污水處理廠羅茨風(fēng)機(jī)噪聲的綜合治理

1、污水處理廠羅茨風(fēng)機(jī)噪聲的綜合治理山東省某污水處理廠全套引進(jìn)國外技術(shù)與設(shè)備，采用射流曝氣活性污泥法處理工藝。送風(fēng)選用羅茨風(fēng)機(jī)，型號為 RV73.5L2G,德國制造。主要技術(shù)參數(shù)：風(fēng)壓73kPa，風(fēng)量112mi/min，轉(zhuǎn)速960r/min，配套電機(jī)功率183kW風(fēng)機(jī)房共安裝了 9臺羅茨風(fēng)機(jī)，目前正常生產(chǎn)只開2臺，將來二期工程投產(chǎn)后需開4臺。雖然工程設(shè)計時已采取了對羅茨風(fēng)機(jī)加隔聲罩等噪聲控制措施，但運(yùn)行后鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)噪聲污染仍然十分嚴(yán)重。風(fēng)機(jī)房內(nèi)噪聲平均值達(dá) 118.8dB(A);曝氣池靠近送風(fēng)道處的噪聲達(dá)111.6dB(A)；風(fēng)機(jī)房相鄰西廠界噪聲達(dá)75.5dB(A)，超過所在區(qū)域廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)值(

2、夜間)30.5dB(A)。1羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩的改進(jìn)設(shè)計羅茨風(fēng)機(jī)是一種強(qiáng)噪聲的機(jī)電產(chǎn)品，其噪聲主要包括進(jìn)氣口和排氣口輻射的空氣動力性噪聲、機(jī)殼及軸承輻射的機(jī)械性噪聲、基礎(chǔ)振動輻射的噪聲、電動機(jī)噪聲。在原工程設(shè)計中已采取了一定的噪聲控制措施，主要有：給每一臺羅茨風(fēng)機(jī)加隔聲罩，罩外壁材料為玻璃鋼，內(nèi)壁材料為穿孔鋼板，中間填玻璃棉。羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口加消聲器、空氣濾清器，它們橫臥于罩內(nèi)。風(fēng)機(jī)所需空氣通過一根直徑420mm玻璃鋼管由室外引入隔聲罩內(nèi)，室外進(jìn)氣口加有玻璃鋼材料制作的阻性消聲器，見圖1。j.羅跌鳳執(zhí) 簽雄動機(jī) 氣進(jìn)吒口辭苗妙4.乩匯襯借 &原址鳳口辯聲霍1.迤壓管8+排氣n帝聲眸 蟲 新進(jìn)

3、風(fēng)n梢丙器10.迪鳳悄崗瞬II.排賈財 12.禮樂口泊聲髓圖1羅茨風(fēng)機(jī)隔聲萃的改溢羅茨風(fēng)機(jī)加隔聲罩可有效降低其機(jī)殼及軸承輻射的機(jī)械性噪聲、電動機(jī)噪聲；進(jìn)氣口加消聲器可有效降低進(jìn)氣口輻射的空氣動力性噪聲。為了解決機(jī)器散熱，利用羅茨風(fēng)機(jī)工作時罩內(nèi)形成的負(fù)壓吸入外界空氣冷卻，這種降溫方法從技術(shù)上也是合理的。水廠投入運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)隔聲罩門不能關(guān)閉，否則跳閘，羅茨風(fēng)機(jī)不能正常工作。在隔聲罩門打開的情況下，隔聲罩已基本無降噪作用。分析失敗的原因有三方面： 氣流組織不合理。原設(shè)計中隔聲罩進(jìn)氣口和羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口均位于隔聲罩內(nèi)上部，氣流形成短路，位于隔聲罩下部的電動機(jī)等部件得不到有效冷卻。 隔聲罩進(jìn)氣口截面積較小，

4、進(jìn)氣阻力較大，增加了羅茨風(fēng)機(jī)負(fù)荷。 隔聲罩為了保證有效隔聲，除密閉性好外，還使用了較厚的玻璃棉材料。它既是吸聲材料，也是保溫材料，因此隔聲罩散熱能力很差。本工程中的鼓風(fēng)機(jī)是間歇工作，在非工作時間，罩內(nèi)不形成負(fù)壓，罩外空氣不能進(jìn)入罩內(nèi)起散熱作用，鼓風(fēng)機(jī)再工作時環(huán)境溫度將較高。為了節(jié)省治理費(fèi)用，在工程設(shè)計時沒有重新設(shè)計隔聲罩，而是根據(jù)對失敗原因的分析，對原隔聲罩進(jìn)行了改進(jìn)，采取的措施從比較圖1(b)與圖1(a)中可看出，主要有： 將隔聲罩進(jìn)氣口從罩上方改到下方，使氣流能夠流經(jīng)電動機(jī)與羅茨風(fēng)機(jī)機(jī)體，對它們進(jìn)行冷卻。 進(jìn)氣口截面積從0.126m2增加到0.384m2。 進(jìn)氣口由室外進(jìn)風(fēng)改為室內(nèi)進(jìn)風(fēng)，不

5、僅減少通風(fēng)阻力，而且改善了風(fēng)機(jī)房內(nèi)通風(fēng)狀況。 進(jìn)氣口配用了折板式阻性消聲器。 在罩內(nèi)增設(shè)新的強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)施。在隔聲罩上方加一排氣扇，它僅在羅茨風(fēng)機(jī)不工作時運(yùn)行；排氣扇 外加裝消聲器，以降低從排氣口泄出的噪聲；在排氣扇與消聲器間設(shè)簡易逆止閥，以防止羅茨風(fēng)機(jī)工作時室外氣流由此進(jìn)入。 將羅茨風(fēng)機(jī)泄壓口由室外移至隔聲罩內(nèi)，并配用消聲器，其對外環(huán)境影響可忽略。采取上述措施后，即使在夏季最熱天氣，隔聲罩門也不需要打開，隔聲罩的降噪作用得到保障。工程竣工后測量，罩內(nèi)噪聲為106.8dB(A)，罩外進(jìn)氣口處噪聲已降至 82.5dB(A)。2羅茨風(fēng)機(jī)排氣口消聲器的設(shè)計在原工程設(shè)計中，雖然重視了羅茨風(fēng)機(jī)進(jìn)氣口噪聲控

6、制，但卻沒有重視排氣口噪聲控制，這是噪聲控 制失敗的另一個主要原因。羅茨風(fēng)機(jī)排氣口噪聲很強(qiáng)，他不僅通過排氣管道向外輻射，而且能夠激起排氣 管道產(chǎn)生強(qiáng)烈的再生噪聲。選擇羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩內(nèi)靠近風(fēng)機(jī)排氣口處作測點(diǎn)，選擇羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩外匯流管下靠近風(fēng)機(jī)排氣管處作 測點(diǎn)。用B&K2230聲級計和B&K1625帶通濾波器測量了 A聲級和噪聲頻譜，測量結(jié)果見表 1。表1羅茨風(fēng)機(jī)隔聲罩內(nèi)外噪聲測量值dB測點(diǎn)時間倍頻程頻帶聲壓級A聲級63.0Hz125Hz250Hz500Hz1 000Hz2 000Hz4 000Hz8 000Hz治理前110.6103.6105.1108.1102.496.290

7、.385.8108.1治理前90.496.2111.2110.7114.8111.0100.088.3116.2治理后87.588.185.289.880.576.769.964.187.8隔聲罩有一定的隔聲量，因此罩外測點(diǎn)的A聲級應(yīng)低于罩內(nèi)測點(diǎn)，但實際測量值反之，說明罩外有其他強(qiáng)噪聲存在，這就是管道再生噪聲。從噪聲頻譜差別也可看到這一點(diǎn)，罩內(nèi)測點(diǎn)噪聲呈明顯中低頻 特性，這是風(fēng)機(jī)的頻譜特點(diǎn)c 1 ;罩外測點(diǎn)噪聲呈明顯中高頻特性，這是再生噪聲的頻譜特點(diǎn)。根據(jù)兩個聲 級合成計算公式，可推算出再生噪聲達(dá)116.1dB(A)。管道傳聲是固體傳聲，隨傳播距離增加衰減很小，因此整個管道均向外輻射噪聲，成為

8、典型的線聲源。本工程地面以上管道長達(dá) 300 m，所以污染情況相當(dāng)嚴(yán)重。由上面分析可知，降低羅茨風(fēng)機(jī)排氣口氣流噪 聲是本工程另一個重要措施。加裝消聲器是降低氣流噪聲的有效手段，根據(jù)羅茨風(fēng)機(jī)噪聲頻譜，設(shè)計了阻 抗復(fù)合式消聲器，其結(jié)構(gòu)見圖2。該消聲器有下列技術(shù)特點(diǎn)： 為方便制造和維護(hù)，消聲器分成阻性、抗性兩段，中間以標(biāo)準(zhǔn)法蘭相連接。 吸聲材料選用離心玻璃棉氈，為了提高低頻消聲效果，消聲器阻性段離心玻璃棉氈厚度設(shè)計為 150mm。 消聲器有效長度增加，可提高消聲量。設(shè)計時將原羅茨風(fēng)機(jī)排氣口逆止閥到風(fēng)量調(diào)節(jié)閥之間“S”形管道改為“ L”形，降低了風(fēng)量調(diào)節(jié)閥高度，從而使消聲器長度增加，消聲器有效長度已達(dá)

9、1800mm 消聲器出口直徑大于進(jìn)口直徑，有效通道截面積增加近 1 倍，使進(jìn)入?yún)R流管的氣流速度由原來的 23.2m/s 降低為 12.3m/s ，減少了對匯流管的撞擊，達(dá)到了降低再生噪聲的目的。 采取特別結(jié)構(gòu)措施，保證使用安全。本工程通過氣體壓力高達(dá)73kPa，而國內(nèi)定型生產(chǎn)的各類羅茨風(fēng)機(jī)消聲器限定通過氣體壓力低于50kPa2 。羅茨風(fēng)機(jī)排氣口加裝消聲器后，對匯流管還采取了下列再生噪聲控制措施： 減少管道截面變化。 原匯流管由三個不同直徑段組成， 現(xiàn)統(tǒng)一為一種直徑， 降低了由于管道截面變 化引起的渦流噪聲。 增大管道直徑。原匯流管最大直徑800mm現(xiàn)增至1100mm降低了風(fēng)速，可降低渦流噪聲，

10、也減少了“ T”形口處氣流對管壁的撞擊，從而降低機(jī)械振動噪聲。 改善管道支撐。 匯流管通過鋼箍固定于支架， 將原固定于電纜溝蓋板上的支架改為直接固定在地面 上。在匯流管與鋼箍間墊橡膠條以增加管道振動阻尼。采取上述措施后，測點(diǎn)噪聲已從116.2dB(A)降至87.8dB(A)，在室外主送風(fēng)道入口處再加裝一臺阻抗復(fù)合式消聲器后，曝氣池靠近送風(fēng)道處噪聲已由 111.6dB(A) 降至 63.8dB(A) 。3 提高風(fēng)機(jī)房圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔聲量的措施污水處理廠所在區(qū)域廠界噪聲夜間標(biāo)準(zhǔn)為 45dB(A) ，經(jīng)過計算，采取上述措施后還不能達(dá)標(biāo)。然而， 再對羅茨風(fēng)機(jī)本身采取進(jìn)一步噪聲控制措施，不僅存在技術(shù)困難，而且

11、費(fèi)用較高，故采取提高風(fēng)機(jī)房圍護(hù) 結(jié)構(gòu)隔聲量的辦法，主要措施為： 風(fēng)機(jī)房門改為隔聲門。原來的門為普通木門，而且門縫較大，實測隔聲量不足10dB(A)。為此，參照 J649 國家標(biāo)準(zhǔn)圖制作了隔聲門，設(shè)計隔聲量 25dB(A)。 風(fēng)機(jī)房臨廠界西側(cè)窗戶封砌，東側(cè)窗戶改為隔聲窗，供采光。為了降低治理費(fèi)用，隔聲窗系在原有 窗戶內(nèi)側(cè)再加裝一層固定玻璃窗做成，兩層窗戶間作吸聲處理。 在東墻下部進(jìn)風(fēng)口設(shè)置消聲進(jìn)風(fēng)柜。 進(jìn)風(fēng)口有效面積根據(jù)二期工程完工后所需進(jìn)風(fēng)量確定， 風(fēng)速控制在6m/s。消聲進(jìn)風(fēng)柜的消聲片厚度設(shè)計為80mm片間距為100mm消聲片可從柜中抽出， 以便清掃積塵。 在西墻設(shè)兩臺低噪聲排氣扇，并配消聲

12、器。排氣扇是為夏季通風(fēng)降低室內(nèi)氣溫用。 滿鋪吸聲吊頂。吸聲吊頂不僅降低了風(fēng)機(jī)房內(nèi)的混響噪聲，而且提高了隔聲薄弱的屋頂?shù)母袈暳俊?噪聲治理工程已經(jīng)竣工，市環(huán)境監(jiān)測站在開動 4臺羅茨風(fēng)機(jī)情況下 (今后可能有的最大工況 )測量，風(fēng)機(jī)房內(nèi)噪聲平均值已降至 85.5dB(A) ；廠界噪聲降至 43.5dB(A) ，達(dá)到國家有關(guān)噪聲標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠污泥最實用并可以有收益的最終處置方法我國污水處理廠的狀況面臨著生存危機(jī)污水處理廠花開各處，結(jié)果幾枚？目前已建成的污水處理廠很多不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，要不時開時停，要不只開 部分生產(chǎn)線，有的干脆全停了，根本達(dá)不到設(shè)計能力?？h級污水處理廠更為突出，花了幾千萬甚至上億元 資金

13、的項目閑置比比皆是。結(jié)果是沒建成污水處理廠的時候，污水遍地流；有了污水處理廠污水集中流?，F(xiàn)在國內(nèi)不少的污水廠面臨著生存的危機(jī)，影響污水處理廠生存的因素有以下幾個：1.1 缺乏資金建廠錢缺，運(yùn)營依然缺錢。錢缺的原因，一是污水處理費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)偏低，污水處理廠正常運(yùn)營靠收取污水處理 費(fèi)，而收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)偏低，即使足額收取也無法負(fù)擔(dān)運(yùn)營成本。1.2 污泥沒有出路城市遭遇污泥之困，國內(nèi)城市污水處理廠的污泥沒有出路：污水處理廠污泥出路幾乎都是一個很棘手的問 題，都沒有很好的解決辦法，可以說城市已經(jīng)遭遇污泥之困。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，城市污水的產(chǎn)生及其數(shù)量在不斷增長。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國城市日污水排放量己達(dá)13

14、3.7億噸。污水經(jīng)過處理后，其體積的0.5%1%將轉(zhuǎn)化為固態(tài)的凝聚體沉降下來，這就是通常所說的污泥。據(jù)估算，目前我國城市污水處理廠每年排放的污泥量（干重）大約為900萬噸，占我國總固體廢棄物的 3.2 ，而且年增長率大于 10%。污泥的成分很復(fù)雜，是由多種微生物形成的菌膠團(tuán)與其吸附的有機(jī)物和無機(jī)物組成的集合體，除含有大量 的水分外 （可高達(dá) 80%以上） ，還含有難降解的有機(jī)物、重金屬和鹽類，以及病原微生物和寄生蟲卵等。大 量的未經(jīng)處理的污泥任意堆放和排放對環(huán)境造成了新的污染，特別是在我國城市化水平較高的幾個城市與 地區(qū)，污泥處理處置問題已經(jīng)十分突出。1.3 如何安全有效地處理污泥，成為我國城

15、市污水處理廠生存必須邁過的“坎”。請看：大連市：大連市最終將建有 15座污水處理廠， 目前已建成 6座污水處理廠， 待其余 9座污水處理廠建成后， 日處理 污水近100萬用，產(chǎn)含水80%左右的污泥1000m，這1000m3又臭又粘含水80%左右的污泥最終往那里去？大連城市污泥處理處置的現(xiàn)狀及存在的問題與國內(nèi)其他污水處理廠的現(xiàn)狀及存在的問題幾乎一樣，大同小 異。以大連開發(fā)區(qū)為例，開發(fā)區(qū)污水處理一、二廠的污泥從建廠以來一直都是用汽車送到附近的農(nóng)村做肥 料用。這樣做存在以下問題： 往農(nóng)村送受季節(jié)限制很大，春末到秋末之間田地里長滿了農(nóng)作物，沒有空閑地，農(nóng)村難以接收污泥。 脫水后的污泥呈膠質(zhì)狀且散發(fā)濃烈

16、的臭氣，運(yùn)輸途中，撒漏在所難免，對沿途環(huán)境影響很大。 往農(nóng)村送運(yùn)距越來越遠(yuǎn)，運(yùn)費(fèi)越來越多。 農(nóng)村需要污泥的地點(diǎn)一般道路都不太好，大型汽車往那里送不安全，汽車磨損大，汽車維修費(fèi)用高 污泥含水率高達(dá) 85%左右，既不利于施肥作業(yè)，又不便于貯存保管；而且拉去一車污泥，固化物不足五 分之一，其余全是水，對運(yùn)力是很大的浪費(fèi)。 未經(jīng)無害化、穩(wěn)定化等工藝處理的污泥會對農(nóng)田、農(nóng)作物及周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。大連市其他污水處理廠的污泥都到哪里去了呢？北京市：像北京這樣的大城市，到 2008 年時城區(qū)日污水排放量高達(dá) 200 多萬噸，在污水處理率達(dá)到 100的時候， 每天會產(chǎn)生 2000 多噸污泥，每年會產(chǎn)生 8

17、0 多萬噸左右的城市污泥。形象地說，北京每天產(chǎn)生的污泥要用 200輛次的 10噸大卡車，才能運(yùn)出城外。這些污泥如果按1米的高度堆放，占地面積需要 1200 畝。因此，北京市年 80 萬噸城市污泥的無害化處置和合理利用，是一個迫在眉睫的問題。上海市：上海市城市污泥處置現(xiàn)狀及存在問題。上海市1997年排放的污水量約為 578 X 104 m3/d，其中經(jīng)20余家城市污水處理廠處理的污水量約為 60 X 104 m/d，年產(chǎn)生污泥量約為 120X 104 t（含水率約為97.5%）。為了改 善城市水環(huán)境，上海市擬新建石洞口、竹園、白龍港、新和等污水排放系統(tǒng)和大型污水處理廠。隨著污水 處理設(shè)施的普及、

18、處理率的提高和處理程度的深化，污泥的產(chǎn)生量必將有較大的增長，如何合理地處置污 水廠污泥，已成為城市污水廠和相關(guān)部門提高管理水平的重要方面。污泥經(jīng)適當(dāng)濃縮后運(yùn)至市郊或鄰近省份農(nóng)村作農(nóng)肥，是上海城市污水處理廠一般采用的污泥處置方法。由 于運(yùn)行經(jīng)費(fèi)、設(shè)備等問題， 20余家污水廠中僅南橋污水廠的污泥消化運(yùn)行正常。天津市：天津市是我國四大直轄市之一，是北方重要的工商業(yè)城市和內(nèi)外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易中心。近十多年來先后建成兩座大型城市污水處理廠（紀(jì)莊子、東郊），日處理規(guī)模達(dá)66萬m污水，幾乎將市區(qū)1/2城市污水凈化處理，但是，在城市污水處理過程中必然會產(chǎn)生大量的污水污泥，它容量大，不穩(wěn)定，易腐敗，有惡臭，如不加 以妥

19、善處理和處置， 將造成堆放和排放區(qū)周圍環(huán)境嚴(yán)重的二次污染， 更有甚者， 將污水污泥任意施于農(nóng)業(yè)， 導(dǎo)致農(nóng)作物污染，土壤受到不可逆轉(zhuǎn)的中毒受害。重慶市：濁水雖清 污泥卻還在。2001 年，國家就做出了三峽庫區(qū)及其上游水污染防治規(guī)劃，要求重慶市三峽庫區(qū)幾乎所有的區(qū)縣至少建一 座污水處理廠和垃圾處理場。目前，三峽庫區(qū)、主城區(qū)和影響區(qū)共有24 座污水處理廠投入運(yùn)行，在這些污水處理廠產(chǎn)生的污泥， 基本是通過機(jī)械脫水后送到垃圾處理場填埋或者少量利用， 多數(shù)沒有得到消化處理。 一般情況下，每處理1萬立方米污水產(chǎn)生污泥 1520噸，按目前庫區(qū)18座污水處理廠設(shè)計能力 80%的處 理量估算，一年產(chǎn)生污泥 10萬

20、噸以上。兩年之內(nèi)，重慶主城區(qū)、各區(qū)（縣、市）和部分鎮(zhèn)將建設(shè)投運(yùn)污水 處理廠 80 余座，總規(guī)模達(dá)到每日 220萬立方米，按 80%的處理量估算，日產(chǎn)生污泥 2640噸。當(dāng)?shù)诙?水處理廠投入運(yùn)行后，每年產(chǎn)生污泥達(dá)到 100萬噸?！?武漢市： 在武漢城市污水處理率日益提高的同時，污水處理廠每天產(chǎn)生的污泥也在急劇增加。3 年內(nèi)，該市污水處理廠將增至 13 座。初步預(yù)計，每天的污泥量將從現(xiàn)有基礎(chǔ)上增至 825 噸，大大超過該 市垃圾填埋能力。如果不科學(xué)處理，將給土壤、水體和大氣帶來二次污染。深圳市：污泥就像沒娘的孩子。對于河流污染問題，深圳市在過去幾年里給予了前所未有的重視和投入，據(jù)不完全統(tǒng)計，從

21、 2001 年至今， 深圳投入到水環(huán)境整治的費(fèi)用就有近百億之巨。隨著一批污水處理廠、人工濕地的陸續(xù)建成并投入使用以 及配套管網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，深圳治河工作開始有了令人期待的前景。但是，一個在過去規(guī)劃中沒有得到重視 的問題“污泥去處問題”，開始困擾深圳的治河工作。記者隨后對污泥排放進(jìn)行了深入的調(diào)查，結(jié)果發(fā) 現(xiàn)，污泥無處可去是導(dǎo)致偷排的重要客觀原因，這個情況在深圳各區(qū)均普遍存在且矛盾日益突出。2 我國污水處理廠污泥處理處置的現(xiàn)狀與存在的問題城市污水處理廠成為污染大戶！這是一個讓大家接受起來有些困難的事實。在很多人包括一些領(lǐng)導(dǎo)看來，一個城市只要設(shè)立了污水處理廠，這個城市的供水環(huán)保問題就得到了解決。而事實

22、是，城市污水處理廠在污水處理的過程中必然產(chǎn)生污泥。而且隨著城市污水處理率的不斷提高，污泥的產(chǎn)量同樣在不斷增大。目 前全國每年污泥產(chǎn)生總量達(dá) 900 萬噸。目前， 我國城市污泥處理處置主要方法中， 污泥農(nóng)用約占 44.8%、陸地填埋約占 31%、其它處置約占 10.5%、 沒有處置的約占 13.7%，這些所謂的“處理”和“處置”基本上都是在特定的條件下估算的，嚴(yán)格來說以上數(shù)字將會有很大變化。據(jù)統(tǒng)計，我國用于污泥處理處置的投資約占污水處理廠總投資的2050%,可以看出，污泥處理處置處于嚴(yán)重滯后狀態(tài)。污泥處理處置問題已經(jīng)在大城市中顯現(xiàn)出來。早期的污水處理廠，由于沒有嚴(yán)格的污泥排放監(jiān)管，普遍將 污水和

23、污泥處理單元剝離開來，為了追求簡單的污水處理率，盡可能地簡化、甚至忽略了污泥處理處置單 元；有的還為了節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用將已建成的污泥處理設(shè)施長期閑置， 甚至將未做任何處理的濕污泥隨意外運(yùn)， 簡單填埋或直接農(nóng)用，致使許多大城市出現(xiàn)了污泥圍城的現(xiàn)象并已開始向中小城市蔓延，給生態(tài)環(huán)境帶來 了極不安全的隱患。3 污泥處理處置的重要性和污泥處理的方法及優(yōu)缺點(diǎn)分析3.1 污泥處理處置的重要性污水處理和污泥處理處置是解決城市水污染問題同等重要又緊密關(guān)聯(lián)的兩個系統(tǒng)污泥處理處置是污水處理得以最終實施的保障，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，污泥處理處置是極其重要的環(huán)節(jié)，其投 資約占污水處理廠總投資的 5070%。污泥處理方法大體有填

24、海、填埋、焚燒和土地利用。其中填海由于出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染問題，已經(jīng)被國際海 洋法所禁止，各國都基本上廢止。余下的幾種處置方式各有優(yōu)劣。從技術(shù)難度比較，填埋的技術(shù)難度最低， 其次是土地利用，難度最高的是焚燒。從投資成本來看，焚燒的投入成本最高，其次是填埋，土地利用成 本最低。而從環(huán)境風(fēng)險來比較，焚燒和填埋分別存在尾氣和地下水污染的風(fēng)險，而土地利用的風(fēng)險也需要 控制。各國都把污泥處理處置作為污水處理系統(tǒng)的非常重要的環(huán)節(jié)，給予巨大投入，使污染治理能劃上一個完整 的句號，這是成熟的污水處理思路；二是不同國家和地區(qū)因地制宜地采取了適合各自國情的污泥處理處置 技術(shù)路線。3.2 幾種污泥處理的方法及優(yōu)缺點(diǎn)分析

25、 污泥的衛(wèi)生填埋污泥衛(wèi)生填埋始于 20 世紀(jì) 60 年代，是一項比較成熟的污泥處置技術(shù)。污泥既可單獨(dú)填埋也可與生活垃圾 和工業(yè)廢物一起填埋。這種處置方法簡單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應(yīng)性強(qiáng)。填埋場一 般為廢棄的礦坑或天然的低洼地。但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液 是一種被嚴(yán)重污染的液體，如果填埋場選址或運(yùn)行不當(dāng)，這種液體就會進(jìn)入地下水層，污染地下水環(huán)境。 填埋場產(chǎn)生的氣體主要是甲烷，若不采取適當(dāng)措施會引起爆炸和燃燒。另外，適合污泥填埋的場所也因城 市污泥的大量產(chǎn)出而越來越有限，這也限制了該法的進(jìn)一步發(fā)展。 污泥的直接土地利用污泥土地直接利用因投資少、

26、能耗低、運(yùn)行費(fèi)用低、有機(jī)部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是 最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，這種處置方式是把污泥應(yīng)用于農(nóng)田、菜地、果園、草地、市政綠化、育苗 基質(zhì)及嚴(yán)重擾動的土地修復(fù)與重建等?？茖W(xué)合理的土地利用，可減少污泥帶來的負(fù)面效應(yīng)。林地和市政綠 化的利用因不易造成食物鏈的污染而成為污泥土地利用的有效方式。污泥用于嚴(yán)重擾動的土地（如礦場土 地、森林采伐場、垃圾填埋場、地表嚴(yán)重破壞區(qū)等需要復(fù)墾的土地）的修復(fù)與重建，減少了污泥對人類生 活的潛在威脅，既處置了污泥又恢復(fù)了生態(tài)環(huán)境。污泥農(nóng)用正在成為世界各國主要的污泥處置方式，污泥 農(nóng)用的比例很大程度上取決于各國政府有關(guān)的法律、法規(guī)和污染控制情

27、況，同時也與國家的領(lǐng)土的大小和 農(nóng)業(yè)發(fā)展情況有關(guān)。如英、美、法等許多國家城市污泥的農(nóng)用率可達(dá)70%，有的高達(dá) 80%以上。 污泥的焚燒濕污泥干化后再直接焚燒應(yīng)用得較為普遍，沒有經(jīng)過干化的污泥直接進(jìn)行焚燒不僅十分困難，而且在能耗 上也是極不經(jīng)濟(jì)的。以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法，它能使有機(jī)物全部碳化，殺死病原體，可最大限 度地減少污泥體積；但是其缺點(diǎn)在于處理設(shè)施投資大，處理費(fèi)用高。 泥的低溫?zé)峤馓幚砦勰酂峄瘜W(xué)處理因其無害化和減量化徹底，地位已逐漸增強(qiáng)。但傳統(tǒng)的熱化學(xué)處理 （焚燒法 ） 通常需加入輔 助燃料，費(fèi)用較高。城市污泥低溫?zé)峤馐且环N發(fā)展中的能量回收型污泥熱化學(xué)處理技術(shù)。它

28、通過在催化劑 作用下無氧加熱干燥污泥至一定溫度（500 °C），由干餾和熱分解作用使污泥轉(zhuǎn)化為油、反應(yīng)水、不凝性氣體和炭4種可燃產(chǎn)物，最大轉(zhuǎn)化率取決于污泥組成和催化劑的種類，正常產(chǎn)率為200300L （油）/噸（干泥） ，其性質(zhì)與柴油相似。低溫?zé)峤馐悄芰績糨敵鲞^程，成本低于直接焚燒。 小結(jié) 從發(fā)達(dá)國家污泥處理處置的發(fā)展趨勢分析，今后污泥處理處置的方向?qū)峭恋乩煤蜔崮芾?，污泥?埋的比例將大幅度降低。污泥土地利用將會向更安全、更經(jīng)濟(jì)的利用方向發(fā)展；污泥焚燒和熱能利用將是 污泥處理處置的發(fā)展方向之一，今后焚燒的比例將會進(jìn)一步增加。另外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新的 污泥處理處置技術(shù)

29、（如污泥的低溫?zé)崽幚砑夹g(shù)等）也在研究和試驗中，該技術(shù)的應(yīng)用前景十分看好?？梢钥闯?，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷是衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒（熱能利用），并正 向低溫?zé)峤獾雀呒夹g(shù)含量的處理方法發(fā)展， 目前應(yīng)用得最普遍和最成熟的處理處置方式是土地利用和焚燒。 無論是傳統(tǒng)的處理處置方法，還是新的處理處置方法，污泥的熱干化處理技術(shù)皆因其操作靈活，可根據(jù)污 泥的最終處置需求來調(diào)節(jié)干污泥的含固率等特點(diǎn)，愈來愈受到人們的重視，正發(fā)揮著越來越重要的作用。4 污泥干燥制造有機(jī)復(fù)混肥：污泥不是沒有用處的廢物4.1 我國城市污泥處理處置技術(shù)的發(fā)展趨勢污泥的處理處置及其無害化，作為再生資源有效利用是世界各國共

30、同重視的問題。一種有效的污泥處理處 置方法，應(yīng)當(dāng)兼顧到環(huán)境生態(tài)效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益的均衡。從長遠(yuǎn)觀點(diǎn)來看，并結(jié)合發(fā)達(dá)國家污泥 處理處置的實際經(jīng)驗，對于我們這樣一個農(nóng)業(yè)大國，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較為薄弱，應(yīng)將污泥制成污泥復(fù)混肥料或污 泥生物復(fù)混肥料，用于農(nóng)田、植樹造林、園林綠化以及墾荒地、貧瘠地等作為主要的有效利用途徑。在傳統(tǒng)的污泥處理處置技術(shù)系統(tǒng)中，城市污泥皆因其體積龐大（含水率太高所致）、性質(zhì)復(fù)雜而難以處理。 例如，污泥的土地利用或因濃縮、脫水后污泥含水率太高，造成運(yùn)輸困難，運(yùn)輸量大，或因脫水泥餅分散 困難而需借助機(jī)械設(shè)備支持田間操作，使該技術(shù)在實際應(yīng)用中存在較多的困難；填埋則因脫水泥餅含水率 較高

31、（一般為70%-85%，土力學(xué)性質(zhì)差，需混入大量泥土，從而導(dǎo)致土地的容積利用系數(shù)明顯降低；污 泥堆肥化處理也因含水率太高需混入大量的調(diào)理劑和疏松劑；脫水泥餅直接焚燒，也因其含固率低，不能 維持過程的自持進(jìn)行，需加入輔助燃料，使處理成本明顯增加，難以承受。4.2 污泥的干燥處理綜合分析上述污泥處理處置技術(shù)系統(tǒng)在實際應(yīng)用中所遇到的困難，不難看出污泥的含水率是關(guān)鍵的影響因 素。因此，降低污泥含水率是解決目前在污泥處理中所遇到問題的關(guān)鍵。國內(nèi)外應(yīng)用實踐表明，經(jīng)傳統(tǒng)的 濃縮和脫水工藝處理后，污泥大含水率不可能達(dá)到60%以下，經(jīng)濟(jì)的機(jī)械脫水泥餅含水率為 70- 85%左右要達(dá)到對污泥的深度脫水， 必須對污

32、泥進(jìn)行干燥處理， 污泥進(jìn)行干燥處理有自然干燥和利用熱源進(jìn)行干燥。4.2.1 自然干燥污泥的自然干燥是把污泥放到一塊場地上利用太陽能進(jìn)行干燥，這種辦法的優(yōu)缺點(diǎn)如下：優(yōu)點(diǎn)：節(jié)能，干燥成本低。缺點(diǎn)：占地面積大；臭味很大；干燥時間很長；受天氣的影響很大，雨季和下雪天不可能干燥，空氣濕度 大干燥也不能進(jìn)行。污泥干燥了很長時間，一場雨來了干燥好的泥就全部泡湯。4.2.2 利用熱源進(jìn)行干燥污泥的熱干燥是應(yīng)用人工熱源以工業(yè)化設(shè)備對污泥進(jìn)行深度脫水的處理方法，盡管污泥干燥的直接結(jié)果是 污泥含水率的下降（脫水），但與機(jī)械脫水相比，其應(yīng)用目的與效果均有很大的不同。污泥機(jī)械脫水（也 包括污泥濃縮），其應(yīng)用的目的以減少

33、污泥處理的體積為主（污泥濃縮和機(jī)械脫水通常均可使污泥體積減 少4 倍左右），但脫水污泥餅除了含水率和相關(guān)的物理性質(zhì)，如流動性與原狀污泥有差異外，其化學(xué)、生 物等方面性質(zhì)并不因脫水而產(chǎn)生變化。污泥干燥則由于提高水分蒸發(fā)強(qiáng)度的要求，使用人工熱源，其操作 溫度（對污泥顆粒而言）通常大于100 c，干燥對污泥的處理效應(yīng)，不僅是深度脫水，還具有熱處理的效應(yīng)；加之，污泥干燥處理的產(chǎn)物，其含水率可控制在20%以下，即達(dá)到抑制污泥中的微生物活動的水平，因此污泥干燥處理可同時改變污泥的物理、化學(xué)和生物特性。具體而言，污泥干燥操作的溫度效應(yīng)可以殺 滅污泥中的寄生蟲卵、致病菌、病毒等病原生物和其他非病原生物。與干燥

34、后污泥的低含水條件相配合， 污泥干燥可使污泥達(dá)到較徹底的衛(wèi)生學(xué)無害化水平，同時干燥污泥還具有相當(dāng)高水平的“表觀”生物穩(wěn)定 性（干燥污泥如磨細(xì)后， 重新加水漿化， 再接種以微生物， 則其生物穩(wěn)定性特征會失去， 故稱其為 “表觀”） 。 另外，干燥污泥的低含水率，使其重要的熱化學(xué)特性；低位發(fā)熱量大為上升（含水率20%的干燥城市污水廠生污泥，其低位發(fā)熱量約為 17MJ/KG，為標(biāo)準(zhǔn)煤的60%左右），不僅可能達(dá)到自持燃燒的水平，甚至可 作為礦物燃料的替代物使用（污泥衍生燃料）。由于污泥干燥所具有的這種改變污泥物性的能力，以及操作靈活，可根據(jù)污泥的最終處置需求來調(diào)節(jié)干污 泥的含固率等特點(diǎn)，污泥干燥不僅可

35、在污泥焚燒和熱化學(xué)轉(zhuǎn)化等工藝體系中作為預(yù)處理技術(shù)單元應(yīng)用；也 可以通過直接將干燥污泥產(chǎn)物出售給農(nóng)業(yè)部門當(dāng)肥料或土壤改良劑，或出售給建材制造等工業(yè)部門當(dāng)輔助 燃料，而獨(dú)立完成污泥處理的管理功能，成為相對獨(dú)立的處理技術(shù)過程。目前，污泥干燥后制農(nóng)業(yè)肥料和 污泥預(yù)干燥焚燒已成為有一定應(yīng)用面的污泥處理技術(shù)過程。污泥干燥由于具備徹底的無害化和顯著的減量 化效果， 可以預(yù)計， 污泥熱干燥技術(shù)將會在我國城市污泥處理處置及資源化利用中發(fā)揮越來越重要的作用。5 大連開發(fā)區(qū)污水處理廠對污泥干燥處置的研究情況為了徹底解決城市污泥的負(fù)面影響，大連開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化一廠廣泛收集、了解了國內(nèi)外各種成功的污泥處 理處置技術(shù)和設(shè)備

36、運(yùn)行情況，經(jīng)過綜合分析和反復(fù)論證，發(fā)現(xiàn)了直接熱干燥技術(shù)在我國城市污泥的處理處 置中有著良好的應(yīng)用前景，污泥熱干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)正逐步顯現(xiàn)出來： 污泥顯著減容，體積可減少 45倍； 形成顆粒狀穩(wěn)定產(chǎn)品，污泥性狀大大改善； 產(chǎn)品無臭且無病原體，減輕了污泥的負(fù)面效應(yīng)，使處理后的污泥更易被接受； 產(chǎn)品具有多種用途，如作肥料、土壤改良劑、替代能源（焚燒）等； 系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可操作性好，不受地域、環(huán)境、時間的限制； 工藝流程簡單可靠，占地面積小，可實行自動化控制，實現(xiàn)工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。為此，大連開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化一廠在國內(nèi)率先進(jìn)行了污泥熱干燥的生產(chǎn)試驗，采用的是干燥固體高濕廢棄物 的干燥工藝。在廣泛收集國內(nèi)外各種干

37、燥技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，該廠于98年初開始投資 65萬元，進(jìn)行了污泥干燥設(shè)備技術(shù)的試驗工作，98年5月20日開始試車試運(yùn)行，先后克服了不能進(jìn)料，進(jìn)料后粘壁、產(chǎn)量低、操作難、人員占用多，耗能大，經(jīng)常停機(jī)等諸多困難。經(jīng)一年的反復(fù)試驗，多次改進(jìn)，終于在1999年5月13日徹底攻下了污泥干燥的技術(shù)難題，試車成功。該污泥干燥技術(shù)設(shè)備在我廠順利穩(wěn)定運(yùn)行，使每天約 50 噸含水 85%左右的富含磷等的污泥，經(jīng)干燥后變成 了很好的有機(jī)肥，解決了從建廠以來困擾該廠的大難題。這一套污泥干燥處理系統(tǒng)，當(dāng)時在全國處于領(lǐng)先地位；在全國污水處理行業(yè)產(chǎn)生了很大的影響。為此曾在 大連開發(fā)區(qū)舉行過由建設(shè)部召開的全國污泥干燥處理技

38、術(shù)研討會議進(jìn)行推廣。該廠的 WGN3 型滾筒式污泥干燥機(jī)和 RSL 180 型燃煤臥式燃燒爐型污泥干燥機(jī)，具有極強(qiáng)的適用性，不 論是活性污泥，還是生污泥，只要經(jīng)過普通機(jī)械脫水，既使含固率只有13%，也無須與干污泥混合，就可直接進(jìn)行干燥，省掉干污泥返流輸送和混合設(shè)備。這樣一來，不僅簡化了設(shè)備組成而節(jié)省了投資，還減少 了占地面積。該廠 WGN 3 型滾筒式污泥干燥機(jī)，每小時可生產(chǎn)300公斤含水 20%的干污泥。WGN 3 型滾筒式污泥干燥機(jī)具有以下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、 造價低（國外污泥干燥設(shè)備要幾百萬至一千萬人民幣） ，操作容易 （每班只要二名臨時工即可） 運(yùn)行穩(wěn)定，成本低，對脫水后的污泥含水率要求不

39、嚴(yán)（最高達(dá)87%也可順利干燥，國外設(shè)備要求含水必須達(dá)到 60%以下才能進(jìn)行干燥）。整套污泥干燥系統(tǒng)投資?。ù筮B開發(fā)區(qū)污水處理一廠只投資60 多萬元就建成整個污泥干燥車間并順利運(yùn)行）。用 WGN 3 型滾筒式污泥干燥機(jī)干燥污泥既能全部殺死其中含有的各種病害菌及蟲和卵，又可保留其中的肥效大連開發(fā)區(qū)污水處理一廠干燥后的污泥含氮5.18%,含磷（以P2Q計）9.39%,含鉀（以K2O計）1.6%,有機(jī)質(zhì)68.6%，水份V 20%,可以做為一種很好的復(fù)混有機(jī)肥，并便于運(yùn)輸、堆放、貯存。但是,由于種種原因,污泥的熱干燥至今未能形成規(guī)?；a(chǎn)。主要原因是干燥工藝不適合城市污泥的干 燥處理以及污泥的初始含水率

40、太高,導(dǎo)致污泥的干燥成本很高。大連開發(fā)區(qū)水質(zhì)凈化一廠在污泥的綜合利用研究中,對城市污泥的理化性質(zhì)及其干燥特性進(jìn)行了深入的研 究,對現(xiàn)有的干燥工藝及存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析,并結(jié)合國外污泥熱干燥的成功經(jīng)驗,在現(xiàn)有干燥 工藝的基礎(chǔ)上, 經(jīng)多次試驗和改進(jìn), 研究設(shè)計了一種適用于城市污泥干燥處理的二級串聯(lián)熱對流干燥工藝, 能進(jìn)一步降低了污泥的干燥能耗,提高了干燥后污泥顆粒的品質(zhì)。5.1 原有的干燥設(shè)備工藝及存在的問題通過近半年的生產(chǎn)實踐,發(fā)現(xiàn)干燥設(shè)備工藝存在一些無法克服的缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：5.1.1 因污泥干燥需要的時間較長,加上污泥在干燥過程中板結(jié)而成堅韌的顆粒,要保證顆粒內(nèi)部水分 達(dá)

41、到要求,必須提高干燥機(jī)后半部的干燥推動力（提高尾氣的排風(fēng)溫度和降低尾氣的相對濕度）。增加了 設(shè)備的運(yùn)行成本；5.1.2 污泥在機(jī)內(nèi)的干燥時間很長，平均1520min左右，導(dǎo)致污泥顆粒之間的停留時間差異較大，出料含水率不均勻,混有少量濕顆粒。約占總量的5%；5.1.3 出料溫度偏高。一般在 90C100 C之間，不利于貯存和后面的處理，而且尾氣中產(chǎn)生不必要的 高氣味負(fù)荷；5.1.4 出料干燥程度里外不均勻，濕度梯度大，有些顆粒較大的產(chǎn)品甚至出現(xiàn)外焦內(nèi)濕的情況，影響產(chǎn) 品品質(zhì)。可以發(fā)現(xiàn)：在實際生產(chǎn)過程中，影響干污泥產(chǎn)品品質(zhì)的主要原因是污泥顆粒之間的停留時間差異和尺寸差 異較大；造成設(shè)備運(yùn)行成本偏高

42、的主要原因是干燥機(jī)后半部的干燥推動力較大，若降低干燥機(jī)后半部的干 燥推動力，提高后半部熱空氣中水氣的分壓，則設(shè)備的干燥能力下降，造成干污泥產(chǎn)品的單位能耗反而增 加。 WGN3 型滾筒式污泥干燥機(jī)很好地解決了污泥在高水分時的干燥問題，但對污泥在低水分時的干燥 則顯得力不從心。起初，我們曾對設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了多次改造，雖然干污泥產(chǎn)品品質(zhì)有所提高，但干污 泥產(chǎn)品的單位能耗沒有明顯降低?？梢?，傳統(tǒng)的干燥固體高濕廢棄物的干燥工藝不適合城市污泥的干燥處 理。5.2 二級串聯(lián)熱對流干燥工藝的設(shè)計思想5.2.1 生產(chǎn)設(shè)備的組成及特點(diǎn)5.2.2 主要的生產(chǎn)設(shè)備有：1-WGN 3型滾筒式污泥干燥機(jī) 2-QGS3型

43、強(qiáng)力粉碎干燥機(jī) 3-RSL 180型燃煤臥式燃燒爐4-RSL 80型 燃煤臥式燃燒爐5.2.3 干燥設(shè)備的選用一級干燥設(shè)備選用適合用高溫介質(zhì)烘干高濕、 高粘物料的 WGN 3 型滾筒式污泥干燥機(jī)。 解決污泥在高水分 時的干燥問題，促進(jìn)濕污泥顆?；?，結(jié)構(gòu)化。二級干燥設(shè)備選用具有強(qiáng)力破碎、干燥、分級功能于一體的 QG3型強(qiáng)力粉碎干燥機(jī)。解決污泥降速干燥階段的干燥問題，強(qiáng)化污泥降速干燥階段的進(jìn)程。5.2.4 熱源的選用污泥的干燥成本與所選用的燃料類型關(guān)系較大。為了降低干燥成本，國內(nèi)一般采用由固體燃料煤燃燒得到 的高溫?zé)煔庾鳛闊嵩?。RSL型燃煤臥式燃燒爐可實行全自動恒溫燃燒，高溫?zé)煔饨?jīng)凈化后，其含塵量

44、w200mg/Nm,黑煙濃度低于林格曼I級。完全符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。對有消化設(shè)施的污水處理廠，可充分利用 污泥消化處理中產(chǎn)生的沼氣為熱源，以降低污泥的干燥成本。對有廢熱可以利用的污水處理廠，可將廢熱 作為輔助熱源。 干燥后的尾氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵后直接排放， 很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，必須經(jīng)進(jìn)一步凈化處理。 以煤為燃料的干燥設(shè)備尾氣污染較為嚴(yán)重， 但對污水處理廠來說可利用處理后的再生水， 選用水噴淋除塵， 在除塵用水中加入堿液及吸附劑，可去除燃料燃燒過程中產(chǎn)生的SQ、粉塵等及在污泥干燥過程中產(chǎn)生的部分臭味。5.3 主要生產(chǎn)設(shè)備的工作原理5.3.1WG3型滾筒式污泥干燥機(jī)的工作原理濕污泥由喂料斗、雙螺旋定量喂料器、皮帶輸送機(jī)和進(jìn)料螺旋定量送入滾筒式污泥干燥機(jī)，被干燥機(jī)內(nèi)壁 上的防粘裝置、抄板以及滾筒內(nèi)部高速旋轉(zhuǎn)的破碎裝置反復(fù)撕扯、抄起、撒落、擊碎。擊碎的污泥撒布整 個干燥空間，與在引風(fēng)機(jī)作用下呈負(fù)壓的高溫?zé)峥諝獬浞纸佑|，完成傳熱傳質(zhì)過程。由于滾筒內(nèi)抄板的傾 角和引風(fēng)機(jī)的作用，污泥由進(jìn)料端向出料端緩緩移動。達(dá)到水分要求的顆粒狀污泥從出料螺旋排出。少量 被尾氣帶走的粉狀物料被除塵裝置回收，與出料螺旋合并排出或單獨(dú)收集。5.3.2 QGS 3 型強(qiáng)力粉碎干燥機(jī)的工作原理WGN 3 型滾筒式污泥干燥機(jī)排出的濕污泥顆粒由喂料