【關(guān)鍵詞】城市污泥；熱干化；薄膜；焚燒
城市污泥是污水處理的一種必然產(chǎn)物，污水處理是通過把水中雜質(zhì)濃縮成固體形態(tài)再從流體中分離來實(shí)現(xiàn)，而這種濃縮濃縮出來的雜質(zhì)便稱為污泥。隨著城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)量不斷增長，2006年全國年產(chǎn)干污泥近130×106噸，而且以每年10%以上的速度遞增。
城市污泥的成分很復(fù)雜，主要包括混入生活污水或工業(yè)廢水中的泥砂、纖維、動(dòng)植物殘?bào)w等固體顆粒及其凝結(jié)的絮狀物、由多種微生物形成的菌膠團(tuán)及其吸附的有機(jī)物、重金屬元素和鹽類、少量的病原微生物、寄生蟲卵等綜合固體物質(zhì)。未經(jīng)恰當(dāng)處理處置的污泥進(jìn)入環(huán)境后，直接給水體和大氣帶來二次污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類的活動(dòng)構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。為了不造成環(huán)境的二次污染，需要在污水處理的二級(jí)處理之后添加一道污泥處理工藝。污泥處理設(shè)備大約占污水處理廠的40%60%基建投資，污泥處理則占50%左右的處理費(fèi)用，同時(shí)也造成了和其經(jīng)濟(jì)費(fèi)用不成比例的處理難度。
污泥處理與處置的目的主要有以下四個(gè)方面：
?。?）減少污泥***終處置前的體積，以降低污泥處理及***終處置的費(fèi)用；
?。?）通過處理使污泥穩(wěn)定化，***終處置后不再產(chǎn)生進(jìn)一步降解，從而避免產(chǎn)生二次污染；
（3）達(dá)到污泥的無害化與衛(wèi)生化；
?。?）在處理污泥的同時(shí)達(dá)到變害為利、綜合利用、保護(hù)環(huán)境的目的。
城市污泥的主要特性是含水率高（可高達(dá)99%以上），有機(jī)物含量高，容易腐化發(fā)臭，并且顆粒較細(xì)，比重較小，呈膠體液狀。
根據(jù)污泥成分及處理目的的不同主要有調(diào)理、濃縮、脫水、干燥、消化、堆肥、焚燒等處理方法。我國的污水處理廠脫水污泥處置方法中，污泥農(nóng)用占44.8%、陸地填埋占31%、其他處理約10.5%、沒有處理約13.7%，而在發(fā)達(dá)國家比如日本其產(chǎn)生的污泥55%進(jìn)行焚燒處理，35%的污泥進(jìn)行填埋，約9%的污泥進(jìn)行農(nóng)田利用。其中，由于污泥含有一定的有機(jī)成分，通過焚燒使污泥無害化，不但污泥減容減量化程度很高，而且可回收利用產(chǎn)生的熱能，日本、德國、奧地利等發(fā)達(dá)國家大多采用該種處理方法。
目前，我國城市污水處理廠普遍采用污泥脫水機(jī)進(jìn)行脫水，形成含水率60～80%的脫水污泥，過高的含水率會(huì)極大的降低污泥熱值，不利于能量回收和維持燃燒，故在焚燒前需對(duì)脫水污泥進(jìn)行進(jìn)一步的干化處理，將其含水率降低至20%甚至更低，以用于替代燃料。
現(xiàn)有一種間接加熱的轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機(jī)可實(shí)現(xiàn)原污泥的一次深度脫水處理。其主要原理是：通過機(jī)械擠壓和間接熱傳導(dǎo)聯(lián)合作用將污泥中的水分脫出。轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機(jī)通過壓輥裝置的機(jī)械擠壓作用，將污泥于轉(zhuǎn)鼓表面擠壓攤鋪成薄膜狀，污泥中所含易于脫出的間隙水被部分?jǐn)D壓濾出，該過程為純機(jī)械擠壓，與常規(guī)對(duì)流干燥相比，僅為其能量消耗的1/50。轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機(jī)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部通有高溫循環(huán)導(dǎo)熱油，轉(zhuǎn)鼓表面經(jīng)導(dǎo)熱油傳熱升溫成為加熱面，污泥不直接與導(dǎo)熱油接觸，導(dǎo)熱油可循環(huán)回收利用，節(jié)約運(yùn)行成本。薄膜狀的污泥在轉(zhuǎn)鼓表面經(jīng)高效傳熱使剩余水分變成蒸汽，體積瞬時(shí)膨脹近千倍，劇烈膨脹的蒸汽可作為水分遷移驅(qū)動(dòng)力，加快液態(tài)水向表面遷移析出，同時(shí)由于干燥過程為薄層干燥，減小了水分遷移路徑，與堆積狀態(tài)相比實(shí)現(xiàn)了能量消耗的大幅降低。轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機(jī)在污泥干燥過程中的能量消耗主要集中于污泥輸運(yùn)過程中消所耗電能及干燥機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的少量電能消耗，而大部分干燥消耗的熱能由后續(xù)氣化、焚燒系統(tǒng)回收利用，大大減少了外來能量輸入，因此，可實(shí)現(xiàn)循環(huán)可持續(xù)干燥作業(yè)。該轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機(jī)采用泵送式上料方式，通過污泥泵將原污泥經(jīng)輸送管道由污泥儲(chǔ)存處輸送至各干化設(shè)備，輸送過程全封閉，無異味氣體及滲水泄漏，不會(huì)在處理過程中發(fā)生對(duì)環(huán)境的二次污染。該轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機(jī)采用全自動(dòng)化控制，通過內(nèi)置的各種溫度、壓力傳感器，實(shí)時(shí)反饋信號(hào)控制后端導(dǎo)熱油鍋爐供熱量以及前端污泥輸送泵的輸送量，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。并可通過調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)污泥形成薄膜厚度及泥膜在轉(zhuǎn)鼓表面加熱停留時(shí)間，甚至可通過在設(shè)備控制系統(tǒng)中預(yù)存若干組運(yùn)行參數(shù)，以適應(yīng)不同成分污泥、不同含水率的處理要求。
經(jīng)轉(zhuǎn)鼓式薄膜干燥機(jī)干化后的污泥為鱗片狀，含水率15%～25%左右，干化后的污泥其熱值約為1300至1500大卡，三噸干化后的污泥相當(dāng)于一噸4500大卡的燃煤，可混摻在燃煤中在鍋爐內(nèi)燃燒，干化污泥與煤的摻和比例為每噸煤添加100至200公斤污泥，每一噸干化污泥可生產(chǎn)一噸蒸氣，且經(jīng)過干化處理的污泥不會(huì)像原泥一樣在燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的水蒸氣而對(duì)鍋爐造成腐蝕，嚴(yán)重縮短鍋爐的設(shè)備壽命，進(jìn)行干化污泥的摻混焚燒無需對(duì)現(xiàn)有鍋爐進(jìn)行改造。干化后的污泥保留了其中大量有機(jī)物質(zhì)，可用作肥料、土壤改良劑、替代燃料等多重用途。污泥脫水50%后可轉(zhuǎn)化為富含生物質(zhì)能源的泥炭，用來發(fā)電其熱值可達(dá)1500～2000千卡/公斤，每噸處理后的污泥相當(dāng)于1/2～1/3噸原煤，******實(shí)現(xiàn)了污泥的無害化處置和資源利用。干化污泥經(jīng)焚燒處理后，其中水分和有機(jī)質(zhì)被******去除，燃燒形成的煙氣經(jīng)處理后可安全排放，剩余灰分主要為原泥中的硅酸鹽粘土礦物，并因在焚燒過程中將原泥中所含重金屬固化，故不存在重金屬離子污染問題。焚燒灰渣體積僅為原泥體積的二十分之一甚至更低，體積減量處理************，且焚燒灰渣可在1020℃～1060℃下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，用其制磚，用這種干污泥燒制的磚質(zhì)量達(dá)到一級(jí)品質(zhì)量要求，而重量比普通燒結(jié)磚輕20%。
綜上可見，經(jīng)干化焚燒處理后的城市污泥基本實(shí)現(xiàn)了零污染零排放。雖然污泥熱干化技術(shù)有技術(shù)要求和處理成本較高，設(shè)備運(yùn)行管理復(fù)雜等缺點(diǎn)，但由于其處理后體積減量明顯，處理******無二次污染，污泥有效能源化、資源化等特點(diǎn)使其仍為城市污泥***終處理的理想方向之一。
