城市污水处理厂污泥资源化利用技术进展

针对目前污水厂污泥传统处理方法存在的不足与弊端 ,提出污泥资源化利用技术是今后污泥最终处置的根本方式 ,并就目前研究的污泥热解制油技术、制取燃料技术、堆肥土地利用技术和热解制取吸附剂技术等主要的资源化利用技术进行了综述。     

镍基催化剂对污泥微波热解制生物气效能的影响

为实现污水污泥减量化、无害化及资源化的目标,在微波热解污水污泥基础上,进行了镍基催化剂对制取生物气效能影响的研究。采用元素分析对污泥元素进行检测,气/质联用分析(GC-MS)和气相色谱(GC)对热解生物气的组成和含量进行测定。实验结果表明,镍基催化剂的添加对微波热解污水污泥制取生物气有较大促进作用。5%添加量与800℃热解终温条件下具有最佳催化效果:生物气中H2、CO产量最大,H2产量由29 g/kg增加到35.8 g/kg,提升23.4%,CO产量由302.7 g/kg增加到383.3 g/kg,提升26.6%;同时催化剂还能提高热能利用效率,降低热解终温,即5%添加量在700℃热解终温时可达到空白800℃时的产气效果;镍基催化剂主要在500~600℃时发挥催化作用,加快了H2和CO的释放。微波热解污泥制取的生物气具有产量大、富含H2与CO等优点,可推动污水污泥的资源化进程。     

热解污泥生物炭化学组成及环境效应研究进展

污泥是生物法处理市政污水、工业废水产生的副产物,产量大,且处理不当会造成生态污染。用污泥制备污泥生物炭,既能实现污泥资源化利用又能减少环境污染。对目前热解污泥生物炭制备和施用过程中产生的环境效应进行综述,着重讨论了热解污泥制备污泥生物炭过程中的元素(碳、氢、氧、氮、硫等)转化、污泥生物炭中重金属形态、吸附性质及土壤施用情况。系统地分析污泥生物炭从制备到施用过程的环境效应,有利于对其实际应用进行全面的环境风险评估。     

热解含油污泥制备吸附剂及热解过程的优化

为资源化利用油田含油污泥,对高含油的孤岛采油厂含油污泥进行热解处理研究,以苯酚吸附值为基准对热解工艺过程进行优化,并采用ICP-MS、元素分析仪、气相色谱质谱仪和SEM对热解油品和残渣性质进行分析;正交实验和单因素实验结果相一致,热解最佳工艺条件为:N2保护下,热解温度550℃,热解时间4 h,升温速率10℃/min,此时苯酚吸附值为29.26 mg/g。通过对热解残渣苯酚吸附值为基准进行正交实验极差分析,热解温度的影响最大,其次是热解时间,最后是加热速率。SEM结果显示,热解含油污泥制备的固体残渣具有丰富的微米孔,可将其制备成多孔固体吸附剂。初步研究结果表明,含油污泥热解处理实现了无害化和资源化目的,满足国家节能减排的战略要求和农用污泥排放标准。     

电镀重金属污泥的无害化处置和资源化利用

从电镀重金属污泥的特点及其危害性谈起,综述了目前国内外电镀污泥的无害化处置和资源化利用的各种技术及研究进展。     

国外污泥处理技术进展

简要介绍了国外污泥处理技术的一些新进展，包括超声处理，臭氧处理，蚯蚓处理，污泥制油，涡流熔炉技术，污泥的资源化再生利用是一个重要的发展方向。     

热解温度和时间对生物干化污泥生物炭性质的影响

污泥热解制备生物炭是一种很有潜力的污泥资源化处置方式,然而,生物炭产量和品质因污泥原料性质、热解条件(如热解温度、时间)的不同而存在显著差异。以生物干化污泥为主要研究对象,系统考察了热解温度及时间等热解因素对生物炭品质的影响。实验结果表明,随着热解温度的升高(300～700℃),热解时间的增加(2～4 h),生物炭产率均下降。低温热解(300℃)生物炭,偏酸性,而高温热解时(700℃)生物炭,偏碱性。生物炭N含量随着热解温度的升高、热解时间的增加而降低,而P、K及微量元素随着热解温度的升高,热解时间的增加而增加。DTPA浸提结果表明,高温热解明显降低了生物炭中微量元素的生物有效性。     

污泥微波热解过程重金属转化特性与风险评估

利用微波反应器在500~900℃的目标温度下,高温热解干污泥与Si C混合物(质量比为2.5∶1)以制取不同污泥焦,选取改进欧盟BCR逐级提取法对微波热解前后污泥焦中重金属(Cr、Cu、Pb、Ni)形态变化进行分析。同时对微波污泥热解焦进行RAC风险评估,探寻微波热解固定效能与污泥焦使用安全性与可行性。结果表明,随着微波热解温度的升高,重金属中残渣态(F4)大幅增加稳定性显著改善,与原样相比,Cr与Pb的可氧化态(F3)明显减少,分别由原样中73.86%和51.96%下降至5.98%和4.47%,Cu的可氧化态(F3)在500℃以上变化不明显。此外,微波热解焦中Ni的风险系数显著降低,其RAC形态风险系数由33.23骤降至0.78,其他3种重金属的风险系数也有不同程度的降低。     

微生物调理后脱水污泥与秸秆混合共焚烧的技术探讨

污泥脱水是污泥处理处置的瓶颈.对目前国内外污泥处置方式进行了概括总结,提出了一种新的污泥处理处置技术.该技术利用微生物酸化方式实现污泥中的微生物细胞破壁,细胞破壁后采用压滤脱水,污泥含水率可从80%以上降低至55%～65%,然后将脱水污泥与秸秆混合,通过共焚烧方式可以实现脱水污泥的无害化和资源化利用.     

污泥减量化与资源化研究进展

随着污水处理量增加,污泥的产生量也日益巨大.如何使污泥无害化、减量化和资源化已越来越受人们的关注.针对目前传统污泥处理与处置方法存在的问题,重点介绍了近年来污泥减量化和资源化的处理技术,并分析了新技术研究情况和应用前景,为污泥合理处理与处置提供参考.     

微波热解城市污水污泥的H2S释放影响因素研究

利用微波热解城市污水污泥是实现污泥无害化、减量化和资源化的有效出路之一,但热解过程中产生的恶臭气体(如H2S等)也会对大气环境造成严重的影响.以微波热解城市污水污泥10 min所收集的气体为研究对象,研究了热解终温、污泥含水率、升温速率及矿物催化剂种类4个因素对热解过程中H2S产量的影响.结果表明,随着热解终温的升高,城市污水污泥微波热解过程中的H2S产量逐渐上升,800℃时H2S产量为5.86 mg/g(以干污泥计,下同);含水率在50％～80％时,随着含水率的增加,城市污水污泥微波热解过程中的H2S产量逐渐上升,当含水率增至90％时,污泥出现了泥水分层现象,致使后续热解反应无法进行,故没有H2S产生;升温速率越快,热解反应的活化能越高,反应不易进行,H2S产量降低;添加矿物催化剂能有效固硫,且雷尼镍基催化剂的效果更好,热解终温为800℃时的H2S产量为4.15 mg/g,较不添加矿物催化剂时降低约30％;可通过铜铁吸收法和活性炭吸附两步工艺对热解产生的H2S加以吸收处理,处理后的H2S排放浓度满足《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)中的厂界一级标准限值.     

城市污泥热解中试系统集成一体化研究及运行效果评估

为了促进城市污泥热解工艺的工程化应用,组建了污泥热解系统、热解产物分离回收利用系统、废气净化排放系统于一体较完整的热解中试装置,在实现污泥有效处置的同时也实现了高值能源回收利用。中试工况优化,较好工况为：热解时间30-40 min,热解终温450-500℃,在此条件下,干化污泥（含水率5%）减量率为50%;热值为33.8 MJ/kg的热解油产率为17.1%左右。通过对中试运行效果的评估,得出热解油和热解气两者能量或污泥炭自身能量可供干化污泥热解本身所需能量,从而为推动污水污泥热解工艺的工程化利用提供了支持。     

热解工艺对污泥制备生物炭物理结构的影响

热解污泥制备生物炭是一种污泥资源化利用的主要处置方式,不同的反应条件对制得生物炭的品质存在显著的差异。以乙酸钾为添加剂,对城市脱水污泥(含水率80%)进行低温热解制备生物炭,考察了乙酸钾添加量、热解温度、热解停留时间及升温速率对生物炭性质的影响。通过N2吸附脱附、SEM、FT-IR等手段对原料污泥及生物炭进行了表征,实验结果表明,乙酸钾具有一定的扩孔作用,生物炭表面粗糙度明显增加,比表面积增大,吸附性能显著提高。当乙酸钾添加量4%,热解温度350℃,热解停留时间120 min,升温速率3℃·min~(-1)时生物炭的亚甲基蓝吸附量和比表面积分别为90.45 mg·g~(-1)、31.402 m2·g~(-1)。     

剩余污泥处理与资源化研究进展

随着城市的发展，新的污水处理厂的不断建立，剩余污泥的排出量越来越大，这些污泥的主要成分为有机物、重金属、病原菌等，污泥的资源化主要利用污泥中的有机物合成PHAs、生化纤维板、可燃气体等，实现变废为宝，这也是剩余污泥处理和资源化的主要发展趋势。     

热解技术在废旧印刷电路板处理及资源化中的应用

综述了热解技术在废旧印刷电路板（printed circuit board，PCB）处理及资源化中应用的研究状况。热解技术可以改善和提高PCB中金属物质的回收效果，减少污染。同时，以热解为基础的PCB中非金属物质回收技术也有着很好的发展前景。PCB热解动力学的研究表明其在1000℃以下的热解过程可划分为分别服从不同反应机理的2个阶段。PCB热解产物中的油、气产物可以回收作为化工原料或燃料。PCB热解过程中含溴阻燃剂的转化和迁移规律以及热解产物中含溴污染物的控制和脱除、热解技术与其他PCB资源化技术的合理有效整合是今后研究的重点。     

城市污泥处理技术取得新突破

华师大生命科学院经艰苦探索，开发成功封闭式微生物好氧发酵污泥处理新技术，将污泥转化为有机肥料或附加值更高的生物农药，实现污泥的循环利用。中国城市污水处理厂每年排放900多万t污泥，并以每年10％速度增长，处理不好会导致二次污染，该技术为污泥的资源化开辟了新路。     

磷酸活化-微波热解改性污泥对镉的吸附性能

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,利用磷酸活化-微波热解制取改性污泥。以此污泥作为吸附剂,对含Cd2+废水进行了吸附实验研究。考察了溶液反应时间、Cd2+浓度、pH值和吸附剂用量对镉吸附去除效果的影响;利用等温吸附实验作出吸附等温线,并考察了改性污泥吸附剂吸附Cd2+的动力学方程。实验结果表明,改性污泥对Cd2+有良好的吸附性能,吸附最佳pH值为6.0,吸附较好地符合一级动力学吸附模型和Langmuir-Freundlich等温吸附方程,吸附为物理吸附,吸附反应发生12 h后达到吸附平衡。     

污泥连续式微波热解制备生物气

采用升温迅速的微波能作为热源,利用自主设计微波设备对含水率为82%(m/m)的湿污泥进行高温热解实验。采用单因素实验法,探究热解终温、停留时间、活性炭添加量对污泥热解生物气组分和含量的影响规律,确定连续式运行的最佳工况条件:热解终温900℃,停留时间50 min,活性炭添加比例为30%,热解功率1 600 W;在此基础上进行连续12h微波高温热解实验,共热解污泥56 kg,产生生物气32.26 kg,热解油10.98 kg,固体残渣12.66 kg,产气转化率高达57.8%,生物气组分H_2+CO含量高达67%,热解产物具有良好的工业利用价值。污泥热解生物气中H2S浓度超标10倍以上,而NH_3浓度未超标,硫化氢的去除技术研究值得关注。     

不同升温速率下城市污水污泥热解特性及动力学研究

利用差热-热重分析法和Coats-Redfern积分法,对杭州某污水处理厂污泥在不同升温速率下的热解特性及反应动力学特征进行研究。实验结果表明,热解温度从室温升至900℃时,污泥热解过程可分为4个失重阶段;升温速率对污泥热解转化率、挥发分析出温度以及最大失重率等热解特性参数都有显著影响。升温速率越高污泥最大失重率越大;而较低的升温速率延迟了污泥热解反应时间,导致污泥失重量相对较大。根据Coats-Redfern积分法计算结果,污泥在氮气氛围下的热解反应为二级反应模式。提高升温速率可显著增加污泥热解的表观活化能和频率因子。     

干化污泥与煤矸石混合热解制可燃气的研究

以某污水厂市政污泥和3种不同产地(峰峰、新柏和山寨)的煤矸石作为研究对象,在实验室分别进行样品预处理后，使用管式电阻炉进行了热解实验。实验结果表明，污泥热解中加入矸石不改变污泥热解产生可燃气的规律。添加煤矸石后污泥热解产生的可燃气量会有所增加，而在污泥热解实验中加入煤矸石会对热解CO气浓度提高有促进，分析认为,部分原因...