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


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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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；

- Z7 i$ h' f# a/ ~9 R2）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；
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1 Q4 D) y  J; }' X+ ]试算过程：
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. F  k# y& q# e氧化钙分子量56，氢氧化钙分子量74

' w8 L3 W7 n1 {/ _$ h8 Y: q& A30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；

. b7 q. W) C' S# \  \" v+ V4）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。
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( f- b. s$ U$ p2 应用原则
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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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) @2 ]! \3 X& H  {/ g, H# z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。

' C/ A5 m0 u* ~, g) l# E0 a3 石灰稳定工艺与系统组成
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4 q8 K. Q/ t, h  v8 b3.1 工艺流程




: ~6 e) L: F" m" y( U1 v3.2 系统组成

& T$ ]+ g! B- K' j1）输送系统（包括湿泥及成品污泥输送）

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。

. Y& V9 m9 b8 W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。
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3）干化混合反应系统

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。

4）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。
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$ k8 a4 X3 n. `3 C4 设计与运行控制
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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。

0 z, j9 D4 X- }! Q7 k, c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%）

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

8 d$ G7 l- P/ I3 m( x2）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。

% s$ q+ q4 p; V  s, d6 [$ J5 投资及运行成本的评价与分析

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%）。

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％。