太陽能污泥干化是指利用太陽能為主要能源對污泥進行干化處理。該工藝借助傳統(tǒng)溫室干燥技術(shù), 結(jié)合當代自動化技術(shù)的發(fā)展, 將其應(yīng)用于污泥處理領(lǐng)域, 主要目的是利用太陽能這種清潔能源作為污泥干化的主要能量來源。其實際商業(yè)化應(yīng)用最早見于1994年德國南部的污水處理廠IST Anlagen2bau GmbH[ 1 ] 。近幾年, 隨著污泥產(chǎn)量的不斷攀升以及相關(guān)環(huán)境衛(wèi)生政策的出臺制約了傳統(tǒng)的污泥處置途徑(如: 填埋、農(nóng)用等) , 在歐洲尤其在法國和德國, 該技術(shù)得到了進一步推廣和運用, 如威立雅和得利滿等水處理公司都相繼開發(fā)了自身的專利技術(shù)Solia工藝和Helantis工藝。

1　工作原理和工藝流程

污泥在溫室內(nèi)主要存在有以下三種干化過程:①輻射干化, 當溫室內(nèi)的污泥接受外部太陽光線有效輻射后溫度升高, 使其內(nèi)部水分得以向周圍空氣加速蒸發(fā), 從而增加了污泥表面的空氣濕度, 甚至于達到飽和; ②通過自然循環(huán)或通風, 將溫室內(nèi)的濕空氣排出, 使污泥表面的濕度由原先的飽和狀態(tài)進入非飽和狀態(tài), 從而促使污泥內(nèi)部水分進一步向周圍空氣蒸發(fā)。實驗證明, 后者污泥干化過程中占據(jù)更重要的位置; ③當污泥中的含水率減至近40%～60%時, 污泥中有機物會在有氧的條件下進行發(fā)酵, 從而可以觀察到污泥堆的內(nèi)部溫度的進一步升高, 起到加速干化作用, 同時也使污泥得到穩(wěn)定化處理。為了進一步加速污泥中的水分(包括污泥中的自由水分和間隙水分) 蒸發(fā), 一些溫室附屬設(shè)備也得到了相應(yīng)的開發(fā)和利用, 其中包括: ① 大流量強制通風系統(tǒng)并附加氣體收集和除臭裝置, 滿足大面積溫室處理污泥的需要; ② 半自動化甚至全自動化的翻泥系統(tǒng), 使污泥得到經(jīng)常性的翻動并混合均一, 從而不斷翻新蒸發(fā)面積, 同時也起到供氧作用, 避免污泥堆內(nèi)部出現(xiàn)局部厭氧而釋放惡臭氣體; ③ 暖氣系統(tǒng), 用于減小溫室的設(shè)計面積,使其適應(yīng)在不同天氣和不同季節(jié)條件下干化作業(yè)的需求, 縮短處理周期。

1.1　太陽能污泥干化特點

太陽能污泥干化與傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)相比, 其優(yōu)點主要在于: ①能耗小, 運行管理費用低(在無附加除臭系統(tǒng)的條件下, 蒸發(fā)1 t水耗電量僅為25～30kWh, 而傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)需耗電為800～1060kWh) ; ②處理后污泥體積減少可達3～5倍,實現(xiàn)穩(wěn)定化并仍保留其原有的農(nóng)業(yè)再利用價值(低溫干化) ; ③系統(tǒng)運行穩(wěn)定安全, 溫度低, 灰塵產(chǎn)生量小; ④操作維護簡單、使用壽命長; ⑤系統(tǒng)透明程度高, 環(huán)境協(xié)調(diào)性好; ⑥可同時解決污泥存儲的需要; ⑦利用可再生能源太陽能作為主要能源來源, 滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。其主要缺點在于: ①占地面積大, 需要在污水處理廠有足夠可利用的場地空間; ② 處理效果受天氣和季節(jié)性條件約束; ③在密閉空氣條件下作業(yè); ④在大多數(shù)情況下, 需要設(shè)置除臭設(shè)備。

1.2　太陽能污泥干化的運用

太陽能污泥干化處理是污泥處理工藝的一種創(chuàng)新方法, 但它不是以污泥的最終處置為目的, 而是通過太陽能干化處理, 使干化后的污泥實現(xiàn)資源利用。此外, 該工藝可以與不同的污泥處置途徑相結(jié)合, 使其成為通往不同污泥處置途徑的一個中轉(zhuǎn)平臺, 從而達到降低污泥處置費用, 提高處置手段的靈活性。

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