1、背景

隨著我國(guó)污水處理廠的逐步增多與污水處理技術(shù)的發(fā)展，污水在處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥也在逐步增多，目前，許多污水廠仍然將污泥隨意外運(yùn)，簡(jiǎn)單回填或堆滿，這些廢棄物有機(jī)物含量和含水率都很高，容易腐爛發(fā)臭，給環(huán)境造成了破壞。

污泥處理處理有許多途徑，如堆肥、燒毀等。本文介紹透過(guò)加鈣同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥干寧、切割及殺菌的原理與方法。

2 、污泥加鈣干寧切割殺菌的基本原理

將污泥與細(xì)石灰光滑混合，石灰與污泥中所含的水分出現(xiàn)如下反應(yīng)：

1kgcao+0.32kgh2o->1.32kgca(oh)2+1177kj

根據(jù)這一反應(yīng)，每投加1千克的氧化鈣有0.32的水被融合成為氫氧化鈣，反應(yīng)所生成的熱可冷卻約0.5千克的水。

生石灰與水反應(yīng)生產(chǎn)氫氧化鈣后，會(huì)繼續(xù)與污泥中的其他物質(zhì)出現(xiàn)更進(jìn)一步的反應(yīng)，如生成物氫氧化鈣與co2的反應(yīng)：

1.32kgca(oh)2+0.78kgco2=1.78kgcaco3+0.32kgh2o+2212kj

這一反應(yīng)會(huì)更進(jìn)一步減少固體物的總量、發(fā)熱冷卻一部分水，進(jìn)而減少處理后污泥的含固量。

cao、氫氧化鈣還能與定形硅酸（sio2）或者氧化鋁(al2o3)出現(xiàn)反應(yīng)。

以上這些主要化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生如下效果：

（1）因堿性物質(zhì)ca(oh)2的促進(jìn)作用致使污泥中的ph值增高，

（2）因反應(yīng)放熱導(dǎo)致污泥溫度增高，

（3）反應(yīng)生成物中融合了游離水，此外因放熱反應(yīng)，一部分游離的水被冷卻。

最后結(jié)果是：

（1）更進(jìn)一步水解，由含水率80%-85%水解到20%-65%（依生石灰投加量而定）

（2）殺菌，溫度和ph的增高能起到殺菌的促進(jìn)作用，進(jìn)而保證在利用或處理過(guò)程中的衛(wèi)生安全性；

（3）熔融重金屬離子，投加一定量的氧化鈣使污泥成堿性，能融合污泥中的部分金屬離子形成無(wú)害的化合物達(dá)至熔融重金屬離子的效果。

（4）改性、顆?；?，進(jìn)而改善儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件，避免二次飛灰、滲濾液泄漏；

（5）浸漬寧、切割，進(jìn)而顯著降低含水率，易于不同的再利用或者回填。

因水分被冷卻，所以，雖然向系統(tǒng)嵌入了石灰，但最后結(jié)果系統(tǒng)的總量減少并不顯著。

3、 污泥加鈣干寧切割殺菌后的利用與處理

3.1概述

圖1匯總污泥加鈣處理后的各種處理和利用途徑。對(duì)于不同的處理和利用途徑，簡(jiǎn)述如下。

3.2農(nóng)業(yè)、綠化、林業(yè)和土地復(fù)原

對(duì)于重金屬含量較高的污泥，加鈣消毒后的污泥（也可此外混進(jìn)一定量的結(jié)構(gòu)性物質(zhì)，如：秸桿、稻草、木屑等），用作農(nóng)業(yè)、綠化、林業(yè)或土地復(fù)原。這一方法西歐、北美也有較多應(yīng)用領(lǐng)域。

3.3衛(wèi)生回填

污水處理廠中從壓濾機(jī)污泥含水率大約是80%左右，通常含有大量的微生物與細(xì)菌，且污泥體積大且性質(zhì)極不平衡，如直接用作衛(wèi)生回填是不符合要求的，遇到了潮濕及雨季污泥極有可能出現(xiàn)大規(guī)模膨脹且產(chǎn)生大量有害滲漏液體嚴(yán)重污染環(huán)境。

歷經(jīng)加鈣切割處理后，污泥含水率能降至60%下列，生石灰與水的放熱反應(yīng)殺死了大部分的微生物與細(xì)菌，熔融了大部分的重金屬離子，處理以后的污泥呈顆粒狀且性質(zhì)極平衡，污泥體積規(guī)則也易于運(yùn)輸，節(jié)約大量尾端成本。

3.4燒毀

污泥燒毀前展開(kāi)二級(jí)加鈣處理，能使污泥含水率能降至60%下列，能在加鈣混合的此外重新加入部分可燃性的生活垃圾減少燃燒熱值，使待處理的污泥有較高的（電廠常規(guī)燃料/污泥）比值，節(jié)約大量的燒毀與運(yùn)輸成本。此外，污泥中含堿性鈣，有益于煙氣的脫硫處理。

3.5污泥二級(jí)加鈣處理應(yīng)用領(lǐng)域作建材利用

黏土資源的大量開(kāi)采，已嚴(yán)重影響到農(nóng)田生產(chǎn)與水土保護(hù)環(huán)境。因此，若能利用污泥中所含的灰分替代黏土生產(chǎn)建筑材料，不僅變廢為寶，解決污泥的污染問(wèn)題，并為污泥資源合理利用，還可緩解建材工業(yè)與農(nóng)業(yè)爭(zhēng)土的矛盾。經(jīng)加鈣干寧處理后的污泥，脫除水分，平衡化造粒后，可透過(guò)燒結(jié)制造成污泥磚、地磚、做混凝土的填料，代替部分水泥；或做為水泥生產(chǎn)的原料的替代。

4 、關(guān)鍵技術(shù)與工藝

污泥加鈣處理后的工藝關(guān)鍵是污泥與石灰的有效混合，如何同時(shí)實(shí)現(xiàn)低廉的運(yùn)行成本（即低電耗、低消耗cao）以及良好的污泥物理形態(tài)是混合技術(shù)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌混合技術(shù)無(wú)法滿足這一要求。

較為原始的處理裝置是在蝸桿運(yùn)送機(jī)中重新加入鈣粉，物料主要只歷經(jīng)推送過(guò)程，所以混合不光滑（耗鈣粉多、混合不光滑，效果差）此外難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥性狀的改善。

污泥一般為粘稠、致密的物料，現(xiàn)代污泥混合設(shè)備采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)流化床工藝，透過(guò)犁形鏟的翻拋促進(jìn)作用將污泥打散，并在疏松的狀態(tài)下與氧化鈣充分混合。

圖2為用作污泥混合的loedige羅迪格機(jī)械驅(qū)動(dòng)流化床混合反應(yīng)器的示意圖。

（1）氧化鈣計(jì)量投加系統(tǒng)，

（2）混合反應(yīng)系統(tǒng)

（3）污泥運(yùn)送系統(tǒng)

在許多情況下也能向污泥中混進(jìn)多種物料，如當(dāng)處理污泥后展開(kāi)回填時(shí)，能污泥中嵌入飛灰和少量水泥，達(dá)至節(jié)省成本和減少硬度、造粒的效果。

5 、工程應(yīng)用領(lǐng)域

水解污泥加鈣在西歐和北美有很長(zhǎng)的歷史，是至今在污泥處理處理中仍然采用的一種方法，如美國(guó)華盛頓污水處理廠每天1000多噸（2005年數(shù)據(jù)）的污泥歷經(jīng)加鈣消毒后用作農(nóng)業(yè)、林業(yè)和土地復(fù)原。下列介紹德國(guó)一種污泥加鈣定向處理的實(shí)例。

5.1處理目的

系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施中為了適應(yīng)污泥處理處理的靈活性，考慮了將來(lái)不同的應(yīng)用領(lǐng)域模式，分別為

（1）污泥加鈣處理做為殺菌，然后農(nóng)用

（2）做為浸漬寧用作異地?zé)龤?/p>

（3）做為切割以便回填

5.2工藝

工藝主要包括：

（1）向機(jī)械促進(jìn)作用的流化床混合反應(yīng)器中重新加入石灰

（2）機(jī)械類型：loedige高效率混合器

（3）石灰：細(xì)生石灰，cao含量>90％

（4）混合器進(jìn)口污泥含固率：約23％

（5）混合器出口污泥含固率：可在23－x％之間自由選擇

（6）污泥結(jié)構(gòu)：可根據(jù)用途調(diào)整

5.3處理裝置

存放在料倉(cāng)中的石灰由傳送螺桿運(yùn)送至尾端儲(chǔ)料罐，該儲(chǔ)料罐與石灰計(jì)量皮德蓋裝置配套。計(jì)量皮德蓋裝置配置的尾端料罐有兩個(gè)功能：形成平衡的石灰料柱確保石灰持續(xù)運(yùn)送入皮德蓋裝置內(nèi)，系統(tǒng)一旦啟動(dòng)時(shí)立刻能提供石灰。

5.4污泥的尾端儲(chǔ)存

鑒于污泥加鈣后有一種更進(jìn)一步的反應(yīng)過(guò)程，所以加鈣處理后的污泥應(yīng)再展開(kāi)一定時(shí)間的堆滿。

 表1：加鈣處理后污泥溫度、ph值及含固量變化

6、小結(jié)

隨著我國(guó)對(duì)城市污水處理力度的減少，污泥的產(chǎn)生已經(jīng)成為一種急待解決的問(wèn)題。對(duì)水解污泥展開(kāi)加鈣處理能達(dá)至浸漬寧、切割和殺菌的促進(jìn)作用。在應(yīng)用領(lǐng)域作農(nóng)業(yè)、林業(yè)、衛(wèi)生回填、燒毀、建材利用等最后處理方式之前，有平衡處理效果、減少環(huán)境污染、減少處理成本等效果，是污泥處理中一種有效的處理方法。

污泥加鈣處理的關(guān)鍵在于高效率、低能耗的混合反應(yīng)。透過(guò)合理的工藝組合及優(yōu)化，能在很少量的氧化鈣消耗下同時(shí)實(shí)現(xiàn)污泥消毒殺菌及污泥改性，易于儲(chǔ)存與運(yùn)輸，透過(guò)適當(dāng)減少加鈣量，能靈活的同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種處理和利用途徑的預(yù)處理，達(dá)至浸漬寧和切割的效果。