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造纸污泥脱水与污泥焚烧处理技术

污泥是一种特殊的垃圾, 它是污水处理后的副产品, 其成分极其复杂, 包括有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等。我国的污泥产量很大, 每年排放干污泥大约3 ×105 t , 并且以每年10 %左右的速度迅速增长 , 如果对污泥不及时进行处理, 就会造成严重的二次污染。我国十分重视环境问题, 把城市污水、污泥的综合治理工作纳入了国民经济和社会发展“十一五”计划纲要。在此情况下, 污泥的妥善处理将会具有更大的经济、环境意义。最初污泥的处理处置方式基本上采用填埋与海洋倾倒。这两种处理方法操作相对简单, 投资费用小, 但是会污染土壤、地下水以及海洋生态环境。随着时代的发展及环保要求, 目前人们比较热衷于污泥焚烧及土地化利用。污泥焚烧处理可以迅速和最大限度地实现减量化, 有毒污染物被氧化, 而且不必考虑病原菌的灭菌处理, 既解决了污泥的出路又充分利用了污泥中的能源。污泥焚烧对于我国这样一个污泥产量大、种类广泛的发展中国家来说, 是污泥处理的主要发展方向之一, 因此发展、完善污泥焚烧和能源利用的应用技术是迫在眉睫的重要任务。

污泥浓缩是指通过污泥增稠来降低污泥的含水率和减小污泥的体积, 减少后续构筑物或处理单元的压力。造纸废水处理过程中产生的污泥, 含水率很高, 一般为96 %~ 99 .8 %, 体积很大, 对污泥的处理、利用和运输造成很大的困难, 必须先进行浓缩,然后再进行后续处理。

为了有效地分离污泥中的水分, 有必要了解污泥中水分存在的状态。根据污泥中所含水分与污泥结合的情况, 污泥中所含的水分可分为自由水和结合水两大类。自由水为不直接与污泥结合也不受污泥颗粒影响的那部分水, 这部分水可过浓缩或机械脱水与污泥颗粒分离, 污泥中的大部分水是以这种形式存在的。对于结合水, 一般认为污泥中水分与固体颗粒存在四种结合状态:空隙水, 这是一部分被污泥颗粒包围起来的水分, 并没有与污泥颗粒直接结合, 空隙水一般占水分的70 %左右, 这部分水可以通过重力沉淀的方法进行分离;毛细水, 毛细水是在高度密集的细小污泥颗粒周围的水, 由于毛细管现象而形成的, 毛细水约占总水分的20 %左右,要想脱出毛细水, 必须施加离心力、负压力等, 以破坏毛细管表面张力和凝聚力的作用;表面吸附水:它是在污泥颗粒表面附着的水分, 其附着力比较强, 脱出比较困难, 要使胶体颗粒与水分离, 必须采用混凝方法, 通过胶体颗粒的相互絮凝, 排除附着在其表面的水分;内部水, 内部水是污泥颗粒内部结合的水分, 如生物污泥中细胞内部水分, 无机污泥中金属化合物所带的结晶水等, 这部分水是不能用机械方法分离的, 可以通过生物分解或热力方法除去。每个制浆造纸厂的制浆工艺、抄纸设备、产品类型以及企业技术管理水平都不尽相同, 导致处理造纸废水时产生的污泥种类十分广泛。不同污泥中水分的结合状态对污泥浓缩、脱水影响很大。例如:纤维含量较高和灰分含量较低的污泥, 含有较多的空隙水与毛细水, 因此最容易脱水;经过高效生物系统处理过的污泥, 由于其中含有较多的表面吸附水和生物细胞内部水, 浓缩、脱水最为困难。

因此充分了解污泥中水分的结合状态, 有助于污泥处理企业制定合理的处理工艺、选择适当的浓缩设备, 对企业提高污泥处理效率、减少生产资金投入, 都会起到积极的作用。