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污泥处理最新技术汇总

[ 发布日期:2018-06-04 09:40:20 点击:638 来源:金沙4166官网登录 资讯中心 【打印此文】 【关闭窗口】]
  市政污泥中含有可燃物质,尤其是生化污泥(二沉池排出的剩余污泥),由于其中含有大量的活性污泥细菌,可燃物质量更大。根据上海、天津等地的污泥发热量试验,中国市政污泥中的发热量约为2200-3300打卡/吨干物质。其中消化后的污泥发热量较低,一般仅为未消化污泥的70%左右。夏季污泥的发热量比冬季低。

  所谓污泥碳化,就是通过给污泥加温和加压,使生化污泥中的细胞裂解,将其中的水分释放出来,同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程,污泥碳化的优势在于,污泥碳化是通过裂解方式将污泥中的水分脱出,能源消耗少,剩余产物中的碳含量高,发热量大,而其它工艺大多数是通过加热,蒸发的方式去除污泥中的水分,耗能大,灰分中的碳质低,利用价值小。

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  污泥碳化的发展世界上污泥碳化技术的发展分为以下三个阶段:

  (1)理论研究阶段(1980-1990年)

  这个阶段的研究集中在污泥碳化机理的研究生。这个阶段一个突出特点就是大量的专利申请。Fassbender,A.G等人的STORS专利,DickinsonN.L污泥碳化专利都是在这期间申请和批准的。

  (2)小规模生产试验阶段(1990-2000年)

  随着污泥碳化理论研究的深入和实验室试验的成功,人们开始思考将污泥碳化技术转变成为真正商业化污泥处理的装置。在大规模商业化之前,为了减少投资风险,需要对该技术进行小规模生产性试验(PilotTrial)。通过这些实验,污泥碳化技术开始从实验室走向工厂。这期间设计和制造了许多专用设备,解决了大量实际工厂化的技术问题。这个阶段的特点如下:
  规模小。例如1997年日本三菱在宇部的污泥碳化厂规模为20吨/天;1992年,日本ORGANO企业在东京郊区建了一个污泥碳化试验厂;1997年ThermoEnergy在加利福尼亚州Colton市建立了一个污泥碳化试验场规模为每天处理5吨干泥。

  试验资金来自大企业和政府,而不是商业用户。例如,在日本的试验均来自大企业,在加州的试验资金来自美国EPA。

  (3)大规模的商业推广阶段(2000--)

  除了污泥碳化技术逐渐成熟的因素以外,导致污泥碳化技术大规模商业推广还有其他因素。
  在日本,80%的污泥的最终处置方法就是焚烧。但由于近年来发现焚烧存在二恶英污染的隐患,所以日本环保部门对焚烧排除的气体提出来更加严格的要求,使得本来成本就很高的焚烧工艺的成本更加提高。为了取代焚烧工艺,目前,日本已经有很多家企业生产和销售碳化装置。比较著名的有荏原企业的碳化炉,三菱企业横滨制作所的污泥碳化装置,巴工业企业每天处理10吨,30吨的污泥碳化装置。2005年日本东京下水道技术展览会上,日本日环特殊株式会社甚至退出了标准的污泥碳化减量车,该车可以随时到任何油污泥的场所对污泥进行碳化。这些发展标明,碳化技术已趋于成熟。
  在美国,很多州的污泥过去都采用填埋。由于发现污泥中包含有害物质对地下水的污染,未处理污泥填埋造成填埋场对环境的危害,只有达标污泥(ClassA污泥)才允许填埋。这项标准的颁布,使得现有的污水处理厂只有投入巨大的污泥处置成本,才能对其污泥进行处置。另外,现有的填埋场已经接近饱和,开辟新的填埋场越来越困难,为了达到EPA新的污泥处置标准和解决填埋场逐渐用尽的问题,2000年以后,在美国各个州,各个县(County)的政府内都建立了专门的污泥处置研究机构,对可能的解决方案进行可行性研究。在研究了一些传统的污泥处置方案(如焚烧,堆肥,干化)的同时,新的污泥碳化技术开始进入了政府的考虑范围,例如在南加州大洛杉矶地区,经过近2年的考察、比较,已经决定要建立一个每天处理675吨污泥的碳化厂,由能源技术企业(EnertrvhEnvironmrntalCo.)建设、运行。
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  污泥碳化的分类:
  (1)高温碳化
  碳化时不加压,温度为1222-1800°F(649-982°C)。先将污泥干化至含水率约30%,然后进入碳化炉高温碳化造粒。碳化颗粒可以作为低级燃料使用,其热值约为2000-3000打卡/公斤(在日本或美国)。技术上较为成熟的企业包括日本的荏原,三菱重工,巴工业以及美国的IES等。该技术可以实现污泥的减量化和资源化,但由于其技术负复杂,运行成本高,产品中的热值含量低,目前尚未有大规模的应用。最大规模的为30吨湿污泥/天。

  (2)中温碳化
  碳化时不加压,温度为800-100°F(426-537°C)。先将污泥干化至含水率约为90%,然后进入碳化炉分解。工艺中产生有,反应水(蒸汽冷凝水),沼气(未冷凝的空气)和固体炭化物。该技术的代表为澳大利亚ESI企业。该企业在澳洲建设了一座100吨/日的处理厂。该技术可以实现污泥的减量化和资源化,但由于污泥最终的产物过于多样化,利用十分困难。另外,该技术是在干活后对污泥实行碳化,其经济效益不明显,除澳洲一家处理厂外,目前尚无其他潜在的用户。

  (3)低温碳化
  碳化前无需干化,碳化时加压至10Mpa左右,碳化温度为600°F左右(315°C),碳化后的污泥成液态,脱水后的含水率达50%一下,经干化造粒后可以作为低级燃料使用,其热值约为3600-4900打卡/公斤(在美国)。
  该技术的特点是,通过加温加压使得污泥中的生物质全部裂解,仅通过机械方法即可将污泥中75%的水分脱除,极大地节省了运行中的能源消耗。污泥全部裂解保证了污泥的彻底稳定。污泥碳化过程中保留了绝大部分污泥中热值,为裂解后的能源再利用创造了条件。

  注:该分类为传统意义上的分类,主要区别在于温度控制范围的不同以及是否增加压强。

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