作者：陈 鸣

摘要：通过城市污水处理厂污泥最终处置几种方法的列举分析、优缺点比较，推荐污泥干化焚烧方案，供工程方案选择参考。

关键词：污泥；处置方式；干化；焚烧

污水在处理的过程中会产生一定数量的有机污泥和垃圾，这些废弃物含水率高，有机物含量高，容易腐烂发臭，能否妥善处置这些废弃物，已成为城市污水处理厂提高技术水平和管理水平的重要因素。

1 几种污泥处置方式介绍

目前，国内外污泥最终处置方式主要有：填埋、综合利用、焚烧。污泥消化后经脱水再进行填埋是目前国内许多大型污水处理厂中常采取的方式，经过消化后的污泥有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，脱水后作填埋处置是一种比较经济的处理方式。由于消化装置工艺复杂、一次性投资大、运行操作难度大，实际运行经验表明往往难以达到预期的效果。况且脱水污泥含水率大大高于普通生活垃圾卫生填埋场所要求的30%含水率，因此需再经处理才能送生活垃圾填埋场填埋；或者设置专用的污泥填埋场，根据污泥的含水率及力学特性等因素进行专门填埋，但此法有占地较大、选址受限及存在二次污染隐患等问题需考虑。

污泥脱水后堆肥农用是目前国内一些污水处理厂正在进行研究和开发的课题，例如杭州市市政设施管理处与杭州市四堡污水处理厂早在90年代初就着手这方面的研究，污泥除了具有肥料价值外，还有作为“土壤改良剂”的作用。但由于污泥中可能含有一些致癌物质和重金属化合物，人、动物、植物长期接触后会造成慢性中毒，去除这些有害物质往往需要很高的成本，同时较高要求的检测也是必需的。目前普遍的问题是检测手段跟不上要求，处理成本无法和经济效益相平衡，化肥普遍应用造成销售市场难以开发等，这些使得此种处置方式尚未得到普遍的推广。
以焚烧为核心的处理方法是最彻底的处理方法，主要可分为两大类：一类是将脱水污泥直接送焚烧炉焚烧，另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。污泥焚烧要求污泥有较高的热值，因此污泥一般不进行消化处理。
第一类直接焚烧工艺可焚烧75%～80%含水率的污泥，为了保证污泥的稳定燃烧，并对污泥含水率的波动具有一定的适应性，一般都需掺入辅助燃料(煤或油)。普通的焚烧方法必需掺入大量的辅助燃料来稳定燃烧，且燃烧效率和热效率低。近年来，国外发展生产了污泥专用循环流化床焚烧炉，通过尽可能多地回收燃烧烟气中的显热，把辅助燃料的加量减至最低。该种焚烧炉具有燃烧效率高、燃料适应性广、燃料预处理系统简单等一系列优点，并且燃烧后灰渣易于实现综合利用。经过分析比较，如若采用直接焚烧工艺，则选用循环流化床焚烧工艺最为理想。此类设备由于技术要求较高，国内厂家对此尚无把握，因此目前只能选用国外设备。第二类干化焚烧联合工艺的关键在于干化。焚烧干化污泥的工艺则与燃用劣质煤工艺相近，比焚烧湿污泥工艺要简单得多。干化选用间接干化，温度较低，以防止污泥中有机质分解。干化方式很多，其中较成熟的方法有：苏尔寿法、多级减压蒸馏法、SEVAR法、桨叶式干燥法等。经过技术可靠性、操作安全性、占地面积、投资及处理成本等多方面比较，在脱水污泥含水率≤80%的情况下，干化所用蒸气完全来源于污泥自身，选用苏尔寿干化工艺是最为合理的。该法的特点是采用流化床干燥机，干化过程在流化床内进行，流化床底部布置蒸气盘管，空气从床底经过盘管加热后进入床身，热空气一方面使床身中的污泥处于流动化，另一方面也与污泥进行充分换热，蒸发其中的水分。蒸发出来的水分和空气一起被引入洗涤冷却塔内，经喷淋后，水分被去除，余下的干空气则循环使用。脱水污泥通过干化系统后污泥含水率降到5%，并形成小颗粒，然后通过螺旋输料机送入流化床焚烧炉内焚烧。焚烧系统设一台余热锅炉用于回收烟气中的显热能，并以此产生蒸气通过管道送至干化系统，作为干化用热源。干化装置目前国内尚未有成熟的设备，因此必须采用国外设备。而经干化后的污泥，含水率降为5%，其工作基础热值可达13800kJ/kg以上，与许多劣质煤种接近。国内在焚烧劣质煤方面的研究比较成熟，虽然尚无焚烧此类污泥的工程实绩，但根据该污泥的焚烧特性分析，国产的循环流化床设备可以适用。

2 七格污水厂的污泥处置推荐工艺

以杭州市七格污水处理厂为例，其处理规模近期为30 104m3/d，远期为90 104m3/d，处理对象为城市污水。近期30 104m3/d采用A/A/O工艺，产生的污泥包括初沉污泥和剩余污泥，产量为53.1t干泥/d，经脱水后污泥含水率达75%，污泥体积为212m3/d。考虑到扩建及富裕量因素，以处理污泥体积300m3/d为目标进行两种方法的综合比较计算，结果详见表1。

表１ 两种焚烧方法的综合比较

项目

直接焚烧工艺
（设备全进口）

干化焚烧联合工艺
（设备干化部分进口、焚烧部分国产）

可靠性

好

焚烧炉需专门设计

占地

小

大

能耗（kw)

750

860

投资（万元）

11466

7932

运行成本
（元/t干泥）

573

503

处理成本
（元/t干泥）

808

673

由表1可见，干化焚烧联合工艺较直接焚烧一次性投资少，处理成本低，建议采用干化焚烧联合工艺。工艺流程见图1。

污泥焚烧后的灰渣可直接填埋，也可进一步综合利用。据考察了解，日本在这方面做了大量的研究开发工作，制定了相应的检测标准，取得了成功的经验。干化污泥经800℃左右温度焚烧后的灰渣分几类处理：一是输送至1500℃左右的熔融炉熔化，产生的熔渣经不同的冷却方法形成粒径不同的结晶质与碎砾石状材料，用作混凝土制品、路基、路面的骨材及管道敷设填料；二是送至水泥厂作为水泥生产原料；三是送至砖瓦厂制作砖瓦；四是直接用作土质改良材料；五是直接用作工程建设回填土。