水热技术在污泥减量化和资源化中的应用.pdfVIP

Technology Application 技术与应用 水热技术在污泥减量化和 资源化中的应用 文 / 万晓　张妍　张超（北京健坤伟华新能源科技有限公司） 乔玮　夏洲　王伟（清华大学废弃物资源化与新能源技术研发中心） 污泥是污水处理过程中产生 低 ；好氧堆肥 时，空气很难与 放，是降低污泥处理难度的根本 的二次污染物，其中含有高密度 污泥充分接触，难以腐熟；热干 途径。 的有机物和丰富的氮磷等营养物 化 （蒸发干燥）时，高粘度导致 质，以及重金属、盐类、致病菌 传热传质困难，设备复杂 （见图 二、利用水热技术改变污泥 和寄生虫等有害成分，由于污泥 2 ）。 结构和性质 处理处置不当而引起的环境问题 因此 ，改变污泥 的微观结 水热技术是在密封的压力容 已不容忽视。 构，破坏菌胶团胶体体系，使其 器中，以水为溶剂，在高温高压 中的水分和各种污染物得 以释 的条件下进行化学反应的各种技 一、胶体结构造成污泥处理 困难 污泥是一种组成异常复杂的 胶体混合物。在电子显微镜下观 察可以发现，污泥中的水分与固 体悬浮物一起被微生物细胞包裹 形成菌胶团 （见图1）。 菌胶 团的特殊结构造成污 泥 的粘度很高，常温下含水率 90%污泥的动力学粘度可以达到 100,000mPa·s ，而水的动力学粘 图1　污泥的微观结构（左:电子显微镜下呈现的胶体状态， 度仅为1mPa·s 。在这种胶体体系 　　　　　　　　　　　右：复杂的菌胶团结构） 中，水分与固体颗粒以及微生物 细胞的结合力很高，常规的脱水 方式很难有效脱出污泥中的水。 依附在固体颗粒和微生物细胞中 的各种污染物，也因为菌胶团胶 体体系的束缚，很难采用常规手 段加以处理或利用。 表现在实际工程中，机械脱 水很难使污泥含水率降低到80% 以下；厌氧消化处理污泥时，有 机物 的转化时间长 ，转化效率 图2　污泥性质与处理处置瓶颈 水工业市场 年第 期 2010 8 55 技术与应用 Technology Application 图3　污泥水热改性原理 图4 水热改性后污泥的微观结构 图5　水热处理前后污泥固液分离性能比较 变低、电离常数增大，离子积变 高 。利用水 的这些性质变化 ， 无须添加药剂即可对污泥进行改 性。 研究证 明，反应器 内温度 达到170 ～190 ℃，压力1MPa