太阳能污泥处理工艺及工程实例分析

太阳能污泥处理工艺及工程实例分析
近几年来，国家从政策和财力上积极支持，以保护环境，防止污染，促进国民经济和生态环境的可持续发展为目的，对城镇污水处理厂产生的污泥提出了的处理及利用新要求。

标签：污泥处理干化及利用
目前的污水处理基本是把污水中的污染物浓缩、转移到污泥中的过程。

污水处理过程中产生的剩余污泥具有含水率高、易腐烂、有恶臭、含有大量寄生虫卵与病原微生物，并往往含有重金属。

一般只作为固体废弃物稍作处理便弃置，大量未经处理的污泥没有正常出路。

我国的城市污水处理厂污泥很多都是找地方自然堆放或填埋，对污染环境和地下水源造成污染、占用宝贵土地资源等不良后果。

2污泥处理工艺、实例介绍及分析
嘉峪关市位于甘肃省西北部，河西走廊中部，属温带大陆性荒漠气候，年均气温在6.7℃—7.7℃之间，年日照3000.2小时。

该地区太阳能资源丰富，属于太阳辐射一类区，是中国太阳总辐射能量最多的地方之一。

嘉峪关市污水处理厂污泥干化处理规模为30吨/d；结合嘉峪关市当地实际情况，对三种方案进行对比，如下：
根据以上论述，确定近期结合嘉峪关市人造林工程，采用污泥干化后作为绿化造林肥料处理的方案（即土地利用）。

2.1工程工艺方案确定
目前污泥土地利用主要模式有：自然干化、传统人工污泥干化和太阳能污泥干化。

经过比较，嘉峪关市干旱少雨，太阳能资源丰富，太阳辐射强烈，是中国太阳总辐射能量最多的地方之一，因此非常适合利用太阳能污泥干化技术。

太阳能污泥干化是指利用太阳能为主要能源对污泥进行干化处理。

其工作原理如下：①辐射干化②通过自然循环或通风，将温室内的湿空气排向周围空气并蒸发；③当污泥中的含水率降低，污泥中有机物在有氧的条件下发酵，污泥堆的内部温度的进一步升高，起到加速干化作用。

工作流程如下：
太阳能污泥干化与传统的热干化技术相比，其优势在于：①能耗小，运行管理费用低（在无附加除臭系统的条件下，蒸发1 t水耗电量仅为25～30kWh，而传统的热干化技术需耗电为800～1060kWh）；②系统运行稳定安全，温度低，灰尘产生量小；③利用可再生能源太阳能作为主要能源来源，满足可持续发展的需求；④工艺简单，建设周期短。

2.2工艺流程
太阳能污泥干化工艺一个周期分为以下几个阶段：
2.2.1进泥段
在一个周期开始时进泥（80%含水率），由卡车运入干化场。

2.2.2干燥段
启动控制开关，干化过程自动进行，污泥含固率达到要求时，系统控制干化过程结束。

2.2.3排泥段
干化后干化场内污泥高度只有几厘米，整个过程通过微处理器控制，实现完全机械化，人工劳动强度小。

干化后干污泥的质量低于原污泥的10%，大多情况下气味可以和泥土的气味相比，最终干泥由铲车排出干化室。

2.2.4渗滤液处理
由于进入干化室内的湿污泥初期含水率较高（约80%左右），在运行周期开始阶段会有部分污泥渗滤液产生。

及时排除此部分渗滤液，可减小处理周期，降低运行成本。

2.2.5污泥最终处置
经过干化处理后的污泥含水率降低到40%以下，其性质类似于土质，污泥臭味基本消失，体积和质量大大减少，每天约6～8吨左右，由污水厂卡车外运用于植树熟土。

2.3污泥干化需热量及面积确定
2.3.1一千克水干化需热量
相当于将一千克水由室温加热成100℃的水蒸气需耗费的热能：
（4～10月）室温20℃时：[80（显热）+619（潜热）]*1*4.18= 2921.82 KJ.KG
（11～3月）室温0℃时：[100（显热）+619（潜热）]*1*4.18= 3005.42 KJ.KG
（1焦耳=0.24卡）
2.3.2日处理总泥量需热量
每天污泥处理量为30吨，含固率从20%处理到60%，相当于每天需要蒸发掉水分为20吨，则总需热量为：
（4～10月）室温20℃时：2921.82*20 = 58436.4 MJ
（11～3月）室温0℃时：3005.42*20 = 60108.4 MJ
2.3.3 干化场全年月均每平米得热量
污泥干化棚材质透光率可达80%以上（新板），考虑产品老化系数、粉层及内部框架遮光系数，系统总的透光效率取70%，详细计算如表2。

2.3.4干化场逐月干化面积
根据每月温度不同，可以计算出太阳辐射的热量及干化所需面积，如下表：
2.3.5干化场最终面积确定
根据上表逐月需要面积，取平均值，计算得出干化场需要面积为5448.0844㎡，根据干化场建设实际可利用面积，取整后面积为5400㎡。

2.4主要组成
太阳能干化技术的主要组成部分由干化室、翻泥机等组成。

其中干化室顶板和侧壁是由透光性、隔热性能好的材料构成，地板经防渗处理，类似于温室的作用，结构简单。

2.4.1阳光板
主要技术参数：①板材厚度8mm中空板②传热系数 3.3W/m2.c③透光率>80%（新板）④人工气候老化试验4000小时，黄化度为2，透光率降低0.6%
2.4.2翻泥机—电子“鼹鼠”
主要参数：①干化场的主控器根据干化场地的构造配置来启动“电子鼹鼠”，工作时间每天1-30次，每次20-60分钟②功率为2.5KW；
2.4.3除臭设备
污泥在干化过程中，会产生氨、硫化氢、硫醇等刺激性臭味，对生产厂区和附近环境造成污染。

因此，必须采取切实可行的办法，对污泥干化过程中产生的异味进行净化处理，一般采用生物过滤除臭设备和技术，解决污泥干化过程中产生的异味气体。

①除臭系统组成：生物过滤除臭系统由气体收集单元、生物洗涤增湿前处理单元、生物过滤单元、排放单元和自动控制单元。

部温度降低，进泥时间一般设在温度较低的早上8点至9点之间，有条件的话还可更早或采用晚上进泥。

每个干化分室连续两天进泥后不再进泥，自动化控制直至污泥干化结束，也可根据实际情况进行人工控制及适当调整。

干化后运出干泥约1小时。

3结束语
一种有效的污泥处置方法，应当兼顾到环境生态效益，社会效益和经济效益，应当根据实际情况采用不同的处理方法，尽量资源化道路，减少对环境的影响，避免形成二次污染。

参考文献
[1] 崔玉川.城市污水厂处理设施设计计算[M]；化学工业出版社，2011.6.
[2] 高颖.利用太阳能进行市政污泥干化处理和生物能源回收[Z]；技术与产品；2010.4.。