城市污水厂污泥热化学处理技术

2018-04-06 23:00 沁雷竞技


 

随着城市污水处理的普及,城市污水厂污泥将大量增加,这些污泥如不经处置直接排放,会产生严重的污染。目前污泥处理方法种类繁多,但大都存在一些弊端,如处理不彻底,易产生新的二次污染等。污泥热化学处理方法(污泥受热发生化学反应使之稳定、减容的方法)具有灭菌效果好,处理迅速,占地相对较少,处置后污泥稳定并可利用其所含有机物实施能源回收等优点。可达到使污泥处置减量化、无害化、资源化的目的。因此被认为是很有前途的污泥处理方法,受到了广泛关注。

污泥热化学方法主要可分为:焚烧法;低温热解法。

1、污泥焚烧

污泥焚烧是将污泥置入焚烧炉内,在过量空气加入情况下,进行完全焚烧。焚烧后最终污泥含水率为0,其中多环芳烃类污染物不复存在,其它有机污染物含量也几乎为0(重金属离子不能被有效去除,沉积在煤灰中),其体积大为缩小,使污泥最终处置极为便利。

据现有资料看,绝大多数国外污泥焚烧,已从过去的静电除尘器与干式洗涤法相结合的处理法,转变成为高性能静电除尘器与湿式洗涤设备和脱硝设备相组合的处理方法。少数新厂为去除二恶英、呋喃等有毒物质,还采用了袋滤式除尘设备与其它设备相组合的方式。目前,国际上除了采用袋滤式除尘器外,还广泛通过改善焚烧炉的燃烧状态以解决这一问题。即保持高温、保持燃烧时间,使污泥得以完全燃烧。污泥焚烧后,体积大为缩小。污泥焚烧后的灰渣可以采用安全的土地填埋方法予以处置。污泥焚烧的主要缺点在于能耗太大。如日本污泥焚烧耗能量占污泥处置耗能量的70%。每年因此耗重油3.9×105m3,且焚烧装置设备复杂,建设和运用费用高于一般污泥处理方法。因此,国内除少量专门系统外,还没有污泥焚烧设施投入使用。

2、污泥热分解

污泥热分解是一种新兴的污泥热处理工艺。将污泥在无氧或低于理论氧气量的条件下,加热到一定温度(高温:500~1000℃,低温:<500℃),使固体物质分解为油、不凝性气体和炭三种可燃物。部分产物作为前置干燥与热解的能源,其余能源回收。由于高温热分解耗能大,目前研究重点放在低温热分解上。

污泥在低温下转化为水、不凝性气体、油和炭。其组成及分布主要由污泥性质决定。但也与热解温度有关。由于现今进行的污泥热解试验多限于试验室规模,因此提出了不同的作用机理。较普遍的看法为:在300℃以下发生的热化学转化反应,主要是污泥中脂肪族化合物的转化。此类化合物沸点较低,其转化形式主要为蒸汽;300℃以上蛋白质转化与390℃以上开始的糖类化合物转化,主要转化反应是肽键的断裂。基因转移变性及支链断裂等;含炭物质在200~450℃发生转化,至450℃基本完毕。

作为一种有待完善的污泥处理工艺——污泥热解的经济性和实用性,受到广泛关注。从污泥热解实验看,一般污泥加热到200℃以上就开始明显分解,释放出相当数量的强烈臭气。温度上升至250~300℃时产气量达到最高值。保温30~40min后产气量基本为0。此时产的炭为具有稳定性质和一定热值的燃料。平均产炭量为0.40g/g~0.55g/g干污泥,炭能量约占污泥原能量30%~45%,可作为劣质煤替代品。产油率为0.2~0.25g/g有机物,油可回收能量为原污泥能量的35%~50%。油热值比市售重油热值低,为33.3MJ/kg。油和炭均可用作锅炉燃料。对尾气收集后进行二次燃烧分解脱臭。如温度在1000℃左右,可使各类废气分解,不形成二次污染;但油水分离效果不很理想,反应水含杂质较多,如油脂、灰等。

污泥热化学处理方法作为一种处置彻底、速度快的污泥处理方法,正受到各国广泛重视。可以预见,随着科技水平的提高,这种处理方式将成为我国污泥处理的重要方式。(来源:建筑网)