摘要：污泥热值是否具有可利用价值决定于污泥的含水率，只有当污泥含水率至少降至30％以下时，污泥的热值才具有利用价值。污泥中的水以间隙水、毛细水、吸附水和结合水等不同的形态存在。本文阐述了污泥处置方向与污泥处理技术的相互关系探讨。
关键词：污泥 处置 技术
中图分类号：[TU992.3]文献标识码：A 文章编号：
1、 污泥的特性
1.1主要成分
污泥的主要物相组成是有机质和硅酸盐熟土矿物。当有机质含量大于硅酸盐强土矿物 含量时，称之为有机污泥；当硅酸盐熟土矿物含量大于有机质含量时，称之为土质污泥；当两者含量大致相当时，称之为有机土质污泥。
1.2含水率
污泥是一种含水率高(液态污泥含水率为97％左右，脱水污泥含水率为80％左右)、呈黑色或黑褐色的流体状物质。污泥由水中悬浮固体经不同方式胶结凝聚而成，结构松散、比表面积与孔隙率极高。其特点是含水率高、脱水性差、易 腐败、颗粒较细，从外观上看具有类似绒毛的分支与网状结构。污泥脱水后为黑色泥饼，自然风干后呈颗粒状，硬度大且不易粉碎。
1.3水分分布特性
(1)间隙水又称为自由水，没有与污泥颗粒直接绑定。一般要占污泥中总含水量的 65％—85％，这部分水是污泥浓缩的主要对象，可以通过重力或机械力分离。
(2)毛细结合水，通过毛细力绑定在污泥絮状体中。浓缩作用不能将毛细结合水分离，分离毛细结合水需要有较高的机械作用力和能量，如真空过滤、压力过滤、离心分离和挤压 可去除这部分水分。各类毛细结合水约占污泥中总含水量的15％—25％。 (3)表面吸附水，覆盖污泥颗粒的整个表面，通过表面张力作用吸附。
(4)内部结合水，指包含在污泥中微生物细胞体内的水分，含量多少与污泥中微生物细 胞体所占的比例有关。去除这部分水分必须破坏细胞膜，使细胞液渗出，由内部结合水变为 外部液体。内部结合水一般只占污泥中总含水量的10％左右。内部水只能通过热处理等 过程去除。
1.4热值
污泥的热值取决于污泥含水率和元素组成。污泥中主要的可燃元素包括碳、氢和硫，而 硫对污泥热值的贡献通常可忽略不计。污泥中如含有较多的可燃物(油脂、浮渣等)，则其 热值较高；如含有较多的不可燃物(沙砾、化学沉淀物等)，则其热值较低。
污泥热值与含水率和有机物含量的关系
1.4.1含水率
水汽化会吸热（气化潜热）。因此水分越多就吸得热越多，使燃烧不良，同时污泥中的含水率越高，可燃物质就相对减少，发热量降低。焚烧时热效率降低，因此采用焚烧工艺处置污泥时应尽可能使进入焚烧系统的污泥将底含水率满足自持燃烧的要求。
1.4.2有机物含量
通常污泥中有机物含量越高，污泥热值也高。污泥的主要成分为有机物，可以燃烧，不同来源和性质的污泥，其干基热值有所不同，新鲜活性污泥的干基热值可达3500Kcal/Kg。消化污泥热值相对较低，湿污泥的焚烧性也不甚理想，一般需要加辅料方可稳定燃烧。
2、污泥的泥质决定了污泥最终处置的方向
在确定污泥处理处置方式前，应对污水的来源和泥质进行理化分析，确定污泥中的重金属是否超标；测定污泥的干基热值；测定污泥的有机养分的含量等。根据分析数据确定污泥是否可以土地利用或市政绿化利用；判断污泥经某些工艺处理后是否可以采取预生活垃圾协同焚烧的方式处置；评估污泥进入生垃圾卫生填埋场的可行性以及对污泥建材利用进行科学判断。
表一 污泥处置方式对污泥性状的要求
一般生活污水处理厂生化工艺产生的污泥热值1500～4200kal/kg之间
3、污泥处理工艺对污泥性状的改变作用及限制条件
3.1机械脱水
降低污泥含水率至80%左右，对污泥的其他指标基本无改变
3.2机械脱水+自然干化
可降低污泥含水率至较低水平，对污泥的其他指标基本无改变。受天气及占地影响严重，对周边环境有负面影响。
3.3机械深度脱水
降低污泥含水率至60%左右，对污泥的其他指标基本无改变。干基热值较高的污泥在此含水率水平可以满足自持燃烧（根据经典的燃烧理论，800大卡可以自持燃烧，大于1100大卡的能够回收热量）的要求。
3.4机械脱水（包括机械深度脱水）+热干化
降低污泥含水率至5%~30%（视要求而定），对污泥的其他指标基本无改变。污泥在此含水率水平可以满足自持燃烧（根据经典的燃烧理论，800大卡可以自持燃烧，大于1100大卡的能够回收热量）的要求。
3.5石灰调质+深度脱水
降低污泥含水率至45%甚至更低，但由于石灰为惰性物质，对燃烧无正面的贡献，因此单位重量的脱水污泥热值降低，另外强碱与污泥有机质中的蛋白质作用产生氨气等恶臭气体。
4、不同添加物对污泥干化及燃烧性能改善研究
目前常用的污泥干化技术为热干燥处理技术，经过预干燥处理，污泥含水率由75%降至10%，可以用作焚烧及其他热能利用。这种方法虽然时间短，脱水效果好，但成本相对较高，且烘干过程中有恶臭气体产生。将膨润土和水泥以1：1的比例掺入污泥，当掺入比例为0.4时，污泥含水率降低较快，固化体的强度是单纯水泥固化的6倍。但这种固化的目的以填埋为主，固化剂掺入量较大，若单纯作为燃料使用则因灰分大而降低污泥热值。通过添加高热值物质和脱水剂，可明显提高污泥热值。使其成为一种成本较低，所需时间相对较短的干化方法，充分利用污泥热能。
5结论
污泥处理和处置不是两个相互独立的过程，两者相互结合，相互影响。因此，在进行污泥处理工程决策的工作中应该结合污泥的产生源头，污泥脱水技术的合理性，以及后端污泥处置的方向进行通盘综合考虑，进行有关污泥处置课题的调研，通过对污泥处理工艺的比选探讨来明确污泥的最终处置，消纳方向，根据后端处置对污泥的性状要求，优化选择污水厂污泥处理工艺及设施。在合适的资金投入下，达到污泥减量化、资源化、无害化目标。
参考文献
[1] 徐强，张春敏.污泥处理处置技术及装置［M］北京化学工业出版社，2003.
[2] 朱伟,林城,李磊,大木宜章,以膨润土为辅助添加剂固化.环境科学。2007
