污泥處理過程的物質與能量流分析
來(lai)源： 閱(yue)讀：3497 更新(xin)時(shi)間：2011-07-26 11:53摘要：介紹污泥處理(li)單元與處理(li)處置途徑，從物質(zhi)和(he)能量流角度對不同工藝(yi)組合加(jia)以分析并結合中(zhong)國(guo)目前情況(kuang)加(jia)以討(tao)論(lun)。
關鍵詞：污泥；處(chu)理；能量流(liu)；物質流(liu)；優化
1背景
關于污泥(ni)處(chu)理(li)處(chu)置(zhi)不同對策的討論(lun)與(yu)爭議(yi)通常遠比對污水處(chu)理(li)工藝(yi)的探(tan)討要激烈和(he)復雜得多(duo)。除(chu)了商家(jia)利(li)益和(he)設計、決策者所處(chu)的部門局限等主觀因素外，污泥(ni)處(chu)理(li)處(chu)置(zhi)不僅涉及(ji)多(duo)個(ge)環節(jie)而且在短期(qi)和(he)長(chang)期(qi)規劃、最終(zhong)去(qu)向(xiang)等方面(mian)與(yu)很多(duo)邊界條件和(he)政(zheng)策導(dao)向(xiang)相關。
通(tong)過對不同處理手段的(de)組(zu)合、相(xiang)應的(de)物質和能量(liang)流分析，并(bing)對投(tou)資和運行費用進行比較，常(chang)可將問(wen)題和討論更客觀化。
本文根據(ju)一些實(shi)際工程經(jing)驗(yan)的總結對不同工藝組(zu)合的物質流(liu)和能(neng)量流(liu)加(jia)以分析(xi)并結合中國目前情況加(jia)以討論。
2 工藝組合
圖(tu)1簡單(dan)綜(zong)合(he)了歐(ou)洲較為常用的污(wu)泥處(chu)理、處(chu)置或利用的途徑。所涉及的單(dan)元操作將在(zai)下節分(fen)別介紹。
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3 單元操作及物質與能量流特征
3.1 生物穩定化
通(tong)過穩定化(hua)處(chu)理(li)(li)，污泥(ni)被進(jin)一步無機化(hua)、減量化(hua)，而且脫(tuo)水(shui)性能得到(dao)改善(shan)。處(chu)理(li)(li)后的(de)污泥(ni)，由于(yu)降低(di)了(le)產(chan)氣潛能從而可以更好(hao)地貯運。出于(yu)簡(jian)化(hua)工(gong)藝，歐洲小型處(chu)理(li)(li)廠(chang)（500～20,000人口(kou)規模）有較(jiao)多(duo)采用(yong)好(hao)氧(yang)工(gong)藝，而大(da)一些的(de)污水(shui)處(chu)理(li)(li)廠(chang)考慮能量回收和運行(xing)費用(yong)的(de)優化(hua)則采用(yong)厭氧(yang)工(gong)藝1。
采用焚(fen)燒處(chu)理(li)手段時，消化作為(wei)一個(ge)中(zhong)間(jian)單元操作來(lai)(lai)說所要達到的目的就簡(jian)化為(wei)減量(liang)、便于(yu)中(zhong)間(jian)儲(chu)存和(he)改善機(ji)械脫水性能(neng)，至于(yu)消化的其它(ta)功能(neng)，比如污泥(ni)中(zhong)有(you)(you)機(ji)物含量(liang)是否對焚(fen)燒有(you)(you)利(li)，以及建造消化系統的投資對污泥(ni)處(chu)理(li)系統總的影響，則要與(yu)其它(ta)單元操作綜(zong)合起來(lai)(lai)統一考慮。
在厭氧消化污泥的過程中，一部分干(gan)物質轉化成沼氣，可用(yong)于發電(dian)、制(zhi)備熱水或低壓蒸氣、作為燃料(liao)供(gong)給發酵系統保(bao)溫(wen)或作為污泥干(gan)燥和污泥焚燒時的輔助燃料(liao)。
厭氧消(xiao)化(hua)(hua)過程(cheng)所需要的能量主要是污(wu)泥輸送和(he)(he)攪(jiao)拌的電能，以及污(wu)泥升溫(wen)(wen)及消(xiao)化(hua)(hua)池的保(bao)溫(wen)(wen)。目前中國對(dui)消(xiao)化(hua)(hua)設(she)施運行(xing)數據的總結和(he)(he)報道尚較少。圖(tu)2是根據德國工程(cheng)數據歸納的結果(guo)2。計算中假設(she)處理(li)前干污(wu)泥中灼(zhuo)燒揮發份(fen)(fen)占65%，揮發份(fen)(fen)的熱值是22000KJ/kg，消(xiao)化(hua)(hua)后(hou)灼(zhuo)燒揮發份(fen)(fen)減少50%。重(zhong)力濃(nong)縮污(wu)泥的濃(nong)度、消(xiao)化(hua)(hua)溫(wen)(wen)度均會對(dui)相關數據產(chan)生影(ying)響。
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3.2 機械脫水(shui)與(yu)干燥
機(ji)械脫水(shui)的(de)效率在沒(mei)有仔細(xi)考慮污泥處置(zhi)和片面強(qiang)調一次性投資(zi)的(de)節(jie)省時常(chang)常(chang)被(bei)忽視，絕大多數情況下，機(ji)械脫水(shui)脫水(shui)率的(de)增加對后續處理處置(zhi)費用的(de)減小至關重(zhong)要。
污(wu)(wu)(wu)泥(ni)可被(bei)部分干(gan)(gan)(gan)燥或(huo)全部干(gan)(gan)(gan)燥。干(gan)(gan)(gan)物質(zhi)含量超過92%的(de)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)可視為無生(sheng)物活(huo)性(xing)，并可長期儲存(cun)。特別(bie)是對于(yu)(yu)規(gui)(gui)模較大的(de)污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理廠，干(gan)(gan)(gan)燥所(suo)需能(neng)量的(de)來(lai)源常常是干(gan)(gan)(gan)燥應用的(de)最大制(zhi)約(yue)。德國上世紀90年代約(yue)有120多家污(wu)(wu)(wu)泥(ni)干(gan)(gan)(gan)燥廠，這(zhe)些(xie)裝(zhuang)置大約(yue)可處(chu)理市政(zheng)污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理設(she)施(shi)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)產生(sheng)量的(de)10%，單體處(chu)理規(gui)(gui)模遠小于(yu)(yu)中(zhong)國污(wu)(wu)(wu)水處(chu)理廠平均規(gui)(gui)模。由(you)于(yu)(yu)嚴格的(de)排放標準限(xian)制(zhi)，實際(ji)常采(cai)用間(jian)接(jie)熱交換工藝。
圖3給出污泥(ni)干(gan)物(wu)質中不(bu)同(tong)揮(hui)發性固(gu)體物(wu)含(han)量與污泥(ni)干(gan)物(wu)質含(han)量及(ji)污泥(ni)低位熱值的(de)相關關系。計算(suan)中假設灼燒揮(hui)發份(fen)的(de)熱值為(wei)22,000KJ/Kg，圖中還標(biao)出了污泥(ni)干(gan)燥(zao)時不(bu)同(tong)初(chu)始(shi)干(gan)物(wu)質含(han)量及(ji)干(gan)燥(zao)后干(gan)物(wu)質含(han)量與干(gan)燥(zao)所需最小理論熱量。
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污泥的(de)(de)機(ji)械脫水是進一(yi)(yi)步處理(li)(li)的(de)(de)重要(yao)前提。如果(guo)將焚(fen)燒或(huo)其它(ta)熱處理(li)(li)作為最(zui)終處理(li)(li)手段，則(ze)要(yao)求機(ji)械脫水效率盡可能高，因(yin)為機(ji)械脫水每處理(li)(li)一(yi)(yi)噸含水污泥需(xu)要(yao)1—2kwh 的(de)(de)能量(liang)(liang)（電(dian)(dian)能），而干(gan)燥時(shi)不僅(jin)需(xu)要(yao)一(yi)(yi)部分電(dian)(dian)能，而且需(xu)要(yao)大量(liang)(liang)的(de)(de)熱能用于水的(de)(de)蒸發。圖4概括(kuo)了污泥脫水、干(gan)燥的(de)(de)基本能量(liang)(liang)流2。
特別需要注意(yi)的(de)(de)(de)是(shi)干燥過程中被蒸發(fa)出來的(de)(de)(de)水(shui)(shui)分含有較高(gao)濃度(du)的(de)(de)(de)氨氮(dan)。通常(chang)的(de)(de)(de)做法是(shi)將冷(leng)凝下來的(de)(de)(de)水(shui)(shui)排(pai)到污水(shui)(shui)處理廠進(jin)行處理，從而(er)在不同程度(du)上(shang)增加了進(jin)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)氨氮(dan)負(fu)荷。
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3.4 殺菌與固化
利用氧化(hua)鈣和(he)添(tian)加其他材料或工業廢(fei)物，如(ru)水泥(ni)、粘(zhan)土(tu)、石粉(fen)、飛灰(hui)和(he)煙氣(qi)凈化(hua)的(de)粉(fen)塵等(deng)對脫水污泥(ni)進行殺(sha)菌和(he)固(gu)化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)西方國家(jia)(jia)在上世(shi)紀六、七十年代作(zuo)了(le)較(jiao)多(duo)(duo)的(de)應用研究，包括處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后的(de)填(tian)埋(mai)(mai)性能與工藝(yi)。雖然近(jin)20多(duo)(duo)年來這(zhe)一(yi)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)手(shou)段(duan)在專家(jia)(jia)學者的(de)視野中幾乎消失，但不能忘(wang)記(ji)的(de)是即使在西歐的(de)發達國家(jia)(jia)尚有較(jiao)大比例的(de)污泥(ni)以填(tian)埋(mai)(mai)作(zuo)為最(zui)終處(chu)(chu)置手(shou)段(duan)，而填(tian)埋(mai)(mai)前通常經過殺(sha)菌和(he)固(gu)化(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)。
除(chu)了衛生(sheng)學(xue)上的意義外，氧化(hua)(hua)鈣與含水(shui)(shui)污(wu)泥(ni)(ni)混合，在與水(shui)(shui)分(fen)子反應(ying)的同(tong)時(shi)放熱并使一(yi)部分(fen)水(shui)(shui)分(fen)蒸發。加入(ru)氧化(hua)(hua)鈣后污(wu)泥(ni)(ni)含水(shui)(shui)率降低、硬(ying)度(du)增(zeng)加。少量的鋁鹽和（或(huo)）磷酸鹽的添加可以進(jin)一(yi)步增(zeng)加污(wu)泥(ni)(ni)的硬(ying)度(du)。
該操作(zuo)單(dan)元(yuan)的另一個(ge)重要作(zuo)用在于污(wu)泥的改性(xing)(xing)：無(wu)形(xing)狀的和塊(kuai)狀的污(wu)泥在適宜的混合器中進行固化處(chu)理(li)后形(xing)成流(liu)動性(xing)(xing)良好的顆(ke)粒，由于去除了生物活性(xing)(xing)從而易于堆積、儲存和運輸。
這一單(dan)元操(cao)作(zuo)的(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)在于混(hun)合。原(yuan)始的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)裝置(zhi)是(shi)在蝸桿輸(shu)送機中加入鈣粉(fen)，因為物(wu)料只(zhi)經過(guo)推送過(guo)程所(suo)以(yi)混(hun)合不均(jun)勻(yun)（耗鈣粉(fen)多、混(hun)合不均(jun)勻(yun)，效果差(cha)）同時難以(yi)實現(xian)(xian)污(wu)泥(ni)性狀的(de)(de)(de)(de)改善。現(xian)(xian)代(dai)的(de)(de)(de)(de)混(hun)合設備采用混(hun)合器中特制的(de)(de)(de)(de)絞刀使(shi)污(wu)泥(ni)破碎并流態化，處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)(de)物(wu)料（污(wu)泥(ni)）變(bian)成流動性良好的(de)(de)(de)(de)顆粒。這種(zhong)形式的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)在德國得(de)到普(pu)遍應(ying)用。
圖5是(shi)一個簡化(hua)的(de)污泥固化(hua)的(de)框算。
該處理單元的(de)作用主要為以(yi)下幾(ji)點：
(1) 單組分或與垃圾混(hun)合填(tian)埋的(de)預處理；
(2) 酸性土(tu)壤(rang)的改良；
(3) 污泥熱干燥(zao)的(de)替代方案(an)；
(4) ; 污泥焚燒爐或工(gong)業窯爐焚燒的預處理（加入(ru)的氧化(hua)鈣起一定的脫硫劑作(zuo)用）；
(5) 改善儲存和運輸。
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3.5農業利用和(he)土(tu)壤(rang)改良
污(wu)(wu)(wu)(wu)泥農業利(li)用或用作土(tu)壤改良有幾種不同的(de)(de)形式，如(ru)在極(ji)小型污(wu)(wu)(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)廠(chang)經生物穩定(ding)(ding)化處理(li)(li)后(hou)的(de)(de)濃縮污(wu)(wu)(wu)(wu)泥直接農用，經機械或加熱脫水(shui)后(hou)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥農用、堆肥等。從物質流角(jiao)度看，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥富含(han)營養鹽，回歸農田可以使農業、食品、廢物構成良性循環。遺(yi)憾的(de)(de)是，現(xian)代城市混(hun)合(he)排污(wu)(wu)(wu)(wu)系統使得(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥成分復雜，因(yin)此(ci)農用在安全性方面有一定(ding)(ding)的(de)(de)局限(xian)，而用于綠化和土(tu)壤改良雖然更(geng)為適(shi)宜，但由于政策和組織(zhi)管理(li)(li)方面的(de)(de)原因(yin)難(nan)以實施。
3.6污泥焚燒與煙氣凈化(hua)
焚(fen)燒分(fen)為污泥單組(zu)分(fen)焚(fen)燒和混合(he)焚(fen)燒。前者最主要的工藝形式是(shi)靜態流(liu)化床。混合(he)焚(fen)燒包括(kuo)：
(1) 垃(la)圾焚燒廠在垃(la)圾中混入(ru)少量污泥；
(2) 電廠混入少(shao)量(liang)污泥；
(3) 工業窯爐(lu)（如水泥廠）等(deng)。
由于(yu)垃(la)圾焚燒(shao)(shao)廠煙氣的(de)(de)排(pai)放(fang)要求與污泥(ni)(ni)焚燒(shao)(shao)一樣，所要考慮的(de)(de)因(yin)素更(geng)多(duo)是(shi)對策(ce)、工(gong)藝(yi)和(he)費用(yong)的(de)(de)優化(hua)，比如垃(la)圾焚燒(shao)(shao)爐(lu)(lu)排(pai)爐(lu)(lu)在加入(ru)過量(liang)污泥(ni)(ni)后(hou)，過量(liang)的(de)(de)污泥(ni)(ni)會通過爐(lu)(lu)排(pai)泄(xie)漏，導致焚燒(shao)(shao)不完全，以(yi)及(ji)污泥(ni)(ni)會增加煙氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)飛灰從而超過垃(la)圾焚燒(shao)(shao)爐(lu)(lu)及(ji)鍋爐(lu)(lu)設計的(de)(de)允許值等。爭議(yi)最(zui)大的(de)(de)是(shi)電廠和(he)工(gong)業窯爐(lu)(lu)的(de)(de)混合焚燒(shao)(shao)，因(yin)為電廠和(he)工(gong)業窯爐(lu)(lu)排(pai)放(fang)標準較低，污泥(ni)(ni)中(zhong)(zhong)的(de)(de)污染物混入(ru)后(hou)被稀釋，而重(zhong)金屬、二惡英的(de)(de)監測又很復(fu)雜(za)并難(nan)以(yi)監控。這(zhe)個議(yi)題較大，限(xian)于(yu)篇(pian)幅本文不再展開。
所謂焚(fen)(fen)燒過(guo)(guo)程能(neng)(neng)夠(gou)自(zi)燃(ran)(ran)(ran)，并不是(shi)單(dan)純指(zhi)焚(fen)(fen)燒過(guo)(guo)程不需輔助(zhu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)，而同時(shi)包括：必須(xu)要達到(dao)對(dui)污染(ran)物(wu)，主要是(shi)有機(ji)污染(ran)物(wu)的(de)(de)充分消除(chu)。這里不僅指(zhi)氣(qi)相（煙氣(qi)），而且指(zhi)固相（飛灰(hui)及爐渣），同時(shi)達到(dao)系統殘余固體物(wu)的(de)(de)高度穩定化(hua)。在設(she)計和實(shi)施污泥焚(fen)(fen)燒處(chu)理時(shi)需優化(hua)空氣(qi)預(yu)熱(re)系統、能(neng)(neng)量回收(shou)系統和輔助(zhu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)系統。焚(fen)(fen)燒過(guo)(guo)程能(neng)(neng)否夠(gou)自(zi)燃(ran)(ran)(ran)除(chu)了與污泥本身（含(han)水率，干物(wu)質的(de)(de)熱(re)值(zhi)）有關外，還與設(she)計的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒空氣(qi)過(guo)(guo)剩系數(shu)、空氣(qi)預(yu)熱(re)溫(wen)度有關。
焚(fen)燒后(hou)污泥中(zhong)的化(hua)學能(neng)轉換成煙氣中(zhong)的熱(re)能(neng)，其(qi)中(zhong)一部分(fen)隨熱(re)回收(shou)后(hou)的煙氣排放而損失(shi)掉(diao)。熱(re)能(neng)回收(shou)后(hou)的主要(yao)利用途徑為
(1) 燃燒空(kong)氣的預熱(re)；
(2) 污泥預干化（提(ti)高熱值(zhi)）；
(3) 發(fa)電(dian)或輸出熱(re)水、蒸汽(qi)。
前兩項完全(quan)是(shi)焚燒系統的“內耗”。由于煙氣組分比常規電廠要(yao)復雜，所以一般鍋爐蒸汽壓力不超過50bar，以發電為最大目的設(she)計(ji)，蒸汽熱能變成電能的效率約為25%，遠低于電廠。
焚(fen)燒(shao)和(he)煙氣(qi)凈化消(xiao)耗的(de)電能主要是燃(ran)燒(shao)風機(ji)和(he)煙氣(qi)引風機(ji)。
4以焚燒為最終處理的工藝組合與比較
4.1工藝組合
表1列(lie)出(chu)幾個(ge)以(yi)焚燒為最終處理的(de)工藝(yi)組合。以(yi)下為以(yi)實(shi)際工程為基礎的(de)幾個(ge)方案比較，重點(dian)是物(wu)質流與能量流的(de)量化，由此(ci)可進(jin)一(yi)步(bu)確認設(she)施的(de)復雜(za)程度(du)、大小(xiao)與費(fei)用。
計(ji)算中采用統一的(de)基數：
(1) 原始(shi)人(ren)均污泥產生量為每人(ren)每天80g；
(2) 污泥(ni)的干物質中灼燒揮發物含量為65%；
(3) 灼燒(shao)揮(hui)發物中有50%可通過厭(yan)氧消化得到(dao)降解(jie)；
(4) 灼(zhuo)燒(shao)揮發(fa)物的(de)低位熱值為22,000kJ/Kg。
表1： 幾個以焚燒為最終處理的工藝組合
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組合代號
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是否有厭氧消化工藝
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機械脫水后TS含量%
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半干化后TS含量%
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燃燒空氣預熱℃
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焚燒特征
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Fl30Tr37Vw
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有
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30
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34
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500
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自燃
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Fl30Tr48
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有
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30
|
48
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不需
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自燃
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|
Fl37Vw
|
有
|
37
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無干化
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500
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自燃
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F25Vw
|
有
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25
|
無干化
|
500
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需輔助原料
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25Tr30Vw
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無
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25
|
30
|
500
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自燃
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25Tr40
|
無
|
25
|
40
|
不需
|
自燃
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30Vw
|
無
|
30
|
無干化
|
500
|
自燃
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20Vw
|
無
|
20
|
無干化
|
500
|
需輔助原料
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Fl30Tr95
|
有
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30
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95
|
不需
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自燃
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25Tr95
|
無
|
25
|
95
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不需
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自燃
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方(fang)案Fl30Tr37和(he)Fl30Tr48污泥消化(hua)后機械(xie)脫水至固(gu)體(ti)物TS含量30%（如(ru)通過離心脫水機實(shi)現(xian)），如(ru)果(guo)(guo)通過半(ban)干化(hua)（或加CaO）將(jiang)固(gu)體(ti)物含量進(jin)一步增加，在固(gu)形物TS含量為37%時（半(ban)干化(hua)），通過將(jiang)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)空氣(qi)預(yu)熱到(dao)500℃便可(ke)(ke)自燃(ran)(ran)(ran)。如(ru)果(guo)(guo)TS含量進(jin)一步提高，達到(dao)48%時焚(fen)燒(shao)(shao)爐不需對(dui)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)空氣(qi)預(yu)熱便可(ke)(ke)自燃(ran)(ran)(ran)。
如果機(ji)械脫(tuo)水(shui)僅(jin)將TS提升到25%（Fl25Vw），即(ji)使(shi)對(dui)燃(ran)燒空氣預熱，也仍需輔(fu)助燃(ran)料。
未(wei)經(jing)消化(hua)的污泥脫水至TS30%（25Tr30Vw和30Vw），系統(tong)通過預熱燃燒空氣可自燃。
方案Fl30Tr95和(he)25Tr95將污(wu)泥全(quan)干化至TS95%，所需熱源可來自(zi)煙氣的(de)熱回收或(huo)污(wu)泥消化的(de)沼氣。
4.2物質流與(yu)設備規模
焚燒煙氣量和干燥蒸發的水量分別是焚燒設備和熱蒸發干燥設備規模的重要指標。圖6將這兩個指標列出2。由于污泥消化已將部分可燃物降解，所以煙氣量均低于未消化污泥。如果機械脫水率高（Fl37Vw，Fl25Vw,和30Vw），僅通過預熱燃燒空氣便可實現自燃，不需要中間的干化。
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4.3熱能
圖7列出焚燒前系統所需的熱能以及從沼氣和煙氣中可回收的熱能2。從中可以看出消化過程回收的熱量在假定的消化條件下有一大部分又用于系統的保溫。除機械脫水率低的20Vw方案外，所有其它方案均可不同程度地回收熱能。計算中假定沼氣和煙氣的熱能回收率為75%，在全干化的兩個方案中（Fl30Tr95和25Tr95）取90%（相當于電廠熱回收率）。
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4.4 電能
圖8為系統電耗2，在30-65KJ/人·天這樣一個范圍。圖7中過程剩余熱能在150-400KJ/人·天之間（20Vw除外）。取沼氣轉化電能30%，煙氣熱能轉化為電能的25%，則剩余熱能理論上所能轉化的電能便與系統耗電在一個數量級上了。實際的系統中考慮到穩定性通常要有一定的余量，一次性投資的局限等，所以污泥焚燒過程的能量回收未必完全抵消系統的能耗。
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圖9給出以發電為最大目的發電量比較2。
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在(zai)有(you)(you)消化(hua)的(de)工藝組合中，發(fa)電量(liang)絕(jue)大部分來自沼(zhao)氣(qi)發(fa)電。Fl25Vw,20Vw以(yi)及(ji)全干化(hua)方案(an)的(de)發(fa)電量(liang)較高是因為輸入了外(wai)界供(gong)給(gei)的(de)能量(liang)。如果(guo)燃料(liao)計價低而(er)發(fa)電量(liang)又有(you)(you)較好的(de)補貼，則過程(cheng)會(hui)有(you)(you)盈利，盡管同樣的(de)燃料(liao)用在(zai)發(fa)電效率高的(de)常規電廠從能源利用效率上看更有(you)(you)意義(yi)。
二個全干化+焚燒(shao)的(de)(de)方案(an)（Fl30Tr95和25Tr95）如果利用電廠的(de)(de)剩余熱能(neng)進行干燥，干化后的(de)(de)污(wu)泥替代常規燃料，從能(neng)量的(de)(de)角度看是有意義的(de)(de)。實(shi)際中，除了(le)以(yi)上所(suo)提及的(de)(de)污(wu)染物(wu)排放問題(ti)外(wai)，運輸以(yi)及干燥后冷凝(ning)水的(de)(de)去(qu)向等又成了(le)新的(de)(de)問題(ti)。
5 討論
本文所(suo)涉及(ji)到的(de)定量描述以(yi)歐洲污(wu)(wu)泥(ni)的(de)基礎(chu)數據(ju)和污(wu)(wu)泥(ni)處理工(gong)程實踐為(wei)依據(ju)，試圖(tu)指出污(wu)(wu)泥(ni)問題的(de)系統性以(yi)及(ji)不同操(cao)作單元之間的(de)物質(zhi)與(yu)能量的(de)相(xiang)互關(guan)聯(lian)，而其中(zhong)定量化的(de)結(jie)論(lun)與(yu)假(jia)設的(de)邊界(jie)條件有關(guan)。關(guan)于(yu)單元操(cao)作和工(gong)藝組合的(de)描述與(yu)分析可以(yi)引出以(yi)下啟示：
(1) 污泥問(wen)題涉及方方面(mian)面(mian)，如果將某一個或幾個單元操作(zuo)的結論(lun)擴展到全系統，就(jiu)勢必(bi)會容易以偏概全。 在規(gui)劃和設計中(zhong)通過(guo)對過(guo)程的物質和能量(liang)流(liu)進行分析可(ke)以使決(jue)策更科學化。
(2) 無論(lun)從衛生(sheng)要(yao)求(qiu)(qiu)還是減(jian)量化(hua)和能量回(hui)收的(de)角度，污泥厭(yan)氧(yang)消(xiao)化(hua)在污泥處理(li)處置系統中應得到(dao)更(geng)多重視(shi)。污泥消(xiao)化(hua)遇到(dao)的(de)問題常常是發酵時間(jian)長（反(fan)應中細(xi)胞壁的(de)障礙使(shi)得水解過程過長），管理(li)技術(shu)要(yao)求(qiu)(qiu)高(gao)等。近(jin)十多年歐洲污泥消(xiao)化(hua)之前的(de)預處理(li)技術(shu)與工藝(yi)可(ke)以緩解這一問題，應當注意引進(jin)。
(3) 上面的分(fen)析顯示，半(ban)干化如果作(zuo)為焚燒(shao)(shao)的預處(chu)理(li)(li)(li)，是(shi)否需要(yao)以及干化的程度主要(yao)取(qu)決于焚燒(shao)(shao)的系統優化。如果作(zuo)為填埋的預處(chu)理(li)(li)(li)或者作(zuo)為污泥運往(wang)異地的污泥焚燒(shao)(shao)廠之前的預處(chu)理(li)(li)(li)，在(zai)經(jing)濟性和(he)能耗方面存在(zai)很大(da)的局限性。這時殺菌固化在(zai)絕大(da)多數情況(kuang)下(xia)會(hui)更經(jing)濟、有效、合理(li)(li)(li)。
(4) 現代污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理廠污(wu)水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理及污(wu)泥脫水(shui)(shui)(shui)和(he)穩定(ding)化的耗(hao)電約(yue)在250kJ/人(ren).天2。如(ru)果不加輔助燃(ran)料的話，由上面的分析可看(kan)出(chu)，沼氣、焚燒的電能(neng)(neng)回收小于(yu)(yu)均小于(yu)(yu)這一數值。也就是(shi)說，污(wu)水(shui)(shui)(shui)污(wu)泥處(chu)(chu)理是(shi)個(ge)凈(jing)耗(hao)能(neng)(neng)的過程。
(5) 焚(fen)燒在減量化方(fang)面有明顯(xian)優勢，但應該(gai)對其在能量回收上所起的(de)作(zuo)用進行客觀(guan)估價。減量伴(ban)隨著污染物的(de)富集，煙氣(qi)凈化的(de)副產物屬于特殊(shu)固體(ti)廢棄物。
(6) 焚燒(shao)(shao)是(shi)(shi)否是(shi)(shi)中(zhong)國(guo)(guo)目前要(yao)普及的(de)(de)對策，應在多方面加以(yi)考慮。國(guo)(guo)際上(shang)(shang), 如(ru)前西德國(guo)(guo)，50萬以(yi)上(shang)(shang)人(ren)口的(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)均(jun)有(you)至少一個污(wu)泥焚燒(shao)(shao)廠，但(dan)另一方面，西德超過50萬人(ren)口的(de)(de)城(cheng)(cheng)市(shi)幾(ji)乎屈指可數，而垃圾(ji)焚燒(shao)(shao)廠約(yue)有(you)60個。如(ru)果中(zhong)國(guo)(guo)垃圾(ji)的(de)(de)對策仍(reng)以(yi)衛(wei)生(sheng)(sheng)填(tian)(tian)埋為(wei)主的(de)(de)話，追求污(wu)泥焚燒(shao)(shao)似乎就(jiu)不對稱。(7) 將經過簡單機械脫水(shui)后的(de)(de)污(wu)泥進(jin)行填(tian)(tian)埋會(hui)給填(tian)(tian)埋場造成(cheng)很大壓力，上(shang)(shang)面介紹的(de)(de)污(wu)泥殺菌(jun)與固化在中(zhong)國(guo)(guo)幾(ji)乎沒有(you)實施。在衛(wei)生(sheng)(sheng)填(tian)(tian)埋仍(reng)為(wei)垃圾(ji)處置(zhi)的(de)(de)重要(yao)趨勢和(he)有(you)限的(de)(de)資金(jin)更(geng)多要(yao)投向完善(shan)管網和(he)提高(gao)污(wu)水(shui)處理率(lv)的(de)(de)大環境下，殺菌(jun)固化和(he)衛(wei)生(sheng)(sheng)填(tian)(tian)埋不失(shi)為(wei)一個務實的(de)(de)解決途徑。
過(guo)去(qu)的(de)(de)(de)(de)幾十(shi)年中(zhong)污(wu)水(shui)處理(li)技術不斷完善，但(dan)污(wu)泥(ni)問題即使在發達(da)國家也仍(reng)然(ran)是(shi)一個難以解決的(de)(de)(de)(de)問題。從物(wu)質和(he)(he)能(neng)(neng)(neng)量(liang)流(liu)角(jiao)度對污(wu)泥(ni)處置的(de)(de)(de)(de)思考(kao)自然(ran)會涉及(ji)污(wu)水(shui)的(de)(de)(de)(de)來(lai)源與最終歸宿(su)的(de)(de)(de)(de)問題。污(wu)水(shui)處理(li)主要解決的(de)(de)(de)(de)是(shi)好氧(yang)有機(ji)物(wu)的(de)(de)(de)(de)降解和(he)(he)營養(yang)鹽的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)，前者是(shi)能(neng)(neng)(neng)量(liang)攜(xie)帶(dai)體(ti)，但(dan)通過(guo)消耗能(neng)(neng)(neng)量(liang)的(de)(de)(de)(de)生化(hua)(hua)好氧(yang)過(guo)程轉變成二氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)被排(pai)放(fang)。營養(yang)鹽氮、磷(lin)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)也需要消耗能(neng)(neng)(neng)量(liang)，剩余的(de)(de)(de)(de)一部(bu)分隨出水(shui)流(liu)走進(jin)入(ru)水(shui)體(ti)，一部(bu)分留(liu)在污(wu)泥(ni)中(zhong)。污(wu)水(shui)處理(li)廠污(wu)泥(ni)由于成分復雜，資(zi)源回(hui)收很困難.現代的(de)(de)(de)(de)污(wu)水(shui)排(pai)放(fang)模式幾乎完全(quan)截斷了食品(pin)－廢物(wu)－農(nong)業的(de)(de)(de)(de)物(wu)質循環。污(wu)水(shui)中(zhong)大(da)部(bu)分的(de)(de)(de)(de)有機(ji)物(wu)和(he)(he)絕(jue)大(da)部(bu)分營養(yang)鹽來(lai)自糞(fen)尿(niao)， 近年來(lai)國際國內(nei)開展的(de)(de)(de)(de)污(wu)水(shui)源分離的(de)(de)(de)(de)探索就(jiu)是(shi)想將(jiang)人糞(fen)尿(niao)單獨分離出來(lai)回(hui)收能(neng)(neng)(neng)量(liang)和(he)(he)資(zi)源，同時改變目前污(wu)水(shui)處理(li)高(gao)耗能(neng)(neng)(neng)和(he)(he)污(wu)泥(ni)處理(li)處置困難的(de)(de)(de)(de)局(ju)面3。
主要參考文獻：
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張健，工學博士（柏林工大），萬若（北京）環境工程技術有限公司，100088 北京，電話 82055667，傳真 82055845, j.zhang@envi8.com
