潘依依 高長新

摘要：污泥干化是污泥耦合燃煤發(fā)電前道工序，本文對污泥干化過程中產(chǎn)生的冷凝水水質(zhì)影響因素進行分析，并提出相應(yīng)污染防治措施。

關(guān)鍵詞：市政污泥;干化;冷凝廢水;污染防治措施

中圖分類號：X703 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）06-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.030

Abstract：Sludge drying is front process of sludge coupled coal co-firing power generation. According to the analysis of influence factors of condensate from sludge drying，we raise the corresponding prevention technologies.

Keywords：Municipal sludge;Drying;Condensate; Prevention technologies

根據(jù)《關(guān)于開展燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電技改試點工作的通知》（國能發(fā)電力〔2017〕75號），市政污泥耦合燃煤發(fā)電是污泥處置趨勢。為了減少污泥摻燒對鍋爐設(shè)備及工藝影響，污泥進入鍋爐前須進行干化保證含水率低于40%。污泥現(xiàn)狀采用較多的為圓盤干燥技術(shù)，采用圓盤帶動旋轉(zhuǎn)推進，利用飽和蒸汽間接加熱方式對污泥烘干，干化過程中產(chǎn)生的廢氣進入換熱器冷卻使溫度降低，將水蒸氣冷凝形成冷凝廢水，對污泥干化過程中產(chǎn)生的冷凝水水質(zhì)影響因素進行分析，并提出相應(yīng)污染防治措施。

1 廢水污染物

污泥干化過程中主要廢水污染物為污泥干化冷凝廢水，該水質(zhì)較為復(fù)雜，主要為COD、BOD5和NH3-N等。污泥冷凝水的水質(zhì)與污泥的處理方法、污水處理廠進水水質(zhì)等諸多因素有關(guān)，不同污水處理廠產(chǎn)生的污泥，冷凝水水質(zhì)差異較大[1]。

1.1 來水水質(zhì)對冷凝廢水水質(zhì)影響

城鎮(zhèn)污水處理廠接納廢水較為廣泛，主要為生活污水，少部分工業(yè)廢水經(jīng)處理納管標(biāo)準(zhǔn)后進入城鎮(zhèn)污水處理廠，由于區(qū)域工業(yè)類型不同導(dǎo)致城鎮(zhèn)污泥性質(zhì)相差較大，使得污泥干化冷凝廢水水質(zhì)相差較大。研究發(fā)現(xiàn)，污泥經(jīng)干化冷凝廢水COD低則幾百毫克每升[2]，高則上萬毫克每升[3]。相比造紙污泥，城市污泥干化冷凝液的COD值明顯高于造紙污泥，這與城市污泥干化冷凝液有更高的銨濃度和硫濃度相關(guān)[4]。在污泥干化過程中，重金屬主要累積在污泥中，因此污泥干化過程中揮發(fā)量很小，則干化冷凝廢水中重金屬含量很微小[5]。

1.2 污泥干化參數(shù)對冷凝廢水水質(zhì)影響

1.2.1 干燥溫度對廢水水質(zhì)影響

干化溫度越高，污泥中有機物等可燃性物質(zhì)越可能在干化過程中被帶走，造成干污泥熱值降低，不利于后續(xù)污泥耦合摻燒，研究表明，當(dāng)干化溫度低于155℃時幾乎無有機物分解，200℃約5%有機物分解，干化溫度達到300℃時，剩余干污泥熱值僅為100℃的一半，當(dāng)溫度大于300℃時，污泥熱值已無法順利測定[5]。眾多研究表明，污泥干化溫度越高，干化過程中污染物排放濃度越高[5]。在180℃、220℃和260℃中，pH呈現(xiàn)弱酸性，隨著溫度的增加，COD和氨氮濃度逐漸增加，在180℃和220℃冷凝液中有機物主要為醇類物質(zhì)，在260℃，其主要有機組分為醛類 [6]。溫度對污泥干化有促進作用，隨著溫度的升高，恒速階段干燥速率增加，脫除水分減少，從能耗、剩余污泥燃燒熱值和冷凝液處理難易角度，污泥干化最佳階段宜在145～185℃下恒速階段進行[7]。

1.2.2 干燥機轉(zhuǎn)速、加料機轉(zhuǎn)速和蒸汽壓力對廢水水質(zhì)影響

干燥機和加料機轉(zhuǎn)速與污泥干燥量呈現(xiàn)正相關(guān)，加料機轉(zhuǎn)速對污泥干燥量的影響最大，其實是干燥機轉(zhuǎn)速，蒸汽壓力影響不大;污泥冷凝水樣中COD和NH3-N濃度隨著干燥機轉(zhuǎn)速的增加而下降，當(dāng)轉(zhuǎn)速提升至6r/min時，下降趨勢趨于平緩[8]。

2 廢水污染防治措施

2.1 依托處置

市政污泥干化的冷凝廢水與發(fā)電廠水質(zhì)相差較大，一般無法直接將該類廢水與電廠廢水一同處置。若電廠距離城鎮(zhèn)污水處理廠距離較近，通過專管進入城鎮(zhèn)污水處理廠，依托調(diào)節(jié)池將冷凝廢水均質(zhì)后進入城鎮(zhèn)污水處理廠處理系統(tǒng)。研究發(fā)現(xiàn)在污水處理廠正常運行狀況下，冷凝污水原水不會對城鎮(zhèn)污水處理廠造成明顯影響[3]。依托該專管可進一步實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠中水回用至電廠。一方面減少城鎮(zhèn)污水處理廠尾水排放對環(huán)境影響，另一方面減少電廠新鮮水用量，實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理廠和電廠間“雙贏”。

2.2 單獨處置

污泥干化冷凝水主要由污泥干化冷凝蒸汽冷卻形成，污泥干化蒸汽除了粉塵外還有有機物，該廢水為高有機廢水。一方面可通過對冷凝蒸汽預(yù)處理減輕冷凝廢水末端處理負荷，另一方面通過末端處理保證冷凝廢水達標(biāo)排放。

2.3 預(yù)處理

研究發(fā)現(xiàn)，缺乏后置除塵系統(tǒng)的流化床干化系統(tǒng)冷凝水中 COD 負荷高達7000mg/L，因此熱干化系統(tǒng)設(shè)置除塵裝置是不可缺少的[9]。經(jīng)除塵后對蒸汽進行冷凝使得廢水水質(zhì)濃度相對低。

為了減少冷凝蒸汽中有機物負荷，可采用活性炭吸附法進行處理。將污泥干化蒸汽進入添加活性炭的玻璃管中，為防止蒸汽在玻璃管中冷凝成液體，在玻璃管外壁纏繞伴熱帶，廢水蒸汽經(jīng)活性炭吸附后進入冷凝管冷凝，研究證明應(yīng)用活性炭吸附處理蒸汽狀態(tài)下的廢水的處理效果相較于直接將活性炭投到廢水中處理效果更好，副產(chǎn)物活性炭用量更小，且整個過程中無污泥產(chǎn)生[10]。

2.4 末端處理

冷凝水可生化性較好，但是炭氮比例失調(diào)，根據(jù)B/C比例可考慮處理工藝。由于冷凝水中氨氮和總氮的濃度較高，若直接用好氧活性污泥法對冷凝水進行處理，會嚴重影響微生物生長，對出水水質(zhì)造成不良影響。因此在污水處理系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)優(yōu)先去除氨氮和總氮，考慮采用A/O、氧化溝和生物膜法進行處理，在處理過程中投加炭源保障微生物正常生長[1]。另外冷凝廢水特點為溫度偏高，pH較低，在進入生化系統(tǒng)前應(yīng)進行冷卻水質(zhì)及pH調(diào)節(jié)，避免引起生化系統(tǒng)中污泥崩潰。污泥冷凝水中宏量元素（P和S等）和微量元素（Mn和Zn等）含量非常低，難以滿足微生物新陳代謝的正常生長，在該類廢水處理時應(yīng)考慮相關(guān)營養(yǎng)元素的補充或生活污水配比，確保良好的生化系統(tǒng)正常運行。冷凝廢水中揮發(fā)酚濃度雖然較低，但毒性較大，在生物處理中應(yīng)注意該類污染物影響[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，污泥干化過程中冷凝廢水水質(zhì)由于處理水質(zhì)來源及干化參數(shù)不同相差較大，從環(huán)境經(jīng)濟效益最大化的前提下，根據(jù)水質(zhì)不同選取合理的廢水處理方式使得廢水實現(xiàn)達標(biāo)排放。

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收稿日期：2019-01-20

作者簡介：潘依依（1986-），女，漢族，碩士研究生，中級工程師，研究方向為環(huán)境咨詢。