1、背景

随着我国污水处理厂的逐步增多与污水处理技术的发展，污水在处理过程中产生的污泥也在逐步增多，目前，许多污水厂仍然将污泥随意外运，简单回填或堆满，这些废弃物有机物含量和含水率都很高，容易腐烂发臭，给环境造成了破坏。

污泥处理处理有许多途径，如堆肥、烧毁等。本文介绍透过加钙同时实现污泥干宁、切割及杀菌的原理与方法。

2 、污泥加钙干宁切割杀菌的基本原理

将污泥与细石灰光滑混合，石灰与污泥中所含的水分出现如下反应：

1kgcao+0.32kgh2o->1.32kgca(oh)2+1177kj

根据这一反应，每投加1千克的氧化钙有0.32的水被融合成为氢氧化钙，反应所生成的热可冷却约0.5千克的水。

生石灰与水反应生产氢氧化钙后，会继续与污泥中的其他物质出现更进一步的反应，如生成物氢氧化钙与co2的反应：

1.32kgca(oh)2+0.78kgco2=1.78kgcaco3+0.32kgh2o+2212kj

这一反应会更进一步减少固体物的总量、发热冷却一部分水，进而减少处理后污泥的含固量。

cao、氢氧化钙还能与定形硅酸（sio2）或者氧化铝(al2o3)出现反应。

以上这些主要化学反应产生如下效果：

（1）因碱性物质ca(oh)2的促进作用致使污泥中的ph值增高，

（2）因反应放热导致污泥温度增高，

（3）反应生成物中融合了游离水，此外因放热反应，一部分游离的水被冷却。

最后结果是：

（1）更进一步水解，由含水率80%-85%水解到20%-65%（依生石灰投加量而定）

（2）杀菌，温度和ph的增高能起到杀菌的促进作用，进而保证在利用或处理过程中的卫生安全性；

（3）熔融重金属离子，投加一定量的氧化钙使污泥成碱性，能融合污泥中的部分金属离子形成无害的化合物达至熔融重金属离子的效果。

（4）改性、颗粒化，进而改善储存和运输条件，避免二次飞灰、渗滤液泄漏；

（5）浸渍宁、切割，进而显著降低含水率，易于不同的再利用或者回填。

因水分被冷却，所以，虽然向系统嵌入了石灰，但最后结果系统的总量减少并不显著。

3、 污泥加钙干宁切割杀菌后的利用与处理

3.1概述

图1汇总污泥加钙处理后的各种处理和利用途径。对于不同的处理和利用途径，简述如下。

3.2农业、绿化、林业和土地复原

对于重金属含量较高的污泥，加钙消毒后的污泥（也可此外混进一定量的结构性物质，如：秸杆、稻草、木屑等），用作农业、绿化、林业或土地复原。这一方法西欧、北美也有较多应用领域。

3.3卫生回填

污水处理厂中从压滤机污泥含水率大约是80%左右，通常含有大量的微生物与细菌，且污泥体积大且性质极不平衡，如直接用作卫生回填是不符合要求的，遇到了潮湿及雨季污泥极有可能出现大规模膨胀且产生大量有害渗漏液体严重污染环境。

历经加钙切割处理后，污泥含水率能降至60%下列，生石灰与水的放热反应杀死了大部分的微生物与细菌，熔融了大部分的重金属离子，处理以后的污泥呈颗粒状且性质极平衡，污泥体积规则也易于运输，节约大量尾端成本。

3.4烧毁

污泥烧毁前展开二级加钙处理，能使污泥含水率能降至60%下列，能在加钙混合的此外重新加入部分可燃性的生活垃圾减少燃烧热值，使待处理的污泥有较高的（电厂常规燃料/污泥）比值，节约大量的烧毁与运输成本。此外，污泥中含碱性钙，有益于烟气的脱硫处理。

3.5污泥二级加钙处理应用领域作建材利用

黏土资源的大量开采，已严重影响到农田生产与水土保护环境。因此，若能利用污泥中所含的灰分替代黏土生产建筑材料，不仅变废为宝，解决污泥的污染问题，并为污泥资源合理利用，还可缓解建材工业与农业争土的矛盾。经加钙干宁处理后的污泥，脱除水分，平衡化造粒后，可透过烧结制造成污泥砖、地砖、做混凝土的填料，代替部分水泥；或做为水泥生产的原料的替代。

4 、关键技术与工艺

污泥加钙处理后的工艺关键是污泥与石灰的有效混合，如何同时实现低廉的运行成本（即低电耗、低消耗cao）以及良好的污泥物理形态是混合技术的关键。传统的机械搅拌混合技术无法满足这一要求。

较为原始的处理装置是在蜗杆运送机中重新加入钙粉，物料主要只历经推送过程，所以混合不光滑（耗钙粉多、混合不光滑，效果差）此外难以同时实现污泥性状的改善。

污泥一般为粘稠、致密的物料，现代污泥混合设备采用机械驱动流化床工艺，透过犁形铲的翻抛促进作用将污泥打散，并在疏松的状态下与氧化钙充分混合。

图2为用作污泥混合的loedige罗迪格机械驱动流化床混合反应器的示意图。

（1）氧化钙计量投加系统，

（2）混合反应系统

（3）污泥运送系统

在许多情况下也能向污泥中混进多种物料，如当处理污泥后展开回填时，能污泥中嵌入飞灰和少量水泥，达至节省成本和减少硬度、造粒的效果。

5 、工程应用领域

水解污泥加钙在西欧和北美有很长的历史，是至今在污泥处理处理中仍然采用的一种方法，如美国华盛顿污水处理厂每天1000多吨（2005年数据）的污泥历经加钙消毒后用作农业、林业和土地复原。下列介绍德国一种污泥加钙定向处理的实例。

5.1处理目的

系统设计和实施中为了适应污泥处理处理的灵活性，考虑了将来不同的应用领域模式，分别为

（1）污泥加钙处理做为杀菌，然后农用

（2）做为浸渍宁用作异地烧毁

（3）做为切割以便回填

5.2工艺

工艺主要包括：

（1）向机械促进作用的流化床混合反应器中重新加入石灰

（2）机械类型：loedige高效率混合器

（3）石灰：细生石灰，cao含量>90％

（4）混合器进口污泥含固率：约23％

（5）混合器出口污泥含固率：可在23－x％之间自由选择

（6）污泥结构：可根据用途调整

5.3处理装置

存放在料仓中的石灰由传送螺杆运送至尾端储料罐，该储料罐与石灰计量皮德盖装置配套。计量皮德盖装置配置的尾端料罐有两个功能：形成平衡的石灰料柱确保石灰持续运送入皮德盖装置内，系统一旦启动时立刻能提供石灰。

5.4污泥的尾端储存

鉴于污泥加钙后有一种更进一步的反应过程，所以加钙处理后的污泥应再展开一定时间的堆满。

 表1：加钙处理后污泥温度、ph值及含固量变化

6、小结

随着我国对城市污水处理力度的减少，污泥的产生已经成为一种急待解决的问题。对水解污泥展开加钙处理能达至浸渍宁、切割和杀菌的促进作用。在应用领域作农业、林业、卫生回填、烧毁、建材利用等最后处理方式之前，有平衡处理效果、减少环境污染、减少处理成本等效果，是污泥处理中一种有效的处理方法。

污泥加钙处理的关键在于高效率、低能耗的混合反应。透过合理的工艺组合及优化，能在很少量的氧化钙消耗下同时实现污泥消毒杀菌及污泥改性，易于储存与运输，透过适当减少加钙量，能灵活的同时实现多种处理和利用途径的预处理，达至浸渍宁和切割的效果。