剩余污泥 市政剩余污泥处理处置之石灰稳定

1 原理与作用


% u. D( p8 q9 e6 z通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混，生石灰与脱水污泥中的水分发生反应，生成氢氧化钙和碳酸钙并释放热量。石灰稳定可产生以下作用：
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# P* q9 ~! V+ u; {1）灭菌和抑制腐化。温度的提高和 pH 的升高可以起到灭菌和抑制污泥腐化的作用，尤其在pH≥12的情况下效果更为明显，从而可以保证在利用或处置过程中的卫生安全性；

& O. \+ l, O& d: H' @, ~" b2）脱水。根据石灰投加比例（占湿污泥的比例）的不同（5％~30％），可使含水率80％的污泥在设备出口的含水率达到74.0％~48.2％。通过后续反应和一定时间的堆置，含水率可进一步降低；

4 u4 b% @3 I% Q* e3 f; R7 l试算过程：

0 Y9 u- d( Y, S3 a0 I+ v1 k$ |  t氧化钙分子量56，氢氧化钙分子量74
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30份氧化钙可吸收9.64份水生产39.64份氢氧化钙。

故污泥在未机械脱水的情况下，含水率可由80%降低至45.8%，但若考虑生石灰中的纯度及氧化镁的含量，含水率会有一定的偏差。
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3）钝化重金属离子。投加一定量的氧化钙使污泥成碱性，可以结合污泥中的部分金属离子，钝化重金属；

4）改性、颗粒化。可改善储存和运输条件，避免二次飞灰、渗滤液泄漏。

2 应用原则
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% m: ?6 j6 \- y5 y, a污泥的石灰稳定技术可以做为建材利用、水泥厂协同焚烧、土地利用、卫生填埋等污泥处置方式的处理措施。
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7 I1 |2 w! n8 ?$ l" U/ @/ c采用石灰稳定技术应考虑当地石灰来源的稳定性、经济性和质量方面的可靠性。

1 l1 O; `1 n2 U& ^% L* ^3 石灰稳定工艺与系统组成
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- f6 x9 x# G- U* J. F- M3.1 工艺流程
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3.2 系统组成
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& Q' ]$ }; e  ?) y- s) y7 F1）输送系统（包括湿泥及成品污泥输送）

( Q% y: O% H- `( c4 |+ F& E一般可选择螺旋输送机或带式输送机，应采用全封闭结构，以防止污泥散发的臭气排放到大气中，影响操作环境，危害操作人员的健康。
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2）石灰仓储与计量给料系统

石灰料仓用来暂时储存罐车运送来的石灰粉料。设有破拱装置、仓顶布袋除尘器、料位器等。

  K, r. x. j% a; ]3 f% i- J计量给料系统应确保在混合反应器开启后，石灰能持续、定量输送至混合反应器内。主要由进料斗、进料料位监测和出料装置、计量投加装置等组成。

; E! y2 [3 S8 v: W( t& _% p+ ?4 }* s/ H3）干化混合反应系统
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9 l3 j% Z3 |" w8 V1 Q作为石灰干化稳定工艺的核心设备，其运行表现直接影响整个项目效果。目前一般选择传统卧式混合搅拌反应器，主要由混合圆筒、工作轴、搅拌元件、在线监测装置等组成。
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  C7 {" W3 p# b$ q8 G% X4）废气收集及处理系统
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污泥石灰稳定工艺中，废气主要特点是高温、高湿、高粉尘浓度、低有毒气体浓度。它的主要成分为水蒸气、石灰粉尘、氨气，温度约为30℃~50℃。针对该类废气，一般选择湿式喷淋塔或增加净化单元可满足处理需求。

1 S5 r  x, H$ \4 设计与运行控制
5 S" d. g0 c4 o" y: y9 t1 h$ G) |  a
: O. p) }% \: [9 \1）石灰掺混比例

根据污泥含水率、石灰活性及最终处置方式差异，石灰掺混比例可在30％以内调整。不同加钙量的脱水效果，见表4-5。

2 ]! R1 F, U- J2 Q8 L- }& j表4-5 加钙处理后污泥温度、pH值及含固量变化（原始污泥含固率22.7%）
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编号	石灰与污泥的重量比（%）	温度（℃） （处理后30分钟测量）	在相应时间后的含固率（%）		pH值
			50 小时	一周
1	2	28	30.8	33.1	12.5
2	4.6	30	35.9	38.0	12.6
3	6.9	43	39.2	41.4	12.6
4	9	45	48.1	未测	12.6
5	11	58	51.7	未测	12.6
6	14.4	59	54.8	未测	12.6   U5 o1 u2 S  D/ }+ c4 G/ m

+ o. p1 e, z3 [9 a+ v( D* q8 n% A2）混合物料的后续反应

石灰—污泥在快速混合后反应仍将不同程度地持续数小时至数天，设计中应优化工艺条件有利于污泥的后续反应及水蒸汽的蒸发，可以通过设计混合物料堆置设施（一般为5~10d 混合物料的堆置空间）为其进一步的反应提供有利条件，但要考虑粉尘及有毒有害气体的控制。
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3 N. H! f$ Q* N, r/ d+ F2 k4 V! \5 投资及运行成本的评价与分析
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相对污泥热干化、焚烧等处置方式，污泥石灰稳定工艺基建投资较低，根据规模及混合设备选型不同，固定资产投资约为2~4万元/t污泥（含水率80%）。
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6 a/ t- s1 m+ K8 |目前国内工程实例较少，工艺直接运行费用主要由石灰、电、人工、设备维护等费用组成。根据石灰掺混比例不同，单吨运行成本约为50~150元，其中，石灰消耗可占到总运行费用的70％~90％。