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污泥烘干技術的應用與經濟效益

文檔作者：林滴文檔來源：博羅環境監測站		點擊數：	更新時間： 2024年09月03日
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2015年第1期(總第112期)
鈺；夏與芋釷
ENERGY AND ENERGY CONSERVATION 2015年1月
污泥烘干技術的應用與經濟效益
林滴
(博羅環境監測站，廣東惠州516100)
摘要： 敘述了污泥烘干技術的相關發展進程，分析了其應用于制陶粒、污泥制磚、生產肥料、燒制水泥、制生物質
燃料等相關應用，闡述了其針對性和適用性，最后提出了相對應的解決建議，以期市政污泥的再利用可以發揮其最大經
濟效益。
關鍵詞： 污泥烘干；應用；環保；經濟效益
中圖分類號：TSl33+．6 文獻標識碼：A 文章編號： 2095_0802一(2015)01—0114—02
AppUcation and Economic Benefits of Sludge Drying Technolo野
LIN Di
(BoIuo EnvironmentaI Monitoring Station，Huizhou 51 61 OO，Guangdong，China)
Abs幢act： Describes the relevant development pmcess of sludge drying technolog)r，analyzes i塢印plication in making ceramsite，
making bIicks wit}l sludge，producing fenilizers，firing cemenL making biomass fuels，etc．，explaines its releVance and印plicability，
粕d finally pmposes co丌esponding solving recommendations，hoping tllat the re-use of municipal sludge can ma】【imize i乜economic
benefits．
Key words： sludge drying； application； environmental pmtection； economic benefits
0引言
近些年，隨著城市化的不斷深入發展，城市污水
排放量愈來愈多，產生的污泥自然也就成為了影響市
民生活和環境建設的重要污染源。面對這一問題，一
方面有關部門不斷加大科研投入，努力尋找在減少環
境污染的同時，能夠變廢為寶，發揮污泥潛在經濟效
益的方法；另一方面也在積極引進國外先進技術和經
驗，不斷對比國外較為成熟的基于經濟性、節能型和
可操性的污泥處理技術。經過各方學者和工作人員多
年探索、實驗和試點，最終發現污泥烘干技術有著較
為明顯的比較優勢。
1城市污泥問題研究
污泥是污水處理的副產物，含有多種菌膠體、有
機物、無機物的一種復合產物，未經處理的污泥成分
復雜，除含有灰分外，還含有大量有機質、難降解的
有機物、多種微量元素、病原微生物和寄生蟲卵、重
金屬及鹽類等成分。因此，就污泥處理本身而言，由
收稿日期：2014—10—27
作者簡介：林滴，1975年生，男，廣東惠州人，1995年畢業
于廣東省環境保護技術學校監測專業，工程師。
·114·
于其過高的含水量導致其總體積龐大(儲存和運輸困
難)，由于其內部成分復雜導致處理的工序難度加大
(處理不當會造成二次污染)。
另外，資料顯示，截至2013年底，全國有超過
3 000座城市污水處理廠投入運營，處理能力達9 904
×10t刪，在建城鎮污水處理項目近2 000座，設計能
力約6 000×104刪。預計處理1×104 t污水會產生1．5
t干污泥，濕污泥含水率估計為80％，全國將產生濕污
泥近5 000×104 t。由此可見，雖然中國這幾年不斷
加大污水處理相關基礎設施建設，但另一角度也加劇
了污泥合理化應用問題研究的緊迫性【1】。
中國相關部門雖然已經對城市污泥處理引起重視，
目前也采取多重技術手段對濕污泥進行相關技術處理，
但是無論是傳統的土地填埋、投奔海洋和焚燒處理還是
新興的再利用處理方法，如堆肥、碳化、氧化都存在這
樣或那樣的缺點或不足。傳統丟棄式處理方式顯然已經
不適應環保需要，且其后續經濟成本過高，應該屬于被
淘汰的技術方案；新興的以減量化、穩定化、無害化、
資源化為目標的處理方式是適應時代發展趨勢的解決
辦法，但是這些新方法依然有不足和極大的改進空
間。當然，在對污泥處理處置方案的具體選定過程
中，應根據當地污泥的性質與數量；投資情況與運行
管理費用；環境保護要求及有關法律與法規；城市發
萬方數據
2015年第1期林滴：污泥烘干技術的應用與經濟效益2015年1月
展動態及污泥資源化利用等情況進行綜合考量【2]。
2污泥烘干技術相關探討
如何將這些城市廢棄物妥善處置，在保證無害環
保的情況下最大程度增加其背后的經濟價值呢?下面
將重點介紹一下較為流行的污泥烘干技術。
污泥烘干技術是利用熱蒸汽或熱能將含水率很高
的污泥干化，烘干后的晶體物質品質相對穩定，一般
呈顆粒或粉末狀，容積減量顯著，且無臭味。熱干化
法特點是：占地面積小，機械化程度高，可大幅度縮
減污泥的體積和重量，污泥性質穩定，不會腐敗發臭，
便于運輸和消納。但熱干法存在設備投資費用高、運
行、維護成本較高，安全系數低，操作復雜等缺點。
污泥烘干技術一般分為直接熱干燥技術和間接熱
干燥技術兩種。直接熱干燥技術是指熱介質直接接觸
污泥層，吸收其水分。此技術的烘干效率較高，但是
熱介質在烘干過程中受到污染需要進行無害化處理。
間接熱干燥技術是指熱介質不與污泥直接接觸而是通
過交換機傳遞熱量使污泥中的水分自行蒸發【3】。在這
一過程中避免了熱介質的污染及后續熱介質與污泥的
分離工序，但是缺點就是烘干效率較低。
傳統濃縮或脫水處理后的污泥含水率大概維持在
60％左右，此外還有一種常見方法就是采用機械脫水，
脫水后的泥餅含水率為75％左右，這些都無法達到嚴
格意義上的脫水標準，不利于后續的污泥深加工和再
利用【4】。因此，較高技術要求和處理成本，使得污泥
烘干技術一度在中國的推廣受阻，直到20世紀90年代
才得到迅速發展，但推廣成功案例相比之下依然比較少。
當然，污泥烘干技術國外的相關研究與應用經驗
比中國要豐富得多，在推廣過程中我們要謙虛學習，
借鑒國外已有的成功技術經驗。下面筆者就對國外的
相關研究作些介紹。首先在八十年代中期，穆勒等人
對污泥干燥性問題進行了相關研究，研究結果表明水
在污泥中有四種存在形式，分別是自由水、間隙水、
表面水和結合水。由于污泥中水分分布狀況和晶體物
質的差異性導致結晶物質的干燥屬性會有所不同。因
而設備直接用于污水處理的烘干效果并不理想，含水
率依然很高。此外，Idris等人在污泥熱干試驗中發現，
持續干燥過程與溫度升高一致，干燥時間較短時產生
污泥質量和熱量比較差。在這種背景下，需要針對具
體的污水情況制定不同的干燥方案(一般采取成分抽
樣建立數學模型方式)，然后進行相關設備的調試，
在最大程度上保證干化率圈。
3污泥烘干技術相關應用．
雖然城市污泥作為一種廢棄物多年來一直強調減
量化，但是不可否認的是，任何事物都有其兩面性，
如果處理方式得當，污泥依然可以變廢為寶。比如，污
泥中的植物養分含量較高可以作為農業或園藝肥料。
此外研究表明，干燥率達到90％DS的污泥其熱值約為
標煤的50％，因此也可以作為劣質燃料使用(或直接
做燃料熱回收利用)同。最后，成功進行烘干的粉狀
或顆粒狀結晶物也可以作為建筑材料利用。下面筆者
將對采取烘干技術后的污泥的環保利用進行詳細論述。
3．1制陶粒
用生物污泥替代部分粘土配料可以燒制出符合國
家標準的輕質陶粒。采用污泥配料燒制的陶粒，其燒
結溫度約1 200 cC。當然，根據不同生物污泥成分結
構的差異，具體燒制配方還要作出適當調整以達到最
終配比要求。
3．2污泥制磚
污泥制磚主要有兩種方法：
a)干化污泥直接制磚；
b)污泥灰渣制磚。在具體操作過程中，干化后的
污泥無機成分與制磚粘土的化學成分近似，因而可部
分替代粘土作為制磚原料。
3．3生產肥料
正如筆者前文所說，污泥中本身含有豐富的有機
質和植物生長所需要的N、P、K等多種微量元素，適
合作為土壤改良劑或復合肥。但是需要特別注意的
是，未經烘干技術和發酵技術處理的污泥不僅濕度大、
粘度大而且含有大量病原菌，不能直接用于肥料。
3．4燒制水泥
烘干后的污泥，其無機部分化學特性與生產水泥
的原材料基本一致，且在穩固性、膨脹密度、固化時
間等指標方面表現較好。作為替代原料，污泥要求干
化到含固率92％～95％以上，顆粒越細越好。
3．5制生物質燃料
正如筆者前文所說，干燥率達到90％Ds的污泥其
熱值約為標煤的50％，因此也可以作為劣質燃料使用
亦或直接做燃料熱回收利用。此外，采用直接和間接
烘干綜合處理的方法使污水含水率降到1％左右，生物
質燃料發熱量為1 180 000 J，kg～61 550 000 J瓜g，
即可用于焚燒設施和電廠的輔助燃料r7】。
4結語
污水熱烘干技術在中國有著廣闊的發展前景，有
關部門應該加大對這一技術的研發應用力度。一方
面，在保證無害環保的前提下提升烘干效率；另一方
面，加大對烘干后的污泥的再利用產業研發，努力提
升其商品價值和經濟效益。
(責任編輯：劉倩倩)

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