城市污泥干燥研究進(jìn)展

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1、丘錦榮等：城市污泥干燥研究進(jìn)展671城市污泥干燥研究進(jìn)展丘錦榮，吳啟堂*，衛(wèi)澤斌，周勉華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州510642摘要：隨著城市污水處理廠不斷增加，城市污泥的產(chǎn)量也大幅度增長。減量化是城市污泥資源化的首要步驟，而干燥是城市污泥減量化最有效的方法之一。本文簡述了城市污泥的干燥特性及各種干燥方法，并對各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，得出利用太陽能和通過種植植物對污泥進(jìn)行干燥是較為經(jīng)濟(jì)可行的污泥干燥方法。在提倡可持續(xù)發(fā)展理念及能源危機(jī)不斷惡化的情況下，這兩種方法在污泥干燥方面的應(yīng)用將具有廣泛前景。關(guān)鍵詞：城市污泥；干燥；脫水中圖分類號：X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

2、文章編號：1672-2175（2007）02-0667-05丘錦榮等：城市污泥干燥研究進(jìn)展671近年來，污泥產(chǎn)量增長趨勢明顯。目前，我國年廢水排放總量超過400×108t，每年排放干污泥約為550×104～600×104t，且不斷增加[1]。一方面是因?yàn)槲鬯芫W(wǎng)的服務(wù)人口不斷增加，另一方面是因?yàn)樗|(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格[2]。污泥是一種高水分的多孔介質(zhì)物質(zhì)，未經(jīng)處理的污泥含水率高達(dá)95%以上。因其含水量高，體積大，污泥的處理因不同的目的而采用不同的處理方法[3]。傳統(tǒng)的污泥處理與處置技術(shù)系統(tǒng)為：污泥→濃縮→穩(wěn)定→脫水，脫水之后的污泥通常采用農(nóng)用、填埋或焚燒的處置方法

3、。在這幾種技術(shù)系統(tǒng)中，農(nóng)用或因濃縮污泥含水率太高(一般為92%～96%)，造成運(yùn)輸困難、運(yùn)輸量大，或因脫水泥餅分散困難需借助機(jī)械設(shè)備支持田間操作，使該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在較多的困難；填埋則因脫水泥餅含水率較高(一般為70%～85%)，土力學(xué)性質(zhì)差，需混入大量泥土，從而導(dǎo)致土地的容積利用系數(shù)明顯降低；脫水泥餅直接焚燒，也因其含固率低不能達(dá)到維持過程自行運(yùn)作所需的能值，需加入輔助燃料，使處理成本明顯增加，難以承受。綜合分析上述污泥處理與處置技術(shù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中所遇到的困難，不難看出污泥的含水率是關(guān)鍵的影響因素。因此，降低污泥含水率是解決目前在污泥處理所遇到的許多問題的

4、關(guān)鍵。污泥的干燥是污泥進(jìn)行資源化（農(nóng)用、焚燒等）的前提。目前，污泥的干燥技術(shù)已經(jīng)等到較為深入的研究，很多技術(shù)已經(jīng)得到推廣及應(yīng)用。本文在分析污泥含水特性的基礎(chǔ)上論述了污泥干燥技術(shù)的各種方法，為污泥的更有效的資源化處理利用提供參考。1城市污泥含水特性分析1.1城市污泥體積和含水率的關(guān)系污泥的含水率一般都很大，相對密度接近1。主要取決于污泥中固體的種類及其顆粒大小。通常，固體顆粒越細(xì)小，其含有機(jī)物越多，污泥的含水率越高。污泥的含水率或固體含量與污泥體積密切相關(guān)，污泥經(jīng)過消化或脫水處理的前后，其污泥體積、固體含量及含水率之間的關(guān)系可按照下式簡易換算[4]：V２=V１(10

5、0-P１)/(100-P２)式中，V2、P2分別表示處理后污泥總體積（cm3）和含水率（％）。根據(jù)上述公式，污泥含水率稍有降低，其總體積就會顯著減少。例如，污泥含水率從95％降至90％時求污泥體積的改變。解：由式V２=V１(100-P１)/(100-P２)得：V2=(100-95)/100-90)V1=1/2V1可見污泥體積減少一半。所以降低污泥中含水率具有十分重要的意義。1.2污泥水分存在形式及其干燥的可行性20世紀(jì)80年代，Mülle[5]等人對污泥的干燥特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)其與晶體物質(zhì)的干燥特性有很大的差異。他們認(rèn)為，水分在污泥中有4種存在形式：間隙水分、毛

6、細(xì)管結(jié)合水分、表面吸附水分以及結(jié)合（內(nèi)部）水分，分別反映了水分與污泥固體顆粒結(jié)合的情況。間隙水：被大小污泥塊包圍著的間隙水，并不與固體直接結(jié)合，作用力弱，因而很容易分離。這部分水是污泥濃縮的主要對象。間隙水約占污泥水分總量的70％。丘錦榮等：城市污泥干燥研究進(jìn)展671毛細(xì)管結(jié)合水：污泥中的各類毛細(xì)管結(jié)合水約占污泥中水分總量的20％。由于毛細(xì)現(xiàn)象形成的毛細(xì)管結(jié)合水受到液體凝聚力和液固表面附著力作用，要分離出毛細(xì)管結(jié)合水需要有較高的機(jī)械作用力和能量，可以用與毛細(xì)水表面張力相反的作用力，例如離心力、負(fù)壓抽真空、電滲力或熱滲力等，常用離心機(jī)、真空過濾機(jī)或高壓壓濾機(jī)來去除這

7、部分水、表面吸附水：污泥常處于膠體狀態(tài)，膠體顆粒很小，比表面積大，所以表面張力作用吸附水分較多。表面吸附水的去除較難，不能用普通的濃縮或脫水方法去除。通常要用混凝方法加入電解質(zhì)混凝劑，以達(dá)到凝結(jié)作用而易于使污泥固體與水分分離。內(nèi)部水：一部分污泥水被包圍在微生物的細(xì)胞膜中形成內(nèi)部結(jié)合水。內(nèi)部水和固體結(jié)合得很緊，要去除它必須破壞細(xì)胞膜。用機(jī)械方法使不能脫除的，但可用生物作用（好氧堆肥化、厭氧堆肥化等）使細(xì)胞進(jìn)行生化分解，或采用其他方法破壞細(xì)胞膜，使內(nèi)部水變成外部液體從而進(jìn)行去除。表面吸附水和內(nèi)部水約占污泥中水分的10％，都可以采用人工加熱干化熱處理或焚燒法去除。2污泥

8、的濃縮及脫