論市政污水污泥處理和處置
1 概述
市政污水污泥是城市市政排水系統(tǒng)的副產(chǎn)品，主要來(lái)源于城市排水系統(tǒng)，包括排水管道、泵站和污水處理廠的污泥。它容積大、有惡臭味、有些污泥還含有毒有害物質(zhì)及病原菌等，若不經(jīng)有效處理和處置，則會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染。
僅在歐洲，2000年污泥的年產(chǎn)量就達(dá)到790萬(wàn)t（干重），而且以每年5%～6%的速度遞增，在我國(guó)，九五期間（1996年～2000年）城市排水系統(tǒng)建設(shè)力度增大，污水治理工程的建設(shè)投資高達(dá)27億元人民幣，相對(duì)于八五期間4.1億元有較大增長(zhǎng)，排水管網(wǎng)、泵站普及率進(jìn)一步提高，城市污水處理率也由1995年的19.4%上升到2000年的47%，并且這個(gè)趨勢(shì)還會(huì)在接下來(lái)的幾年里繼續(xù)保持，因而我國(guó)城市的污水污泥處理問(wèn)題也將日益突出。
市政污水污泥處理處置的目的，一是減量化，其次是無(wú)害化，三是資源化。
為了解決好城市排水系統(tǒng)污水污泥的出路問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外科研與工程技術(shù)人員進(jìn)行了大量研究與實(shí)踐。而隨著城市排水系統(tǒng)的完善和污水處理率的提高，污水污泥產(chǎn)量的增長(zhǎng)，也使得污水污泥的處理問(wèn)題更為突出。本文即針對(duì)市政污水污泥的處置技術(shù)提出幾點(diǎn)看法供商榷。
2 污水污泥處理處置常見技術(shù)介紹
國(guó)內(nèi)和國(guó)際的立法機(jī)構(gòu)越來(lái)越重視污泥治理問(wèn)題，許多國(guó)家都推行了嚴(yán)厲的法律制度。在歐洲，不再允許直接將污泥傾倒入海，也將禁止將含有有機(jī)物的污泥直接填埋。用于農(nóng)業(yè)的污泥必須符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，需要有效地去除有害成分，防止進(jìn)入食物鏈。
污泥處置方案的技術(shù)原則有：安全性、可靠性、合理性、先進(jìn)性及經(jīng)濟(jì)性。常見的污泥處理、處置技術(shù)有以下幾種：
2.1 傳統(tǒng)處理技術(shù)
包括：濃縮、消化、自然干化、機(jī)械脫水、消毒等。
2.2 衛(wèi)生填埋處置技術(shù)
污泥衛(wèi)生填埋基本屬厭氧性填埋，僅在初期填埋的污泥表層及填埋區(qū)內(nèi)排水排氣管路附近，由于空氣的接觸擴(kuò)散形成局部的準(zhǔn)好氧填埋方式。雖然污泥在污水處理廠中經(jīng)過(guò)了厭氧中溫消化處理，但由于這一過(guò)程有機(jī)物沒(méi)有達(dá)到完全的降解（進(jìn)入填埋區(qū)的污泥有機(jī)物含量仍在40%左右），因此，污泥在填埋過(guò)程中依然存在著一個(gè)穩(wěn)定化降解過(guò)程。最終污泥中的可降解的有機(jī)質(zhì)被分解為穩(wěn)定的礦化物或簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，并釋放出包括CO2和CH4在內(nèi)的污泥氣。然而，由于填埋污泥徹底的穩(wěn)定化是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，一般需十幾年，甚至幾十年。
2.3 投海、填海技術(shù)
利用海洋的環(huán)境容量，一是投海二是造地。投海區(qū)距海岸的距離不應(yīng)小于10km；造地一般在淺水海灘或海灣處，用污泥填海造地。此兩種方法都存在一定的污染環(huán)境問(wèn)題，受到嚴(yán)格的控制，或者已經(jīng)被禁止使用。
2.4 堆肥處理技術(shù)
污泥堆肥農(nóng)用是資源化再利用的有效途徑之一？刹捎脝为(dú)堆肥或與城市垃圾混合堆肥的方式。污泥堆肥一般采用好氧動(dòng)／靜態(tài)技術(shù)，利用嗜溫菌、嗜熱菌的作用，分解污泥中有機(jī)質(zhì)并殺死致病菌、寄生蟲卵和病毒，提高污泥肥份。制成有機(jī)復(fù)合肥或有機(jī)菌肥以提高其利用價(jià)值。好氧堆肥有滾筒式或倉(cāng)式。
2.5 熱干化與焚燒處理技術(shù)
污泥的熱干化與焚燒處理可以達(dá)到徹底的無(wú)害化和減量化效果，明顯的優(yōu)越性使得該技術(shù)的研究與應(yīng)用在近年來(lái)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用中，熱干化與焚燒通常被認(rèn)為是兩個(gè)獨(dú)立的工藝過(guò)程，事實(shí)上，沒(méi)有經(jīng)過(guò)干化的污泥直接進(jìn)行燃燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟(jì)的。
加熱干化后污泥的干性成分可從20%～35%提高到70%～95%，能耗也比機(jī)械脫水高，尤其是完全干化的污泥(干性成分＞90%)。
熱干化系統(tǒng)有轉(zhuǎn)鼓式、立式、多盤式、盤式、流化床等。干化污泥的焚燒是一個(gè)徹底的無(wú)機(jī)化處理過(guò)程，最終產(chǎn)物為CO2、H2O、N2等氣體和焚燒灰等。焚燒設(shè)備主要有回轉(zhuǎn)焚燒爐、立式多段焚燒爐、流化床焚燒爐等。焚燒處理存在管理復(fù)雜、設(shè)備昂貴、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高等制約其應(yīng)用的問(wèn)題。
2.6 污泥處理新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用的可能性
污水污泥引起的環(huán)境污染問(wèn)題已經(jīng)引起各方面廣泛的關(guān)注，科研與工程技術(shù)人員一直致力于開發(fā)研究新的處理技術(shù)，特別是資源化利用方面由于具有一定的市場(chǎng)潛力尤受青睞。其中活性石灰穩(wěn)定處置工藝與成套設(shè)備是天津市近年開發(fā)的新技術(shù)和新設(shè)備。它是在引進(jìn)了日本先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況開發(fā)和研制的，產(chǎn)品先后出口日本、印尼等，專門用于處置市政污水污泥、河道清淤污泥及橡膠產(chǎn)業(yè)排出污泥的處置。
工藝過(guò)程為：污泥由配有電子計(jì)量稱的螺旋輸送機(jī)輸送到攪拌筒內(nèi)；添加劑由配有電子計(jì)量稱的輸送機(jī)輸送到攪拌筒內(nèi)與污泥在攪拌筒內(nèi)進(jìn)行充分的攪拌；污泥與添加劑的自動(dòng)配比經(jīng)過(guò)電子計(jì)量稱計(jì)量后的信號(hào)反饋到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過(guò)改變輸送的參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和完成最佳配料，經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢璧奈勰嗯c添加劑的混合物由輸送機(jī)構(gòu)輸送到反應(yīng)倉(cāng)內(nèi)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，在5秒鐘內(nèi)添加劑與污泥中的水分開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：CaO＋H2O→Ca(OH)2反應(yīng)時(shí)溫度逐漸開始上升，最高可達(dá)到102～105℃，此時(shí)，在反應(yīng)倉(cāng)內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，當(dāng)反應(yīng)倉(cāng)的溫度達(dá)到102℃時(shí)，控制系統(tǒng)將排氣閥開啟，廢氣通過(guò)廢氣處理系統(tǒng)處理后排出，當(dāng)反應(yīng)倉(cāng)通過(guò)排氣氣溫下降至100℃（也可用戶設(shè)置）時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)閉閥門。該污泥干燥機(jī)處理后的污泥產(chǎn)品，經(jīng)相關(guān)部門檢測(cè)，證明具有較好的利用價(jià)值，主要利用途徑有：公路基土；垃圾填埋廠的覆蓋土。
2.7 其他處理技術(shù)
新的探索性的污泥資源化處理技術(shù)，包括作為填料回用、低熱值燃料回用、建筑材料的附加原料（如制磚、纖維板）等。
3 市政污水污泥處置方案論證
3.1 污泥的運(yùn)輸
污水污泥有較高含水率（90％），低容重（1.006～1.02），因而體積大、污染重，運(yùn)輸困難。在污水處理廠，污泥可通過(guò)管道輸送，衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)又連續(xù)工作。而市政通挖污泥屬于假塑性或塑性流體，流動(dòng)性差、易產(chǎn)生沉淀、產(chǎn)泥源分散、運(yùn)距大等，故不宜采用管道輸送。
天津市目前市政通挖污泥的輸送主要采用“人力推車－可拖帶污泥箱（多能泥斗）－排放地”的輸運(yùn)方式。落后、低效且極易外漏而污染環(huán)境。目前吸泥車在國(guó)內(nèi)大中城市正在得到逐步推廣。但應(yīng)注意的是，由于通挖污泥體積大、含水率高，運(yùn)輸量與運(yùn)輸費(fèi)用的壓力比較大，以污泥的含水率為90％計(jì)算，污泥中的干物質(zhì)僅占10％，運(yùn)輸上極不經(jīng)濟(jì)。
3.2 脫水處理方案
污泥脫水有自然干化和機(jī)械脫水。影響污泥脫水性能的因素主要有含水率、水的存在形式、比阻（r）、毛細(xì)吸水時(shí)間（CST）等。高含水率污泥中含有親水性帶負(fù)電荷的膠體顆粒，比阻值一般在0.031×109～28.8×109s2／g之間，通挖污泥的性質(zhì)類似于污水處理廠初沉污泥，比阻大約為4.5×109～4.9×109s2／g之間。
。1）人工干化場(chǎng)與機(jī)械脫水的比較
干化場(chǎng)工程范例：
●工藝參數(shù)：污泥含水率93％、占地為18000m2、層厚30cm、平均干化周期為24天、每年可充滿與鏟除污泥15次、最初2～3天固體濃度可達(dá)到15％，依靠蒸發(fā)脫水使固體濃
度達(dá)30％以上。
●干化場(chǎng)結(jié)構(gòu)：由圍堤、隔墻、防滲層、排水系統(tǒng)、濾水管等部分組成。
●干化場(chǎng)底板：由150 mm厚的三七灰土、上鋪設(shè)厚度1.5mm土工膜（HDPE），底板應(yīng)有2%的坡度排向排水系統(tǒng)；排水管道系統(tǒng)采用150mmHDPE多孔管材，管外周圈用土
工布纏繞，管中心距8m，坡度0.003，排水管起點(diǎn)覆土深（至砂層頂面）為0.4m左右。濾水層底層采用粗礦渣或礫石，厚200mm，上層采用細(xì)礦渣或礫石，厚200mm。干化場(chǎng)四周設(shè)圍堤，場(chǎng)內(nèi)用隔墻將整塊干化場(chǎng)分隔成若干塊，每次排入干化場(chǎng)的污泥占用一塊，使污泥均勻地平鋪于干化場(chǎng)，順序輪流使用各分塊，便于泥餅的鏟除，使干化場(chǎng)有效、合理的作用。
污水污泥在傳統(tǒng)的人工自然干化場(chǎng)進(jìn)行泥水分離的作業(yè)方式，由于占地面積大、操作自動(dòng)化程度低、工況惡劣、工藝效果的耐候性差、處理效率低下等缺陷已逐漸被淘汰并被機(jī)械脫水方式所取代。目前在歐洲還在應(yīng)用的所謂“日光污泥干化法”，雖然也是利用自然日照進(jìn)行污泥干化，但其配置的特殊材料的玻璃房、電動(dòng)攪拌設(shè)備、推力鏟以及其他專用的結(jié)構(gòu)設(shè)施，已使其具有較強(qiáng)的人為干預(yù)和較強(qiáng)的機(jī)械化程度和工作效率，同時(shí)受自然條件的制約也比較小，因而與傳統(tǒng)的自然干化法有了本質(zhì)的區(qū)別。
。2）污泥機(jī)械脫水
由于通挖污泥有機(jī)質(zhì)含量機(jī)較低，泥水分離較易實(shí)現(xiàn)，脫水性能優(yōu)于污水處理廠的生物污泥，因此在助凝劑的使用上須根據(jù)具體情況加以確定。
脫水機(jī)械有：帶式脫水機(jī)、離心脫水機(jī)、板框脫水機(jī)、螺壓脫水機(jī)、滾壓脫水機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)等，其中帶式脫水機(jī)和離心脫水機(jī)更為常用。
市政通挖污泥無(wú)機(jī)成分含量高、含水率偏低且雜質(zhì)較多，選用脫水設(shè)備時(shí)，必須考慮污泥對(duì)設(shè)備造成的損害，如帶式脫水機(jī)的濾布較易被堅(jiān)硬顆粒格破。一般離心脫水機(jī)的螺旋與進(jìn)出料口均須有防磨損涂層進(jìn)行保護(hù)。
3.3 污泥車載脫水與運(yùn)輸
車載式污泥脫水設(shè)備已在國(guó)外住宅區(qū)、小型污水處理廠、工業(yè)污水處理廠、隧道污泥、河道湖泊淤泥、排水管道污泥等的脫水處理中得到應(yīng)用，如有的承包商購(gòu)買德國(guó)韋斯伐里亞環(huán)境公司的車載污泥脫水機(jī)（見右圖），通過(guò)提供污泥脫水服務(wù)已經(jīng)獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
車載污泥脫水設(shè)備具有完整的污泥脫水系統(tǒng)，包括脫水機(jī)、進(jìn)泥泵、污泥破碎機(jī)、絮凝劑配制投加裝置、污泥輸送機(jī)和輸泥管線，如果需要還可配置動(dòng)力設(shè)備（發(fā)電機(jī)）。輸泥管線為柔性管道，進(jìn)泥端設(shè)攔污網(wǎng)攔截大塊物質(zhì)，污泥破碎機(jī)用于破碎大顆粒污泥以保證泥泵和脫水機(jī)的安全。車載脫水設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)處理能力范圍為5m3／h～20m3／h。
3.4 污泥處置方案
（1）方案一：衛(wèi)生填埋的處置方案
按填埋物的類別和污染防治設(shè)計(jì)原理，填埋場(chǎng)的構(gòu)造類型可分為自然衰減型、全封閉型和半封閉型三種；按填埋場(chǎng)的建設(shè)的地形地貌不同，一般分為溝谷型填埋和平地型填埋兩種：
污泥衛(wèi)生填埋場(chǎng)建設(shè)方案
、 建設(shè)內(nèi)容與型式
半封閉類型建設(shè)污泥填埋場(chǎng)。
填埋區(qū)的防滲系統(tǒng)分為水平防滲（阻止?jié)B瀝液水平擴(kuò)散）和垂直防滲（阻止?jié)B瀝液垂直擴(kuò)散）兩部分，水平防滲部分設(shè)置于填埋區(qū)底部，垂直防滲設(shè)置于填埋區(qū)邊坡。防滲結(jié)構(gòu)的核心是人工防滲層，而由于防滲材料是人工防滲層的主體，起到主要的防滲作用，材料的選擇至關(guān)重要。
填埋場(chǎng)主要建設(shè)內(nèi)容包括填埋區(qū)基底處理、人工防滲層鋪設(shè)、排滲系統(tǒng)的設(shè)置、防洪溝設(shè)置、修建進(jìn)場(chǎng)道路與臨時(shí)道路、管理區(qū)建設(shè)、填埋作業(yè)設(shè)備購(gòu)置、環(huán)保與監(jiān)測(cè)設(shè)施建設(shè)等。
、 防滲方案的比較確定
以天然防滲層為主的建設(shè)方案，在充分利用天然條件和自然界的自身凈化能力的情況下，可大幅度降低工程投資和運(yùn)行費(fèi)用。但是，由于包氣帶土層與含水層不可能使?jié)B瀝液中的所有污染物全部自然衰減，原則上，只有發(fā)生了生物降解、化學(xué)降解或物理衰變的有害物質(zhì)才能夠被認(rèn)為得到真正的去除，因此對(duì)場(chǎng)地的包氣帶土層的衰減容量和含水層的稀釋容量要求較高。
以人工防滲層為主的建設(shè)方案，強(qiáng)調(diào)了人為地對(duì)填埋物污染物的控制，防滲系統(tǒng)、排滲系統(tǒng)、填埋氣體導(dǎo)排系統(tǒng)等的設(shè)置充分地體現(xiàn)了現(xiàn)代垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)的特點(diǎn)。由于填埋區(qū)頂部的完整封閉需在達(dá)到服務(wù)期后實(shí)現(xiàn)，因此在運(yùn)行期間應(yīng)采取“邊填埋、邊覆蓋”、“邊運(yùn)行、邊封場(chǎng)”的措施。
、 防滲材料的選擇
防滲材料的滲透系數(shù)不得大于10～7cm／s，應(yīng)具有可靠的機(jī)械強(qiáng)度，具備適宜的抗臭氧氧化、抗紫外線能力，具有適當(dāng)?shù)哪秃蛐院涂股g性能。防滲材料必須與堆體滲瀝液相容，其結(jié)構(gòu)完整性、機(jī)械性能與防滲性能不得因與滲瀝液接觸而發(fā)生變化。目前工程上得到應(yīng)用的人工防滲材料主要有：鈉基膨潤(rùn)土、優(yōu)質(zhì)黃粘土與澎潤(rùn)土拌和、高密度聚乙烯（HDPE）土工膜等。上述三種防滲材料的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表1。表1中示出，采用高密度聚乙烯（HDPE）土工膜為首選防滲材料。
④ 填埋堆體
綜合考慮填埋區(qū)面積、處置能力、服務(wù)年限要求、堆頂作業(yè)要求和相關(guān)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，地面以上填埋堆體高度（即填埋效率）一般確定為20m；根據(jù)對(duì)填埋作業(yè)覆蓋土層的要求和填埋污泥的性狀對(duì)填埋作業(yè)的影響，污泥填埋堆體邊坡比確定為1:3。為了能保證填埋物基本的形態(tài)和作業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)的要求，應(yīng)向填埋污泥中投加一定比例的骨料（如粉煤灰、石灰等）。
表1 常用防滲材料主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)
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、 填埋氣體的處理
填埋氣體的主要成分是CO2和CH4，隨后CO2含量逐漸變低，CH4含量逐漸增大。在產(chǎn)氣穩(wěn)定階段，厭氧條件下產(chǎn)生的填埋氣體的成分為50%～70%的CH4和20%～40%的CO2，以及低含量的NH3、H2S和其他有機(jī)氣體。在某些情況下，填埋場(chǎng)局部地區(qū)存在好氧狀態(tài)，使填埋氣體中的甲烷濃度有所下降（40%～50%），N2濃度升高（10%～20%）。
城市污水污泥填埋氣體的典型組成見表2。
表2 城市污泥填埋氣體典型組成
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CH4易燃，在空氣中的爆炸臨界濃度是5%～15%。高濃度CH4也可成為窒息劑。CO2由于密度較大，因此會(huì)逐步向填埋場(chǎng)下部遷移，使填埋場(chǎng)地勢(shì)較低的區(qū)域CO2濃度較高，通過(guò)填埋場(chǎng)基礎(chǔ)薄弱的地方釋出，沿地層下移而與地下水接觸。
CO2較易溶于水，使水的pH值降低，硬度及礦物質(zhì)含量增加。
城市污水污泥填埋氣體各主要成份的物理性質(zhì)見表3。
表3 城市污泥填埋氣體物理性質(zhì)
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● 填埋氣體的導(dǎo)排
污泥衛(wèi)生填埋場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，而且密閉性越來(lái)越好，填埋氣體有可能大量產(chǎn)生并在場(chǎng)內(nèi)聚集，其結(jié)果將導(dǎo)致場(chǎng)內(nèi)氣體壓力升高，從而引起填埋氣體的遷移，這種無(wú)控制的遷移，不僅可造成大氣污染，而且可能造成重大火災(zāi)、爆炸事故。所以必須控制填埋氣體的自由轉(zhuǎn)移或擴(kuò)散，通常采取的方法有：阻止填埋氣體向非允許區(qū)域的遷移，輸導(dǎo)填埋氣體向指定方向排放；收集填埋氣體使其經(jīng)無(wú)害化處理后排放或利用。
、 滲瀝液的導(dǎo)排與處理
滲瀝液來(lái)源有：大氣降水、地表徑流、地下水、污泥中的水份、覆蓋材料中的水份、污泥中有機(jī)物降解所產(chǎn)生的水份。主要水質(zhì)指標(biāo)典型值為：
BOD5：500～11600 mg／L
CODCr：3000～55000 mg／L
Cl－： 2500～3200 mg／L
NH3－N：630～3500 mg／L
pH值： 5.5～8.7
滲瀝液濃度在填埋初期持續(xù)上升，大約半年后開始緩慢下降，15年～20年后可基本達(dá)到排放要求。滲瀝液產(chǎn)生量的理論計(jì)算公式為：L＝P＋W＋Q1＋Q2－E1－E2－Q3－H
式中：L－滲瀝液產(chǎn)生量，mm／d；
P－降水量，mm／d；
W－污泥中含有的水分，mm／d；
Q1－外部滲入水，mm／d；
Q2－外部地表流入水，mm／d；
Q3－填埋區(qū)地表流出水，mm／d；
E1－填埋區(qū)地表蒸發(fā)水，mm／d；
E2－填埋區(qū)植物葉面失去的水，mm／d；
H－場(chǎng)持水，mm／d。
目前在實(shí)際工程中，經(jīng)濟(jì)可靠的滲瀝液處理方法較少，一般處理方法有以厭氧－好氧處理為主的生物處理工藝、以氨吹脫和混凝為主的化學(xué)處理工藝、以膜法為主的物理處理工藝等，在干燥或半干燥地區(qū)可采用對(duì)滲瀝液做簡(jiǎn)單處理后回噴填埋物而實(shí)現(xiàn)零排放的方法。
（2）方案二：熱干化處置方案
污泥工業(yè)化處理技術(shù)—熱干化工藝，在發(fā)達(dá)國(guó)家的許多工程上已經(jīng)比較成熟，下面提出兩個(gè)較為先進(jìn)的熱干化技術(shù)如下：
● 渦輪薄層熱干化工藝
、 工藝過(guò)程
經(jīng)過(guò)機(jī)械脫水處理的污泥（干基15～35%）,通過(guò)螺桿上料器進(jìn)入一個(gè)臥式渦輪干燥處理器見右圖），處理器的襯套內(nèi)循環(huán)有溫度高達(dá)280～300℃的熱油，使反應(yīng)器的內(nèi)壁得到均勻有效的加熱；在進(jìn)料的同時(shí)，220～240℃的工藝空氣從同側(cè)進(jìn)入處理器；與圓柱形反應(yīng)器同軸的轉(zhuǎn)子上在不同位置上裝配有不同曲線的槳葉，含水污泥在順流的熱工藝空氣帶動(dòng)下，被高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子帶動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn)所形成的渦流在反應(yīng)器內(nèi)壁上形成一層物料薄層，該薄層以一定的速率從反應(yīng)器進(jìn)料一側(cè)向另一側(cè)螺旋移動(dòng)，從而完成接觸、反應(yīng)、干燥，滅菌，除臭和造粒；處理后固態(tài)物料、水蒸汽和其它氣態(tài)物質(zhì)等被渦流帶入氣旋分離器進(jìn)行氣固分離，固態(tài)物質(zhì)（即干燥后的污泥）被一個(gè)帶有冷水套的螺桿裝置冷卻并排出；氣態(tài)物質(zhì)（含蒸汽、揮發(fā)物質(zhì)、可燃?xì)怏w）進(jìn)入一個(gè)渦輪洗滌冷凝器，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)槳葉的高速旋轉(zhuǎn)將熱氣體（蒸汽和其它氣態(tài)物質(zhì)）與分段噴入的潔凈水進(jìn)行充分混合冷凝；冷凝后的氣體在一個(gè)氣液分離器內(nèi)進(jìn)行除濕分離，氣體被風(fēng)機(jī)吸出，其中大約3％的輕質(zhì)氣體被抽至熱能裝置（燃油鍋爐）作為能源燒掉，而大部分氣體經(jīng)過(guò)熱交換器的預(yù)熱后再次進(jìn)入循環(huán)，工藝空氣原則上是閉環(huán)。
工藝空氣的補(bǔ)充可以來(lái)自熱能裝置的燃燒尾氣，重油燃燒的煙氣中的微粒粉塵在污泥干燥造粒過(guò)程中被固化，最后經(jīng)過(guò)水洗，潔凈的工藝空氣可重新進(jìn)入循環(huán)或經(jīng)熱能裝置排放。
氣液分離器中沉降下來(lái)的水被收集起來(lái)再利用或排放，如果污泥產(chǎn)品的干燥度低，則沒(méi)有粉塵微粒進(jìn)入冷凝水系統(tǒng)；如果干燥度高，則可能在冷凝水中有微量的沉淀，這部分雜質(zhì)沉淀可利用本系統(tǒng)進(jìn)行處理；若污泥沒(méi)有其它化學(xué)沾染，無(wú)需處理即可排放江河；若有，則需經(jīng)過(guò)污水處理廠進(jìn)行簡(jiǎn)單處理才能排放。
供熱鍋爐采用重油、天然氣加熱，傳熱介質(zhì)為耐高溫油品。耐高溫的介質(zhì)熱油一是在渦輪干燥器的外套內(nèi)循環(huán)干燥污泥；二是作為熱源對(duì)工藝空氣進(jìn)行加熱。
② 技術(shù)特點(diǎn)
一步完成處理；最佳熱能利用效率；渦輪薄層技術(shù)反應(yīng)時(shí)間短；無(wú)需干泥返混；閉環(huán)工藝空氣；重金屬生成不溶或極難溶的無(wú)毒化合物；極高的工業(yè)安全可靠性；模塊化擴(kuò)展；順流工藝避免粉塵爆炸；全部自動(dòng)化；使用壽命在15年以上。
。3）方案三：污泥熱干化硬顆粒造粒工藝
① 工藝過(guò)程
污泥熱干化硬顆粒造粒工藝所采用的設(shè)備是一個(gè)間接的預(yù)混合立式多級(jí)轉(zhuǎn)盤造粒機(jī)，其工藝是干化和造粒一步完成的工藝，產(chǎn)出的顆粒干性成分90%。
污泥熱干化硬顆粒造粒機(jī)內(nèi)部是由一系列的水平放置的內(nèi)部有孔的圓盤組成，通過(guò)一個(gè)閉循環(huán)的熱油系統(tǒng)加熱。
帶有耙臂的圓盤的照片
該工藝的關(guān)鍵部件是一個(gè)污泥涂層機(jī)，也稱之為預(yù)混合機(jī)，位于造粒機(jī)的頂部。涂層機(jī)內(nèi)，再循環(huán)的干化后的小顆粒，在外層不斷涂覆機(jī)械脫水濕污泥薄層（見下圖）。已經(jīng)干化的物質(zhì)形成一個(gè)內(nèi)核，濕污泥不斷涂覆，從而形成顆粒。這個(gè)顆粒形成的過(guò)程十分重要，因?yàn)橥扛埠蟮念w粒外面是濕的而內(nèi)部卻是干的，送入造粒機(jī)后將會(huì)完全干化。
涂覆后的污泥顆粒直接進(jìn)入造粒機(jī)。它們被倒入造粒機(jī)上部的錐形分配器中，均勻的散在頂層圓盤顆粒上。一旦進(jìn)入直接干化系統(tǒng)，污泥由與中心轉(zhuǎn)軸相連的轉(zhuǎn)速為6rpm的耙臂耙著在上層圓盤上作圓周運(yùn)動(dòng)。污泥顆粒從內(nèi)逐漸被掃到圓盤的外沿，散落到第二層圓盤上。這里，污泥顆粒從外沿逐漸被掃到開口的中心區(qū)域，散落到第三層。就這樣，污泥顆粒從上一層圓盤運(yùn)送到下一層圓盤，直到造粒機(jī)底部。當(dāng)污泥在圓盤上移動(dòng)時(shí)，污泥因?yàn)榕c被加熱的表面接觸而干化。蒸發(fā)裝置如上圖。配器中，均勻的散在頂層圓盤顆粒上。一旦進(jìn)入直接干化系統(tǒng)，污泥因?yàn)榘冶郯抑勰囝w；旌、滾動(dòng)，污泥的蒸發(fā)效率很高，并可防止污泥過(guò)熱。另由于耙臂耙污泥的動(dòng)作柔和，不會(huì)產(chǎn)生灰塵。最后形成的是圓形的規(guī)則的顆粒，直徑通常是2～5毫米，干性成分90%。污泥的類型和循環(huán)次數(shù)直接影響顆粒大小。
干化污泥顆粒由造粒機(jī)底部的螺旋輸送機(jī)收集運(yùn)輸(見下圖)。再由斗式提升機(jī)送入分離漏斗。斗式提升機(jī)是密封操作的，由皮帶輸送機(jī)和不銹鋼料斗組成。
中間顆粒分離漏斗的作用是將循環(huán)顆粒與輸送出去的顆粒分離，保證有可用的循環(huán)顆粒。斗式提升機(jī)將顆粒送入分離漏斗的第一格。在這個(gè)格內(nèi)，循環(huán)使用的顆粒被分離出來(lái)，由螺旋輸送機(jī)送入涂層機(jī)中。當(dāng)?shù)谝桓駶M了以后，顆粒流入第二格，從那里送入顆粒冷卻器。每個(gè)污泥顆粒平均再循環(huán)5到7次，每次都有新的濕污泥層涂覆到輸入的顆粒核表面。顆粒逐漸長(zhǎng)大。流出的顆粒在流化床內(nèi)冷卻至40°C以下，用于流化的空氣經(jīng)袋式除塵器除塵。冷卻的過(guò)程避免了顆粒的自燃，防止從熱的顆粒的氣流中吸收濕氣，從而不會(huì)產(chǎn)生堵塞。
② 技術(shù)特點(diǎn)
嚴(yán)格的間接干化；安全防爆與防腐；造粒性能；節(jié)能；產(chǎn)品顆粒的干性成分可達(dá)95%，可達(dá)到了美國(guó)環(huán)保局EPA503標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的“A”級(jí)；對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生惡劣影響。
●工藝的比較選擇
上述兩種污泥熱干化工藝代表了目前國(guó)際上先進(jìn)的工藝技術(shù)水平，其共同的特點(diǎn)是在工藝設(shè)計(jì)中，無(wú)論是在干化靜力學(xué)、干化動(dòng)力學(xué)的基本原理應(yīng)用方面，還是在構(gòu)造型式及材料選用方面，均達(dá)到了合理、經(jīng)濟(jì)、緊湊，系統(tǒng)操作衛(wèi)生安全，而熱能的合理使用較好地解決了節(jié)能問(wèn)題，即考慮了工藝的有效性又采取適當(dāng)?shù)拇胧┍ＷC了系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行的可靠性，同時(shí)作為現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，又都具有高度自動(dòng)化、智能化的特點(diǎn)。
就目前掌握的技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料與信息內(nèi)容分析，我們認(rèn)為相比之下渦輪薄層熱干化工藝在工程投資和運(yùn)行費(fèi)用方面更具有優(yōu)勢(shì)。
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