污泥稳定的N-Viro Soil工艺

使用石灰和窑灰的后石灰稳定工艺称为N-Viro Soil工艺，这个工艺是在20世纪80年代后期由美国俄亥俄州的N-Viro Soil能源公司开发和申请专利的。它是采用相对低温、高pH值和干燥化联合处理来达到满足美国EPA　A类标准产品要求的。其终产品相当干燥，使用时无臭味，是颗粒状物质。N-Viro Soil 工艺产品的资源化应用包括石灰化药剂、垃圾填埋覆盖物和土壤补充剂。N-Viro Soil工艺有3个运行方式。

① 脱水污泥、石灰和窑灰的混合物在pH值保持12以上且持续时间至少7h的条件下被干燥。产品必须保存至少30d，直到固体含量大于干重的65%为止。在最初7d处理过程中，外界温度必须在5℃以上。由于所需要的场地大和处理时间较多，所以这一方式不太受欢迎。

② 脱水污泥、石灰和窑灰的混合物在pH值大于12的条件下被加热，热源来自生石灰和窑泥中碱性材料的放热反应。物料必须以一种方式贮存，以此来维持至少在12h内一致的最小温度52℃。热量波动（升高到52℃）是CaO含量变化所致。对窑灰中CaO含量变化要求进行调整来防止产品温度过高或过低。随着热量的波动，产品可以进行通风干燥，pH值要保持12以上至少3d，直到固体含量大于质量的50%，这一方式没有外界温度的要求。

③ 与方式②相同，只是取消通风干燥，改为加热干燥。N-Viro Soil工艺装置大多数采用方式②，也称之为深度碱稳定加速干燥工艺（AASSAD）。典型的N-Viro Soil AASSAD流程见图1。

含18%～40% TS的原污泥、活性污泥或消化污泥在单轴混合器内与石灰和窑灰混合。混合器是封闭的以防止灰尘扩散和允许对含NH3的使用过的空气进行处理的装置，窑灰和CaO投加量主要取决于入流污泥干燥情况和窑灰中CaO含量。当窑灰中活性石灰的含量不足以提高所需要的温度时，就要投加CaO。

窑灰是水泥或石灰生产的副产品。N-Viro工艺可使用CKD和高钙石灰窑灰（LKD）。窑灰中活性CaO含量对工艺运行是很重要的，同时须严格控制窑灰中痕量金属（Ca、Pb、Hg、Cu、Zn、Be等）的含量。

N-Viro工艺所使用的碱性药剂贮存在贮藏仓中，通过气力输送机或螺旋输送机从贮藏仓传送至混合器。传输器是封闭的，以防止灰尘和臭味的扩散。

混合的物料必须在热脉冲容器、贮存箱或封闭环境内熟化至少12h，此时的温度应保持在52～62℃之间。热脉冲之后，物料被风干。物料被氧化和间歇地风干3～7d，直到固体含量大于50%TS，这期间pH值保持在12以上。进一步风干可使物料体积减少至60%～65%TS。

在采用其他碱法稳定工艺时，臭味控制是相当重要的。N-Viro Soil工艺的熟化和空气干燥需要较大的空间和相对较长的时间，这样就使更多的臭味物质被释放出来。长期的臭味控制可通过异养微生物降解和稳定有机物来维持。工艺温度和压力要足以杀死致病微生物，但是不能破坏更加普遍存在的异养微生物，这些微生物可持续降解有机物，这样使得N-Viro Soil工艺在时间上更加稳定。在N-Viro Soil工艺风干中可出现严重的臭味问题，这是由于氨气和诸如三甲胺（TMA）等有机氧化物的释放所致。为了控制臭味，热脉冲箱和熟化设备应该密闭或辅以臭味控制设备。N-Viro污泥处理工艺产品的有关参数见表1。

N-Viro Soil工艺优点：质量稳定；可固定重金属；运行费用较低。

N-Viro Soil工艺缺点：提高了产品重量/体积比，与入流污泥相比，重量提高了50%～70%；干化需要较大的空间；臭味控制费用较高；温度控制是手工操作的，经常采用碱来调整需要的温度；成本较高。

美国最大的N-Viro设施（190t干重/d）在新泽西州的一污水处理厂。该设施采用AASSAD工艺，主要生产垃圾填埋覆盖物料，该设施造价是1680万美元（1992年），这里面包括用于空气污染控制的860万美元。