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污泥的石灰半干化、固化及杀菌

来源: 环保信息网切记！信息来至互联网，仅供参考2010-08-20 访问：次

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污泥石灰干化固化杀菌后的利用与处置

3.1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。

3.2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。

3.3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。

3.4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。

3.5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。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。

4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。