污泥環(huán)保處理：太陽能干化工藝

　　近年來，隨著我國城市發(fā)展和環(huán)境污染的加劇，城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)速度和規(guī)模也不斷加大。隨著大量污水處理廠投入運行，所產(chǎn)生的污泥處置問題迫在眉睫，已成為水處理行業(yè)同時也是社會環(huán)境所面臨的一個棘手的難題。為了降低污泥處置成本，必須首先對污泥進行脫水干化，減小體積，而在達到機械脫水的極限（50%～60%干物質(zhì)）后，只有使用熱干化技術(shù)才能進一步減小污泥的體積，而這就給太陽能污泥干化技術(shù)帶來了極大的空間和市場。
　　一、污泥干化處理的主要方法
　　污泥干化的目的是為了:（1）減小污泥體積，方便運輸和處理；（2）降低污泥運輸和最終處置成本；（3）改善污泥的外觀，使其達到衛(wèi)生穩(wěn)定化處理；（4）增加最終處置的可能性和便利性等。根據(jù)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。
　　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(shù)，結(jié)合當代自動化控制技術(shù)的發(fā)展，將其應(yīng)用于污泥處理領(lǐng)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。山東福航新能源環(huán)?？萍加邢薰窘陙碓谔柲芪勰喔苫夹g(shù)上傾注了大量的研究，同時結(jié)合國內(nèi)以及國際先進技術(shù)，由多位相關(guān)專業(yè)的專家一起，研究出了一套環(huán)保、經(jīng)濟、高效、穩(wěn)定的太陽能污泥干化解決方案。
　　二、太陽能污泥干化處理
　　1、工作原理和工藝流程
　　污泥在溫室內(nèi)主要存在有以下三種干化過程:①輻射干化，當溫室內(nèi)的污泥接受外部太陽光線有效輻射后溫度升高，使其內(nèi)部水分得以向周圍空氣加速蒸發(fā)，從而增加了污泥表面的空氣濕度，甚至于達到飽和；②通過自然循環(huán)或通風(fēng)，將溫室內(nèi)的濕空氣排出，使污泥表面的濕度由原先的飽和狀態(tài)進入非飽和狀態(tài)，從而促使污泥內(nèi)部水分進一步向周圍空氣蒸發(fā)。實驗證明，后者污泥干化過程中占據(jù)更重要的位置；③當污泥中的含水率減至近40%～60%時，污泥中有機物會在有氧的條件下進行發(fā)酵，從而可以觀察到污泥堆的內(nèi)部溫度的進一步升高，起到加速干化作用，同時也使污泥得到穩(wěn)定化處理。
　　為了進一步加速污泥中的水分（包括污泥中的自由水分和間隙水分）蒸發(fā)，一些溫室附屬設(shè)備如太陽干燥房也得到了相應(yīng)的開發(fā)和利用，其中包括:①大流量強制通風(fēng)系統(tǒng)并附加氣體收集和除臭裝置，滿足大面積溫室處理污泥的需要；②半自動化甚至全自動化的翻泥系統(tǒng)，使污泥得到經(jīng)常性的翻動并混合均一，從而不斷翻新蒸發(fā)面積，同時也起到供氧作用，避免污泥堆內(nèi)部出現(xiàn)局部厭氧而釋放惡臭氣體；③暖氣系統(tǒng)，用于減小溫室的設(shè)計面積，使其適應(yīng)在不同天氣和不同季節(jié)條件下干化作業(yè)的需求，縮短處理周期。我們公司設(shè)計的暖氣系統(tǒng)主要由太陽能空氣集熱器組成，輔以熱泵系統(tǒng)，可以滿足陰雨天氣的運行。太陽能熱泵干燥系統(tǒng)初期投入大，但是運行費用相當?shù)?，在所有干燥系統(tǒng)中是最節(jié)能，也是最環(huán)保的。
　　2、太陽污泥干化工藝設(shè)計
　　太陽能污泥干化一般的工藝設(shè)計參數(shù)包括:①需要處理的污泥總量；②進入溫室的初始含固率；③需要達到的含固率；④現(xiàn)場的氣候條件；⑤干化效果的季節(jié)性變化；⑥翻泥設(shè)備的類型和工作效率；⑦溫室的管理。
　　溫室尺寸的計算步驟主要有三步:①初始計算，通過核算一年需要蒸發(fā)的水量和光線總量來計算初始面積；②將一年的周期根據(jù)不同氣候變化劃分為幾個階段；③根據(jù)每個階段不同的污泥接收量和相應(yīng)氣候條件來核實干化處理效果，并對初始計算面積進行校正。實驗表明，影響溫室內(nèi)水分蒸發(fā)效率的主要因素有室外的太陽輻射、室外溫度以及空氣流通速度。
　　3、太陽能污泥干化特點
　　太陽能污泥干化與傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)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(shù)需耗電為800～1060kWh）；②處理后污泥體積減少可達3～5倍，實現(xiàn)穩(wěn)定化并仍保留其原有的農(nóng)業(yè)再利用價值（低溫干化）；③系統(tǒng)運行穩(wěn)定安全，溫度低，灰塵產(chǎn)生量小；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(diào)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。
　　4、太陽能污泥干化的運用
　　太陽能污泥干化處理是污泥處理工藝的一種創(chuàng)新方法，但它不是以污泥的最終處置為目的，而是通過太陽能干化處理，使干化后的污泥實現(xiàn)資源利用。此外，該工藝可以與不同的污泥處置途徑相結(jié)合，使其成為通往不同污泥處置途徑的一個中轉(zhuǎn)平臺，從而達到降低污泥處置費用，提高處置手段的靈活性。
　　三、實用的太陽能污泥干化處理工藝
　　市場上現(xiàn)有的不同工藝系統(tǒng)都基于以下相同的自然現(xiàn)象:
　?。?）表面干化:通過污泥的翻動來不停更新污泥的表面，使污泥表層水分蒸發(fā)，同時利用通風(fēng)系統(tǒng)將含濕氣體排出。
　?。?）好氧干化:利用翻泥系統(tǒng)對污泥進行通風(fēng)，使其在好氧條件下實現(xiàn)穩(wěn)定化處理，避免厭氧條件下不良氣味的產(chǎn)生。
　　但是，這些工藝使用的技術(shù)并不完全相同，主要體現(xiàn)在以下幾點:
　　（1）翻泥設(shè)備:①廊道式翻泥機，常用于堆肥場，自動化程度較高，無需現(xiàn)場操作人員；②機器人裝置，可實現(xiàn)全自動化操作控制，集污泥運輸和翻動功能為一體；③跨越式翻泥機，自動化程度較高的移動設(shè)備，適用于大面積操作；④由農(nóng)用拖拉機和翻泥機組成，需現(xiàn)場操作人員，適用大面積操作。
　?。?）通風(fēng)設(shè)備:①排風(fēng)機，可以將溫室的濕氣排除，引入外界的非飽和干空氣；②分層扇，可以溫室內(nèi)的空氣在垂直方向?qū)崿F(xiàn)均勻分布。
　?。?）溫室管理:①污泥的放置方式，有平攤方置和三角形堆放兩種方式；②在進泥方式上分為批次式和連續(xù)式。
　?。?）產(chǎn)生不良性氣味風(fēng)險的控制:①開放式，場地周圍的環(huán)境擴散性較好時，可以采用開放式，同時也要考慮污泥類型和大氣污染物的排放限制；②密閉式，溫室內(nèi)的濕氣將被排出和收集，并根據(jù)污泥類型，選擇適當?shù)臍馕短幚矸绞健?