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污泥处理过程的物质与能量流分析_张健-a9034c7f453610661ed9f47654给水排水Vol.34增刊2008污泥处理过程的物质与能量流分析张健(万若(北京)环境工程技术有限公司,北京100088)摘要近年来,城市污水处理厂污泥的处理与处置得到了业内及社会越来越多的重视,污泥问题成为水处理界的一大难点。介绍了污泥处理单元与污泥处理处置途径,以欧洲污泥的基础数据和污泥处理工程实践为依据,从物质流与能量流角度对不同污泥处理工艺组合进行分析,并结合我国实际情况加以讨论。关键词污泥处理与处置物质流能量流优化0前言关于污泥处理处置不同对策的讨论与争议通常远比对污水处理工艺的探讨激烈和复杂得多。除了商家利益和设计、决策者所处的部门局限等主观因素外,污泥处理处置不仅涉及多个环节而且在短期和长期规划、最终去向等方面与很多边界条件和政策导向相关。通过对不同处理手段的组合相应的物质和能量流分析,并对投资和运行费用进行比较,常可将问题和讨论更客观化。本文根据一些实际工程经验的总结对不同工艺组合的物质流和能量流加以分析并结合我国目前的实际情况加以讨论。1工艺组合图1简单综合了欧洲较为常用的污泥处理、处置或利用的途径。所涉及的单元操作将在下节分别介绍。图1污泥的处理处置及利用方案组合示意2单元操作及物质与能量流特征2.1生物稳定化通过稳定化处理,污泥被进一步无机化、减量化,而且脱水性能得到改善。处理后的污泥,由于降低了产气潜能从而可以更好地储运。出于简化工艺,欧洲小型处理厂(人口规模500~20000)有较多采用好氧工艺,而大一些的污水处理厂考虑能量回收和运行费用的优化则采用厌氧工艺[1]。采用焚烧处理手段时,消化作为一个中间单元操作来说所要达到的目的就简化为减量、便于中间储存和改善机械脱水性能,至于消化的其他功能,比如污泥中有机物含量是否对焚烧有利,以及建造消化系统的投资对污泥处理系统总的影响,则要与其他单元操作综合起来统一考虑。在厌氧消化污泥的过程中,一部分干物质转化成沼气,可用于发电、制备热水或低压蒸汽、作为燃料供给发酵系统保温或作为污泥干燥和污泥焚烧时的辅助燃料。厌氧消化过程所需要的能量主要是污泥输送和搅拌的电能,以及污泥升温及消化池的保温。目前我国对消化设施运行数据的总结和报道尚较少。图2是根据德国工程数据归纳的污泥厌氧消化处理能量转换结果[2]。计算中假设处理前干污泥