因地制宜 做好污泥規(guī)范化處置工作 德州市污泥處置太陽能干化工藝
發(fā)布時間：2015年11月08日隨著城市化進程的不斷加快，城市污水處理率逐年提高，城市污水處理廠的污泥產量也急劇增加，污泥處理問題日漸突出。城市污泥是污水處理中不可避免的副產品，具有產量大、高含水率、高致病菌、高物理穩(wěn)定性和重金屬集聚的特征。污泥問題若得不到有效解決，勢必會帶來很大的污染隱患。因此對污泥的有效處理處置是一個亟待解決的大問題。
“十二五”期間，德州市以海河迎查為契機，加大對污泥處置項目的建設，全市共建設污泥處置中心11座，成為全國首個整建制實現(xiàn)污泥無害化處置的地級市，日處理能力達到600噸。其中使用太陽能干化工藝的污泥處置項目共有7座，日處理能力達到510噸，占全市總處置能力的85%。
一、污泥處置的主要途徑
污泥常見的處置方法有5種：
（一）填埋
填埋即直接將污泥埋在地下，操作較為簡單、費用低，經過消化后的污泥有機物含量減少、性能相對穩(wěn)定、總體積減小。但污泥填埋場占地面積較大，選址不易，滲瀝液難處理，很可能會造成二次污染，影響地下水質。
（二）制肥利用
制肥利用的實質是利用污泥中的好氧微生物菌對污泥中的多種有機物進行氧化分解，轉化為植物容易吸收的類腐殖質。但近年來人們對污泥肥料農用的標準提高，加之其使用不便和肥效差等原因，污泥用作農業(yè)肥料已難以為繼。
（三）干化
污泥干化技術是指利用熱來破壞污泥的膠凝結構，并對污泥進行消毒滅菌。干化溫度高達95℃以上，除有效殺滅病原菌外，還能使污泥容積顯著降低，并將臭味消除。但也存在能耗高、設備復雜、投資及運行費用高等問題。
（四）焚燒
污泥焚燒是利用高溫氧化燃燒反應，在過量空氣的條件下，使污泥的全部有機質、病原體等物質在850~1100℃下氧化、熱解并被徹底破壞。其優(yōu)點是占地小、處理快速、處理量大、減量明顯，缺點是工藝復雜，一次性投資大；操作管理復雜，能耗高，運行管理費高，焚燒過程易產生二惡英等有害氣體。
（五）建材
污泥還可以用來做建筑材料，如制磚或陶粒等，污泥焚燒灰制磚是將污泥加熱到1300-1500℃，使其中的有機物燃燒，回收利用其中的焚燒殘留物質。研制出的優(yōu)質人造空心磚與傳統(tǒng)的粘土實心磚相比，具有輕質、高強度、保溫隔熱、抗震等功能。
二、污泥干化處理的主要方法
為了降低污泥處置成本，首先要對污泥進行脫水干化，減小體積，在達到機械脫水的極限（50%～60%干物質）后，只有使用熱干化技術才能進一步減小污泥的體積。
污泥干化有諸多好處，一是能減小污泥體積，方便運輸和處理；二是能降低污泥運輸和最終處置成本；三是能改善污泥的外觀，使其達到衛(wèi)生穩(wěn)定化處理；四是能增加最終處置的可能性和便利性。根據污泥干化所用的能源不同，目前主要運用的干化模式有傳統(tǒng)熱能污泥干化和太陽能污泥干化兩種。
傳統(tǒng)熱能污泥干化是指利用污泥熱干化集成設備對污泥實現(xiàn)干化處理，耗能高，投資大，運行風險高。
太陽能污泥干化是指利用太陽能為主要能源對污泥進行干化處理。該工藝借助傳統(tǒng)溫室干燥技術，結合當代自動化控制技術的發(fā)展，將其應用于污泥處理領域，主要目的是利用太陽能這種清潔能源作為污泥干化的主要能量來源。
三、太陽能干化工藝介紹
（一）工藝流程
污水廠內產生的剩余污泥和化學污泥進入污泥濃縮池通過重力濃縮后，進入均質池均質泥質；然后進入有調理劑加入的污泥調理池，通過高壓隔膜板框壓濾機脫水，將含水率降至60%以下。脫水后由傳送帶輸送到污泥料倉經輸送機均勻布料到太陽能干化車間的翻拋機料倉內，陰雨或冬天太陽強度弱時，水源熱泵同時向太陽能溫室補充熱量。污泥干化過程中，污泥翻拋機的推板逐漸把干的污泥推向一側，最終推到邊上的室內干料收集皮帶，經室外干料收集皮帶輸送到污泥料倉，然后經傾斜輸送機輸送到污泥運輸車外運。
（二）太陽能污泥干化優(yōu)缺點
太陽能污泥干化與傳統(tǒng)的熱干化技術相比，其優(yōu)點主要在于:①能耗小，運行管理費用低（在無附加除臭系統(tǒng)的條件下，蒸發(fā)1t水耗電量僅為25～30kWh，而傳統(tǒng)的熱干化技術需耗電為800～1060kWh）；②處理后污泥體積減少可達3～5倍；③系統(tǒng)運行穩(wěn)定安全，溫度低，灰塵產生量��；④操作維護簡單、使用壽命長；⑤系統(tǒng)透明程度高，環(huán)境協(xié)調性好；⑥可同時解決污泥存儲的需要；⑦利用可再生能源太陽能作為主要能源來源，滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。⑧系統(tǒng)自動化程度高、操作維護簡單、使用壽命長；⑨整個處理過程始終為低溫狀態(tài)，不產生二惡英等有害氣體；⑩綜合利用新能源，實現(xiàn)全天候連續(xù)作業(yè)，便于產業(yè)化運營。
與傳統(tǒng)污泥干化工藝相比，太陽能污泥干化更加節(jié)能、環(huán)保，可實現(xiàn)對污泥的無害化、減量化、資源化及穩(wěn)定化處理，其利用太陽能和中水源熱泵為主要熱源，結合全自動遠程控制技術，實現(xiàn)對污泥的高效干化處理，在利用清潔、免費的太陽能作為污泥干化主要能量來源，使運行成本降低的同時不會對環(huán)境造成二次污染。
當然，任何一種工藝都存在其無法突破的弊端。太陽能污泥干化系統(tǒng)的缺點主要有：①占地面積較大，需要有足夠可利用的場地空間；②處理效果受天氣和季節(jié)性條件約束；③需要在密閉空氣條件下運行作業(yè)；④大多數(shù)情況下，需要設置除臭設備。
四、德州市廣泛采用污泥處置太陽能干化工藝的緣由
污泥處置太陽能干化工藝在德州市能夠得到廣泛采用，除太陽能干化工藝自身優(yōu)勢外，還有以下幾點原因：
（一）產業(yè)特點
德州市有“中國太陽城”之稱，擁有太陽能相關企業(yè)120余家，掌握最先進的太陽能工藝，擁有多個壓濾機制造企業(yè)，能為該工藝的應用提供壓濾技術支持，同時擁有提供污泥處置太陽能干化工藝成套設備的企業(yè)。
（二）氣候特點
德州市基本氣候特點是季風影響顯著，春季干旱多風，夏季炎熱多雨，秋季涼爽多晴天，冬季寒冷少雪多干燥。光照資源豐富，日照時數(shù)長，光照強度大。充足的日照為太陽能技術的發(fā)展提供了條件。
（三）地域特點
德州市地處黃河沖積平原，地勢平坦，土地資源豐富，能滿足污泥處置項目的占地要求，因此有能力促成項目落地、建設。
五、德州市污泥處置太陽能干化工藝的運用
德州市近年來大力興建污泥處置項目，廣泛應用太陽能干化工藝，運行狀態(tài)良好，現(xiàn)從以下幾方面介紹全市污泥處置太陽能干化工藝項目情況：
（一）污泥太陽能干化工藝處置項目基本情況
1、德州市污水處理廠污泥集中處置中心。該項目是國家“十二五”海河流域水污染防治規(guī)劃內項目，占地50畝，投資7000萬元，設計規(guī)模為日處理含水率80%的市政污泥200噸。污泥集中處置中心可對中心城區(qū)8座污水處理廠產生的剩余污泥全部進行集中處置，年處置剩余污泥可達70000余噸。該項目創(chuàng)新應用了熱能回收系統(tǒng)，在對太陽能溫室室內空氣除濕的同時將水分蒸發(fā)吸收的汽化熱回收，并通過熱泵技術轉化為高溫熱能，重新用于污泥干化。
2、山東臨邑太陽能污泥干化處理處置項目。該項目投資550萬元，規(guī)模為10噸/日，采用太陽能+地源熱泵干化處理工藝，位于臨邑縣污水處理廠廠內，項目于2013年底完工投入運行，在過去運行的兩年多時間里，污泥處置能力等各項技術指標均達到項目設計目標。
3、樂陵市污水處理廠污泥處置工程。該項目投資1902萬元，規(guī)模為40噸/日，采用高壓板框壓濾+太陽能干化處理工藝，位于樂陵市污水處理廠內東南角空置用地,主要處理樂陵市污水處理廠和樂陵市西部新城污水處理廠產生的脫水污泥。
4、武城縣利民污水處理廠污泥處置工程。該項目投資799萬元，規(guī)模為20噸/日，采用高壓板框壓濾+太陽能干化處理工藝，工程位于武城縣利民污水處理廠廠內，總占地3300平方米。
5、寧津縣污泥廠外處置工程。該項目投資700萬元，規(guī)模為20噸/日，建設地點位于寧津縣污水處理廠西南側，占地5畝，采用北京華利嘉公司的污泥處置項目技術方案并由該公司承建。
6、夏津縣污泥處置工程。該項目投資1197萬元，規(guī)模為20噸/日，建設地點位于夏津縣污水處理廠廠內，采用太陽能+污水源熱泵輔助干化處理工藝，運行費用在110元/噸左右。
7、禹城市福航廢棄物處理有限公司。該項目投資5401萬元，建設規(guī)模為200噸/日，建設地點位于禹城市第二污水處理廠南側。項目采用山東福航新能源環(huán)�？萍加邢薰咎峁┑某商孜勰嗵幹锰柲芨苫O備。
（二）處置工藝
德州市污泥處置項目多采用太陽能太陽能干化工藝與其他處置工藝相結合的模式，主要有以下幾種：
1、機械壓榨+太陽能干化+廢水源熱泵干化處理工藝。德州市污水處理廠污泥集中處置中心、樂陵市污水處理廠污泥處置工程、武城縣利民污水處理廠污泥處置工程共3座污泥處置項目采用此工藝。
該工藝的優(yōu)勢主要有：一是與傳統(tǒng)污泥干化工藝相比，增加了機械壓榨脫水工藝段，通過機械壓榨使污泥含水率從80%降低到65%以下，使三分之二的水分通過機械脫水的方式得到去除，從而大幅度降低了污泥處置能耗。二是采用太陽能對污泥進一步干化，利用太陽能直接輻射和太陽能熱水器生產熱水供熱兩種方式提供干化熱能；三是陰雨或冬天太陽強度弱時，水源熱泵同時向太陽能溫室補充熱量。通過這些措施，大大降低了污泥干化的能耗，與傳統(tǒng)熱干化工藝相比，節(jié)能可達70%，節(jié)約運行成本50%。
不足之處：大多數(shù)情況下，需要設置除臭設備。除臭能力有待提升。
2、太陽能+廢水源熱泵干化處理工藝。山東臨邑太陽能污泥干化處理處置項目、寧津縣污泥廠外處置工程、夏津縣污泥處置工程、禹城市福航廢棄物處理有限公司共4座污泥處置項目主要采用此項工藝。
該工藝的優(yōu)勢主要有：采用先進的自動控制設備，實現(xiàn)污泥泵送、自動布料、自動翻拌、自動收料。系統(tǒng)自動采集工藝數(shù)據，調整工藝參數(shù)，從而實現(xiàn)污泥干化�？朔巳斯ち罆裎勰鄤趧訌姸却�、效率低并且對操作工人健康危害大的不足，克服了其它方式耗能大、運營成本高的不足，節(jié)約了占用面積，實現(xiàn)無害化、減量化、穩(wěn)定化處理。
不足：未在污泥晾曬前使用高壓板框壓濾進行初步脫水，增加了晾曬時間，污泥干化處置循環(huán)能力較低，晾曬量相同情況下增加了晾曬面積。
（二）運行管理模式
德州市各污泥處置項目主要有以下幾種運行管理模式：
1、BOT模式。禹城市污泥處置項目采用BOT模式，由福航廢棄物處理有限公司進行運行管理。
該模式優(yōu)勢：解決政府資金壓力，減輕財政負擔，采用了先進的管理技術和運行經驗。
缺點：在特許期內，政府失去了對項目所有權、經營權的控制，需支付的運行費用較高。
2、自管模式。德州市污水處理廠污泥集中處置中心、樂陵市污水處理廠污泥處置工程、武城縣利民污水處理廠污泥處置工程、山東臨邑太陽能污泥干化處理處置項目、寧津縣污泥廠外處置工程均采用政府直接管理的模式。
該模式優(yōu)勢：運行費用較低，加強了政府對項目的管理。
缺點：管理人員專業(yè)程度較低，運行效率和管理水平較低。
3、代管模式。夏津縣污泥處置項目采用代管模式，夏津縣污泥處置由夏津縣污水處理廠代為運行，實際管理權仍歸夏津縣住建局。
（三）運行費用來源
德州市污泥處置項目污泥處理費用每噸為100元左右。運行費用來源主要有以下幾種方式：
1、政府支付。德州市7座太陽能干化工藝污泥處置項目運行費用均為政府資金支付，資金來源一部分為污水處理費收入，一部分為本級財政資金。
2、熱電廠支付。禹城市福航廢棄物處理有限公司運行費用一部分為政府支付，一部分為向熱電廠供應干污泥作為燃料而獲取的費用。
（四）最終處置方式
干化后的污泥主要有以下幾種處置方式：
1、焚燒。德州市污水處理廠污泥集中處置中心、樂陵市污水處理廠污泥處置工程、寧津縣污泥處置工程、夏津縣污泥處置工程、禹城市福航廢棄物處理有限公司采用此種處置方式。
2、填埋。山東臨邑太陽能污泥干化處理處置項目采用此種處置方式。
3、建材輔料。樂陵市污水處理廠污泥處置工程、武城縣利民污水處理廠污泥處置工程、禹城市福航廢棄物處理有限公司采用此種處置方式。
