污泥處理的目標(biāo)是避免污泥中所含有機(jī)物、各種病原體及其他有害物質(zhì)形成二次污染源，導(dǎo)致環(huán)境污染、危害人類健康。
為確保污泥中的有毒有害物質(zhì)不會對人類及環(huán)境造成危害，發(fā)達(dá)國家采取了一系列污泥處置方法，主要包括填埋、農(nóng)用和焚燒，其中焚燒方式表現(xiàn)最為突出。污泥干化焚燒不僅可充分利用污泥中熱量，使污泥達(dá)到最大程度的減容，還能在焚燒過程中殺滅所有的病菌、病原體，同時使有毒、有害的有機(jī)殘余物被氧化分解，因此，通過干化焚燒處理污泥是較理想的方法。污泥干化焚燒在日本和歐美較為普遍。目前，國內(nèi)多個城市已經(jīng)開展了此類項(xiàng)目，取得了一定的效果，但同時也暴露出了很多問題。本文對污泥干化焚燒處理系統(tǒng)要點(diǎn)及設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行綜述與探討。
1污泥干化焚燒
城鎮(zhèn)化的發(fā)展使得人口與土地資源之間的矛盾逐漸凸現(xiàn)。以往污泥掩埋的處理方式，看似減少了污泥體積，但實(shí)質(zhì)上使污泥中的有毒物質(zhì)對土地造成了二次污染，也使掩埋污泥的土地不能再用于農(nóng)產(chǎn)品種植以及房屋建造等。污泥掩埋處理方式在一定程度上加劇了人口與土地資源的矛盾。
污泥的科學(xué)處理，起始于一些西方發(fā)達(dá)國家。之后，這些處理工藝逐漸被引入我國，例如污泥的干化焚燒。這種方式相對于掩埋處理法的優(yōu)勢比較明顯，主要表現(xiàn)在：①減少了污泥的占地面積；②焚燒能高溫分解掉污泥中一些不易降解的有機(jī)物；③焚燒后的灰含有機(jī)元素，可用于其他產(chǎn)品的制造，有利于資源的回收。因此，污泥的干化焚燒能在我國被廣泛應(yīng)用。雖然污泥干化焚燒具有顯著優(yōu)勢，但仍然存在一些弊端，比如在施工過程存在一定的危險性。為了預(yù)防工藝過程中危險事故的發(fā)生，應(yīng)注重施工工藝的每一個環(huán)節(jié)，并在施工時將必要的防護(hù)措施一并設(shè)計、安裝。為此，我國科研人員應(yīng)加緊對干化焚燒設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計，減少設(shè)備故障帶來的危險性。
2污泥干化焚燒工藝流程
污泥干化焚燒工藝流程主要為：濕污泥存儲系統(tǒng)→濕污泥輸送系統(tǒng)→污泥干化系統(tǒng)→干化污泥輸送系統(tǒng)→污泥焚燒系統(tǒng)→尾氣凈化系統(tǒng)→排放。
2.1污泥干化系統(tǒng)
污泥干化的加熱方式可以分為直接干化和間接干化。直接干化是將熱煙氣或熱空氣直接引入干化機(jī)，通過高溫蒸汽與濕污泥的接觸、對流進(jìn)行換熱。這種干化方式的特點(diǎn)是熱量利用率高，但是因?yàn)楸桓苫奈锪暇哂形廴疚镄再|(zhì)，進(jìn)而引申出廢氣排放問題。高溫氣體的進(jìn)入量是持續(xù)的，因此同等流量與污泥有過直接接觸的廢氣必須經(jīng)過特殊處理后方可排放。前些年，污泥干化曾采用轉(zhuǎn)鼓污泥干化機(jī)直接干化，其工藝主要發(fā)源于日本和德國。但是對于污泥處理量大的應(yīng)用場合，其安全性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性和設(shè)備龐大等問題不斷涌現(xiàn)，以至于德國等已經(jīng)基本不再采用轉(zhuǎn)鼓污泥干化機(jī)直接干化法。目前，主流的直接干化機(jī)主要有流化床干化機(jī)、回轉(zhuǎn)圓筒干化機(jī)、帶式干化機(jī)等。而間接干化是污泥和導(dǎo)熱介質(zhì)（這種介質(zhì)可能是蒸汽、導(dǎo)熱油或者熱空氣）通過蒸發(fā)受熱面進(jìn)行熱量傳遞，傳熱面和污泥間進(jìn)行翻轉(zhuǎn)或攪拌不斷更新加熱介面，通過充分與被加熱的受熱面接觸，使污泥所含的表面水分蒸發(fā)，同時使其與被干化的物料不直接接觸。間接干化的技術(shù)應(yīng)用較廣泛。目前，應(yīng)用較多的間接干化機(jī)主要有空心漿葉干化機(jī)、臥式轉(zhuǎn)盤式干化機(jī)、薄層干燥機(jī)、盤式干化機(jī)，如天津?yàn)I海環(huán)保公司濱海新區(qū)漢沽市政污泥干化處理廠所采取的間接干燥機(jī)即為薄層干燥機(jī)。
2.2污泥焚燒系統(tǒng)
污泥焚燒是利用焚燒爐在有氧條件下高溫氧化污泥中的有機(jī)物，使污泥完全礦化為少量灰燼的處置方式，該方法是污泥處理最為徹底的處理方法，在發(fā)達(dá)國家被普遍采用。20世紀(jì)60年代，污泥焚燒爐多為多膛式焚燒爐。由于輔助燃料成本逐漸增加、氣體排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，多膛焚燒爐逐漸失去競爭力，與此同時流化床焚燒爐由于拆裝維護(hù)方便，污泥焚燒處理效率高，空氣預(yù)熱效果好等優(yōu)點(diǎn)而廣受歡迎。國內(nèi)現(xiàn)已運(yùn)行的污泥焚燒爐多為流化床焚燒爐，其工作原理是燃料和物料在爐膛內(nèi)流化空氣的作用下呈流化狀態(tài)，燃料在流化狀態(tài)下燃燒。流化床焚燒爐具有很大的熱容量和良好的物料混合，對燃料的適應(yīng)性強(qiáng)，床內(nèi)強(qiáng)烈的湍流和物料循環(huán)，可增加燃燒的停留時間，因此燃料燃燒充分、徹底，燃燒效率高。污泥焚燒流化床通常為圓柱形反應(yīng)器，反應(yīng)器的下部設(shè)計成圓錐形，由帶噴嘴的底盤封閉。
2.3煙氣凈化
煙氣凈化是焚燒爐中氣體、煙塵進(jìn)入環(huán)境之前的最后一步，對于環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。煙氣凈化裝置除能對氣體煙塵進(jìn)行凈化處理，將氣體中有毒氣體或者其他對環(huán)境有害的煙塵進(jìn)行凈化之外，還兼具檢測功能，在氣體排空前，可對氣體進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測指標(biāo)符合大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，方可進(jìn)行排放。
3處理工藝設(shè)計要點(diǎn)分析
（1）污泥的運(yùn)輸。污泥的含水量一般為80%左右，有一定的運(yùn)輸難度。污泥的處理，要首先考慮污泥的狀態(tài)，有些污泥含水量低，呈粘稠結(jié)塊狀，便于運(yùn)輸；有些污泥含水量較高。則需綜合考慮并結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行運(yùn)輸。
（2）污泥干化過程中，如何保持干化設(shè)備的溫度。熱值不夠，則污泥干化效率不高。此外，還要考慮溫度的穩(wěn)定性。污泥中通常含有一些可燃?xì)怏w，在不穩(wěn)定的溫度條件下，可能會導(dǎo)致污泥干化工程中發(fā)生爆炸。因此，保持溫度的穩(wěn)定性及熱平衡至關(guān)重要，通�？稍诟苫O(shè)備中加入一些惰性物質(zhì)。
（3）污泥干化前，需考慮污泥的含砂量。含砂量高的污泥，可能會對干化設(shè)備造成一定程度的磨損，進(jìn)而縮短機(jī)器使用壽命。因此，干化前要對污泥進(jìn)行沉砂，并保證沉砂率符合工藝要求。
（4）污泥的性質(zhì)較特殊，在含水率達(dá)40%～60％范圍時，污泥流態(tài)特征會發(fā)生顯著變化，如突然變得黏稠，即通常所說的污泥黏滯區(qū)。黏稠的污泥給輸送帶來極大不便，因此，污泥干化過程中應(yīng)考慮避免污泥黏滯。
此外，熱能平衡對整個污泥焚燒系統(tǒng)也是至關(guān)重要的。污水廠污泥元素組成的細(xì)微變化、污泥含水率都會對熱能平衡產(chǎn)生影響。要找到這個熱能平衡點(diǎn)須對焚燒污泥的性質(zhì)做細(xì)致分析。當(dāng)污泥的低位熱值低于3350kJ/kg是無法靠自身燃燒的，須添加輔助燃料。污泥熱值與含固率均是影響焚燒系統(tǒng)熱能平衡的重要因素。含固率的降低可直接導(dǎo)致污泥量增大。以1t絕干污泥量計，當(dāng)含固率由25％降低到20％，含固率僅降低了5％，但濕污泥量卻增加了25％。這無疑將增加干燥機(jī)的負(fù)荷，影響整個系統(tǒng)熱量平衡。
隨著生活質(zhì)量的提高，工業(yè)的迅速發(fā)展，對環(huán)境的要求也越來越高。傳統(tǒng)掩埋的污泥處理方式已經(jīng)不能滿足環(huán)境保護(hù)的要求。污泥干化焚燒的處理方式具有焚燒徹底，資源可循環(huán)回收，對環(huán)境污染小等明顯優(yōu)勢，但是施工工藝流程中仍有許多缺點(diǎn)，如易產(chǎn)生粉塵爆炸，可燃?xì)怏w等，因此，仍需要對污泥的處理工藝進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化研究，進(jìn)一步防止對環(huán)境的二次污染。目前污泥給環(huán)境帶來的影響越來越大，污泥處理已經(jīng)迫在眉睫，采用干化焚燒工藝處理污泥，已經(jīng)逐漸被認(rèn)可。通過感化焚燒可實(shí)現(xiàn)污泥大規(guī)模的處理，可實(shí)現(xiàn)污泥的無害化、減量化、資源化，但其建設(shè)投資較高，系統(tǒng)較多且復(fù)雜，運(yùn)行難度較大。各地可結(jié)合本地的特點(diǎn)和污泥的特性綜合考慮污泥干化焚燒處理工藝。