城市污泥干化、焚燒特性及粘融排渣技術(shù)研究.pdf

1、隨著城市污水處理的普及、處理率的提高和處理程度的深化，污水廠的污泥產(chǎn)生量將有較大的增長(zhǎng)。據(jù)估算，2004年我國(guó)的污泥（干重）產(chǎn)量已經(jīng)超過(guò)300萬(wàn)噸，由此引起的二次污染問(wèn)題已不容忽視。我國(guó)現(xiàn)有的污泥處理技術(shù)相對(duì)落后，絕大部分是棄置或填埋，能滿足較高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的污泥干化焚燒技術(shù)還未見(jiàn)工業(yè)性應(yīng)用實(shí)例。我國(guó)目前能滿足大型污水廠要求的污泥干化焚燒裝置只能依靠進(jìn)口，由于投資和運(yùn)行費(fèi)用太高，不具備推廣條件。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的具有自主知識(shí)產(chǎn)

2、權(quán)的污泥干化焚燒技術(shù)。 本文主要采用試驗(yàn)的方法研究上海及周邊城市三家污水處理廠的污水污泥干化、焚燒及焚燒排放特性，提出了內(nèi)循環(huán)流化床焚燒爐灰粘融排渣技術(shù)運(yùn)用于焚燒污泥及生活垃圾的設(shè)想，并在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了可行性試驗(yàn)研究。得出了如下結(jié)論： 本文首先利用熱天平對(duì)城市污水污泥的干化特性進(jìn)行了系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，得出了南通、天山、閔行三種污泥在低溫干化下水分蒸發(fā)和揮發(fā)分的析出兩個(gè)失重過(guò)程，并分析了升溫速率及污泥含水率對(duì)污泥干化過(guò)程的影

3、響：升溫速率并不明顯改變不同含水率污泥的失重變化趨勢(shì)，但是對(duì)水分的蒸發(fā)有一定的影響，較高的升溫速率水分析出的終止溫度較高，并且含水率越高差別越明顯；根據(jù)TG-DTG曲線采用Coats-Redfern法求解污泥干化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)；并利用熱顯微鏡和掃描電鏡（SEM）分別觀察污泥干化過(guò)程的表觀形態(tài)和污泥干化后的殘余物的表面微觀結(jié)構(gòu)變化。 其次利用熱天平研究了污泥在空氣氣氛下焚燒失重過(guò)程，相比污泥干化試驗(yàn)而言，焚燒增加了固定碳燃燒階段。

4、研究結(jié)果表明：水分對(duì)能量利用的影響較大，采取干化預(yù)處理，在能量消耗和處理成本方面均有明顯的優(yōu)越性；同一含水率污泥在不同升溫速率下最終產(chǎn)物份額基本一致，較高的升溫速率水分析出的終止溫度較高。根據(jù)干燥污泥的TG-DTG曲線求得燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。此外，熱顯微鏡試驗(yàn)表明污泥的燃點(diǎn)遠(yuǎn)低于煤，但是污泥灰分熔點(diǎn)卻很高，與煤的灰分熔點(diǎn)非常接近。 在帶有溫控單元的小型流化床裝置對(duì)污泥進(jìn)行焚燒實(shí)驗(yàn)。研究焚燒天山污泥過(guò)程中污泥水分、氧濃度對(duì)SO2和

5、NOX排放規(guī)律的影響，研究表明：氧濃度對(duì)于SO2的生成十分重要。在缺氧情況下不僅污泥燃燒溫度滯后，而且SO2和NOX的析出濃度下降明顯。并考察了焚燒底灰中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg和Ni等8種重金屬含量隨焚燒溫度的變化規(guī)律，以初步了解三種污泥焚燒過(guò)程中重金屬元素的遷移特性。以上這些基礎(chǔ)研究為污泥干化、焚燒設(shè)備的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供了理論依據(jù)。 為了開(kāi)發(fā)合適的污泥焚燒裝置并考慮對(duì)污泥焚燒灰渣做進(jìn)一步的減容及無(wú)害化處理，結(jié)合內(nèi)