污泥的石灰半干化、固化及杀菌

污泥的石灰半干化 固化及杀菌 2014 07 30 作者 User9124284691 浏览次数 191 摘要 摘要 本文介绍脱水污泥石灰处理的基本原理 污泥石灰干化 固化和杀菌在污泥处理处 置中的应用 介绍了污泥石灰干化 固化和杀菌的设备与工程应用 1 1 背景背景 随着我国污水处理厂的逐步增多与污水处理技术的发展 污水在处理过程中产生的污泥也 在逐步增多 目前 很多污水厂仍然将污泥随意外运 简单填埋或堆放 这些废弃物有机 物含量和含水率都很高 容易腐烂发臭 给环境造成了破坏 污泥处理处置有很多途径 如堆肥 焚烧等 本文介绍通过石灰实现污泥干化 固化及杀菌的原理与方法 2 2 污泥石灰干化固化杀菌的基本原理污泥石灰干化固化杀菌的基本原理 将污泥与细石灰均匀混合 石灰与污泥中所含的水分发生如下反应 1kgCaO 0 32kgH2O 1 32kgCa OH 2 1177kJ 根据这一反应 每投加 1 公斤的氧化钙有 0 32 的水被结合成为氢氧化钙 反应所生成的热 可蒸发约 0 5 公斤的水 生石灰与水反应生产氢氧化钙后 会继续与污泥中的其他物质发 生进一步的反应 如生成物氢氧化钙与 CO2 的反应 1 32kgCa OH 2 0 78kgCO2 1 78kgCaCO3 0 32kgH2O 2212kJ 这一反应会进一步增加固体物的总量 发热蒸发一部分水 进而增加处理后污泥的含固量 CaO 氢氧化钙还可以与定形硅酸 SiO2 或者氧化铝 Al2O3 发生反应 以上这些主要化 学反应产生如下效果 1 由于碱性物质 Ca OH 2 的作用致使污泥中的 pH 值增高 2 由于反应放热导致污泥温度升高 3 反应生成物中结合了游离水 同时由于放热反应 一部分游离的水被蒸发 最终结果是 1 进一步脱水 由含水率 80 85 脱水到 20 65 依生石灰投加量而定 2 杀菌 温度和 pH 的升高可以起到杀菌的作用 从而保证在利用或处置过程中的卫生 安全性 3 钝化重金属离子 投加一定量的氧化钙使污泥成碱性 可以结合污泥中的部分金属离 子形成无害的化合物达到钝化重金属离子的效果 4 改性 颗粒化 从而改善储存和运输条件 避免二次飞灰 渗滤液泄漏 5 半干化 固化 从而显著降低含水率 便于不同的再利用或者填埋 由于水分被蒸发 所以 虽然向系统添加了石灰 但最终结果系统的总量增加并不显著 3 3 污泥石灰干化固化杀菌后的利用与处置污泥石灰干化固化杀菌后的利用与处置 3 13 1 概述概述 图 1 汇总污泥石灰处理后的各种处置和利用途径 对于不同的处置和利用途径 简述如下 3 23 2 农业 绿化 林业和土地修复农业 绿化 林业和土地修复 对于重金属含量较低的污泥 石灰消毒后的污泥 也可同时混入一定量的结构性物质 如 秸杆 稻草 木屑等 用于农业 绿化 林业或土地修复 这一方法西欧 北美也有较 多应用 3 33 3 卫生填埋卫生填埋 污水处理厂中从压滤机污泥含水率大约是 80 左右 通常含有大量的微生物与细菌 且污 泥体积大且性质极不稳定 如直接用于卫生填埋是不符合要求的 遇到了潮湿及雨季污泥 极有可能发生大规模膨胀且产生大量有害渗漏液体严重污染环境 经过石灰固化处理后 污泥含水率可以降到 60 以下 生石灰与水的放热反应杀死了大部 分的微生物与细菌 钝化了大部分的重金属离子 处理以后的污泥呈颗粒状且性质极稳定 污泥体积规则也便于运输 节约大量中间成本 3 43 4 焚烧焚烧 污泥焚烧前进行二级石灰处理 可以使污泥含水率可以降到 60 以下 可以在石灰混合的 同时加入部分可燃性的生活垃圾增加燃烧热值 使待处理的污泥有较高的 电厂常规燃料 污泥 比值 节约大量的焚烧与运输成本 同时 污泥中含碱性钙 有益于烟气的脱硫处 理 3 53 5 污泥二级石灰处理应用于建材利用污泥二级石灰处理应用于建材利用 黏土资源的大量开采 已严重影响到农田生产与水土保护环境 因此 若能利用污泥中所 含的灰分替代黏土生产建筑材料 不仅变废为宝 解决污泥的污染问题 并为污泥资源合 理利用 还可缓解建材工业与农业争土的矛盾 经石灰干化处理后的污泥 脱除水分 稳 定化造粒后 可通过烧结制造成污泥砖 地砖 做混凝土的填料 代替部分水泥 或作为 水泥生产的原料的替代 4 4 关键技术与工艺关键技术与工艺 污泥石灰处理后的工艺关键是污泥与石灰的有效混合 如何实现低廉的运行成本 即低电 耗 低消耗 CaO 以及良好的污泥物理形态是混合技术的关键 传统的机械搅拌混合技术 无法满足这一要求 较为原始的处理装置是在蜗杆输送机中加入钙粉 物料主要只经过推送过程 所以混合不 均匀 耗钙粉多 混合不均匀 效果差 同时难以实现污泥性状的改善 污泥一般为粘稠 致密的物料 现代污泥混合设备采用机械驱动流化床工艺 通过犁形铲的翻抛作用将污泥 打散 并在疏松的状态下与氧化钙充分混合 图 2 为用于污泥混合的 Loedige 罗迪格机械 驱动流化床混合反应器的示意图 污泥石灰处理的工艺主要有以下几个部分组成 参见图 3 1 氧化钙计量投加系统 2 混合反应系统 3 污泥输送系统 在很多情况下也可以向污泥中混入多种物料 如当处理污泥后进行填埋时 可以污泥中添 加飞灰和少量水泥 达到节省成本和增加硬度 造粒的效果 5 5 工程应用工程应用 脱水污泥石灰在西欧和北美有很长的历史 是至今在污泥处理处置中仍然采用的一个方法 5 15 1 处理目的处理目的 系统设计和实施中为了适应污泥处理处置的灵活性 考虑了将来不同的应用模式 分别为 1 污泥石灰处理作为杀菌 然后农用 2 作为半干化用于异地焚烧 3 作为固化以便填埋 5 25 2 工艺工艺 工艺主要包括 1 向机械作用的流化床混合反应器中加入石灰 2 机械类型 Loedige 高效混合器 3 石灰 细生石灰 CaO 含量 90 4 混合器进口污泥含固率 约 23 5 混合器出口污泥含固率 可在 23 X 之间自由选择 6 污泥结构 可根据用途调整 5 35 3 处理装置处理装置 存放在料仓中的石灰由传送螺杆输送至中间储料罐 该储料罐与石灰计量加料装置配套 计量加料装置配置的中间料罐有两个功能 形成稳定的石灰料柱确保石灰持续输送入加料 装置内 系统一旦启动时立刻可以提供石灰 计量加料装置将石灰投加入 Loedige 罗迪格 污泥混合反应器 参见图 4 5 45 4 污泥的中间储存污泥的中间储存 鉴于污泥石灰后有一个进一步的反应过程 所以石灰处理后的污泥应再进行一定时间的堆 放 6 6 小结 小结 随着我国对城市污水处理力度的增加 污泥的产生已经成为一个急待解决的问题 对脱水 污泥进行石灰处理可以达到半干化 固化和杀菌的作用 在应用于农业 林业 卫生填埋 焚烧 建材利用等最终处置方式之前 有稳定处理效果 减