质发生化学反应，氧化有毒有害污染物（如PAHs、PCBs等），杀灭致病菌等微生物。

（2）减量化，通过加热破坏细胞结构，使污泥中的内部水释放出来而被脱除，如焚烧工艺可使所处理的污泥（实际是焚烧后的灰渣）含水率降到零，实现最大限度的减量化。

（3）资源化，通过热化学处理后的城市污泥，一方面通过稳定化处理后可以进行相关的资源化利用，另一方面可以将污泥中的大量有机物转化为可燃的油、气等燃料。

常用的热化学处理方法有焚烧、碳化、热加工做建材、直接液化、气化、热解等。

根据氧化还原环境，污泥热化学处理工艺可分为三种，即有氧、缺氧、无氧。污泥焚烧、湿式氧化为有氧热化学处理；气化为缺氧热化学处理；污泥热化学转化（热解、直接液化等）为无氧热化学处理。

根据温度的高低，污泥热化学处理工艺分为高温和低温。通常以600℃为界进行概念性的区分。污泥高温热化学处理工艺有焚烧和高温热解。低温处理工艺包括低温热解（热化学转化）、湿式氧化（含超临界溶剂）和直接热化学液化。

分散性污泥传统计算公式

分散性污泥的传统计算方式可参考化粪池污泥的计算方式，化粪池污泥量公式 ：

分散性污泥粪污总量估算

根据人均每日的定额污泥量，粪便与生活污水合流时为a=0.7L/人·d 。

全国人口为N=13.6亿，每年产生的新鲜粪污量，W=N·T·a/1000，约为含水率b=95%的粪污3.4748亿立方。粪污消化浓缩后的含水率为c=90%，污泥缩减系数K=0.8，经过浓缩和消化后，13.6亿人口每年形成的含水率90%的分散性污泥约为1.39亿立方。

按照化粪池污泥计算公式，全国每年的分散性污泥总量约为含水率90%的污泥1.39亿立方。

随着我国城市化进程的加快, 污水处理率逐年提高,污泥产量也随之急剧增加,一般而言,污水处理流程中产生的污泥通常含有 95%的水分, 为减少体积、降低运输成本及便于后续处理,一般都会采用真空过滤法、压滤法 、离心法和压带法对污泥进行机械脱水 .然而处理后的脱水污泥含水率仍高达 70% ～ 80%, 这部分水分只能通过热干燥的方式去除, 而正是该过程增加了污泥处理处置的成本 .热解法作为城市污水污泥焚烧处理的替代技术,因其经济性好、二次污染小、热解产物利用价值高等优点受到了广泛关注.同时, 我国城市污泥中有机物含量和热值日渐增高,也使其具备了热处理的潜力.目前,通过对干污泥及其他生物质进行中高温热解来回收能源的工艺已成为国外研究如何处置固体废弃物的重点, 而国内在该领域的研究仍处于起步阶段, 尤其是针对含水率高达80%左右的脱水污泥进行高温热解的研究还鲜见报道.

通常把污水厂污泥的稳定和脱水 ( 一般脱水至含水率达70% ～80% )称作湿污泥的处理;将湿污泥的堆肥、填埋、干化和焚烧及最终利用，称为湿污泥的处置。湿污泥填埋是我国目前使用最多的方法，但是必须占用大量土地资源，并且往往伴随着不良气味的散发，如果处理不当还可能污染地下水、传播传染病等;土地利用例如堆肥法是污泥资源化的好途径，问题在于如何降低重金属含量和提高堆肥肥力以维持市场化运作; 焚烧法是有效地对污泥进行减容和无害化处理的方法之一，但也存在着一定的弊端，例如焚烧厂的基建投资和运行费用相当高，控制运行不当将有不完全燃烧产物和有害气体产生，对大气造成二次污染，焚烧后的炉渣还要填埋或处理，也可能对环境产生二次污染 。