基于地域性的三种污泥干化工艺的经济性比较

随着城市污水排放量的增多和成分的复杂化,污泥处理已成为污水处理厂面临的最大难题。脱水污泥含水率高,不利于后续的处理与再利用。污泥热干化可将污泥含水率降至10%~40%,但该过程耗能大,会大幅增加污泥处理成本,不利于污泥处理技术的推广应用。以拉萨、上海、重庆为例,分别对带式干化、热泵-太阳能干化、热泵-太阳能-蓄热干化3种污泥干化工艺的经济性进行分析,阐明了不同干化方式的适用特点,为相变蓄热技术在污泥干化中的推广应用提供了技术参考。     

城市污泥低温干化技术研究进展

我国污泥产量和堆存量巨大,给环境带来巨大压力。污泥含水率高,要使污泥得到有效处理,必须先将污泥干化。总结了污泥低温干化特性的研究概况,重点阐述了包括污泥太阳能干化技术、污泥热泵干化技术、污泥低温真空脱水干化技术、污泥低温射流干化技术以及烟气余热干化技术在内的污泥低温干化技术的研究进展,分析了各种污泥低温干化技术的优缺点,并介绍了污泥低温干化技术的发展趋势。     

带机脱水污泥与含水浮渣的同步干化研究

经带式压滤机脱水后的污泥含水率高、体积大、空隙大、粘性高,采用热干化进一步脱水时存在诸多问题。研究发现通过同步干化污泥与含水浮渣,可以在不占用耙式干燥机干化能力的情况下,显著提高处理能力从而提高干化效率。     

树皮配比对污泥生物-物理联合干燥中试的影响

污泥生物-物理联合干燥技术具有停留时间短、能耗低、减量显著等优势。研究利用自主研制的污泥生物-物理联合干燥反应系统考察了脱水污泥:树皮分别为5:3,7:3和9:3时,污泥生物-物理联合干燥过程中温度、含水率等参数的变化规律。结果表明,污泥温度随干燥时间的延长先增大后减小,含水率随反应时间延长逐渐降低。当脱水污泥:树皮的比例为7:3时,污泥温度迅速升高,在48 h达到3组辅料配比最大值59℃,而后迅速降低,经过168 h处理后含水率从78.6%降低到60.9%,获得水分去除率的最大值57.6%。向脱水污泥中添加适量树皮,能提高其生物-物理联合干燥过程中污泥温度,增强水分去除效果。     

微氧化对剩余污泥电渗深度脱水的影响

以机械脱水后的剩余污泥为研究对象,探索了污泥电渗脱水的可行性及微氧化对其的影响。试验表明,电渗脱水过程前30min内污泥含水率下降迅速,之后基本保持稳定。经Matlab拟合发现,含水率随时间的变化曲线与高斯函数(二维)高度吻合(R~2>0.99)。经微氧化处理后,污泥的带电性能和脱水性能得到改变,污泥电渗脱水效果得到改善,且微氧化时间越长脱水效果越好,但改善幅度减小。此外,污泥电渗脱水过程的耗电量和阳极腐蚀量均明显减小,当微氧化时间为2 d时,脱水后所得泥饼的含水率为48.3%,耗电量和腐蚀量分别为84.3 kW·h/t和10.0 kg/t。但微氧化超过3 d时会造成污泥颗粒表面干硬化,不利于能耗的降低,耗电量和腐蚀量略有回升。     

污泥余热干化技术及其经济性分析

我国污水处理厂每年都会产生大量的污泥,其复杂的成分及高含水率制约污泥的有效利用,如何降低污泥的含水率是其资源化利用的关键。首先调研了污泥产生及成分,从污泥干化的典型工艺及设备、干化过程的环境污染与控制、污泥干化过程的尾气处理和污泥干化经济性分析4个方面对污泥干化技术进行阐述,指出污泥余热干化是污泥实现节能、经济及环保的有效处置方式。     

谈谈污泥脱水与干化

污泥脱水的作用是去除污泥中大量水分,从而缩小其体积,减轻其重量。一般来说,经过干化场脱水,污泥含水率能降到65％左右,机械脱水的含水率可达70～80％。这种含水的污泥已成饼状,可以直接装车运走(散装)。所以,污泥用作肥料或需要运离污水厂另作处理时,脱水往往是需要的,而且也是经济的。污泥在进行热干燥或焚化之前,也需要脱水,使污泥含水率能符合进入热干燥或焚化设备的要求,以降低热耗。污泥中的水份按其存在状态共有四种,即     

污泥常温干化及其影响因素

通过改变相对湿度、环境温度和空气流速3个环境因素,对不同比表面积的城镇脱水污泥进行干化。结果表明:随着污泥比表面积增大,干化时间显著缩短,缩短幅度为11. 5%～38. 5%。相对湿度、环境温度和空气流速对常温干化影响程度大小顺序为相对湿度>空气流速>环境温度。污泥常温干化主要分为第1升速阶段、第2升速阶段和降速阶段,第2升速阶段在总干化时长中最短,但单位时间水分蒸发量最高。污泥干化接近结束时,环境条件对降低含水率影响不大,对干化时间影响较大。常温干化过程应以控制环境相对湿度为主,在不同阶段适当提高空气流速和环境温度有利于缩短干化时间,降低能耗。污泥常温干化对设备保温要求低,干化耗能小,干化条件在自然状态下极易达到,利于后续处置及资源化利用。     

深度脱水印染污泥滚筒干化特性中试

采用燃油烟气模拟热电厂烟气,实验研究了深度脱水印染污泥的滚筒干化特性,分析了滚筒转速、烟气流速及滚筒长度对污泥干化效果、干燥效率的影响规律,同时也探讨了进口温度对干化尾气污染物排放特性的影响。结果表明:滚筒转速对深度脱水印染污泥在滚筒中的停留时间有重要影响,同时也是影响出口污泥含水率的最主要因素,而烟气流速则是影响干燥效率的最主要因素。对于深度脱水印染污泥,滚筒干燥容积传热系数为0.361~1.168 k J/(m3·s·℃),烟气流速会对其有一定的影响,而滚筒转速对其的影响很小。干化尾气中除NH3和臭气浓度高于恶臭污染物厂界3级标准值外,其他各污染物的排放浓度均低于国家排放标准。为抑制污泥中NH3、H2S及苯系物的释放,深度脱水印染污泥滚筒干化的烟气温度应控制在190℃以内。     

锅炉废气流化床污泥干化塔的热力计算与分析

利用锅炉尾部废烟气(120～190℃)干化市政污泥,降低污泥含水率可达到后继合理利用。从三方面对污泥干化进行了分析:1)干燥后污泥含水率与污泥处理量关系;2)入口烟温、流量与污泥处理量关系;3)干燥后烟气相对湿度影响因素分析。结果表明:提高入口烟温、流量,污泥出口含水率都可以提高污泥处理量,高入口烟温、流量下,污泥处理量受含水率的影响更大;污泥出口含水率高时,入口烟温提高使污泥处理量提高增大显著;入口烟气流量愈高,入口烟温提高对污泥处理量的增加愈大。干燥后烟气相对湿度与入口烟温有关,干燥之后的烟气的相对湿度离饱和状态较远,此温度范围内的出口烟气湿度还有较大的余量。     

剩余污泥深度干燥的研究进展

剩余污泥的含水率较高,对污泥进行干燥处理可以极大程度地减少污泥的水分。首先分析了污泥的含水特性和干燥污泥机理,然后分析了主要的污泥干燥方法研究现状,如热风干燥、过热蒸汽干燥、间接干燥、低温热流干燥、热泵干燥、太阳能干燥等。此外,探究了新型的污泥干燥技术及污泥干燥过程中可能产生的污染物,并在此基础上,对污泥干燥技术的发展方向进行了展望。     

Possible solutions for sludge dewatering in China

In China, over 1.43×10⁷ tons of dewatered sewage sludge, with 80% water content, were generated from wastewater treatment plants in 2007. About 60% of the COD removed during the wastewater treatment process becomes concentrated as sludge. Traditional disposal methods used by municipal solid waste treatment facilities, such as landfills, composting, or incineration, are unsuitable for sludge disposal because of its high water content. Disposal of sludge has therefore become a major focus of current environmental protection policies. The present status of sludge treatment and disposal methodology is introduced in this paper. Decreasing the energy consumption of sludge dewatering from 80% to 50% has been a key issue for safe and economic sludge disposal. In an analysis of sludge water distribution, thermal drying and hydrothermal conditioning processes are compared. Although thermal drying could result in an almost dry sludge, the energy consumption needed for this process is extremely high. In comparison, hydrothermal technology could achieve dewatered sewage sludge with a 50%–60% water content, which is suitable for composting, incineration, or landfill. The energy consumption of hydrothermal technology is lower than that required for thermal drying.     

“二段法”干化工艺在中国城市污泥处置中的应用和实践

目前我国城市污水厂产生的湿污泥数量巨大,但大多未能得到安全处置。污泥干化作为解决城市污泥最终减量化、无害化、稳定化和资源化的重要处理方式,近年来得到广泛推广。与其他污泥干化工艺相比,"二段法"干化工艺在能耗、安全性等方面具有明显优势,越来越受到国内外的青睐。但另一方面,某些地区的污泥出现纤维含量高、易混入硬物、黏性高等问题,又阻碍其生产稳定运行。通过苏州工业园区污泥干化项目的实践,因地制宜,对"二段法"干化工艺在运行中出现的问题采取了针对性改进措施,实现了生产连续稳定运行。     

机械蒸汽再压缩(MVR)热泵干燥的研究进展

干燥是物料中的水分吸收足够的显热和潜热而蒸发去除的过程。水分蒸发会消耗大量的热量,同时产生大量的二次蒸汽。根据MVR热泵的高效节能原理,若将采用机械蒸汽再压缩技术提高焓值的二次蒸汽作为干燥过程的热源,则可回收二次蒸汽的全部潜热,在系统内实现水分蒸发汽化潜热与凝结潜热的互换,节能效果显著。总结了MVR热泵干燥的应用概况,阐述了过热蒸汽作为MVR热泵干燥介质的优势,以及MVR热泵干燥器的设计和选用压缩机时应考虑的问题,指出了进出料环节应尽量减少不凝气体进入干燥系统,以避免不凝气体对干燥过程冷凝换热的影响。     

城镇污水污泥低温氧化放热特性的恒温量热分析

针对干化后城镇污水污泥的低温氧化和自加热问题,采用恒温量热分析方法对含水率为10%~70%（干基）的污泥在5个温度（30~70℃）下的低温氧化放热特性进行了实验研究。结果表明:污泥的低温氧化放热主要有3种机制,包括微生物生化氧化、无机成分（Fe/S/O系统）氧化和有机质化学氧化,污泥的低温氧化放热特性是3种机制综合表现的结果,其交叉重叠共同决定了污泥低温下的自加热特性。含水率和环境温度会影响污泥低温氧化放热过程中的各热源贡献并导致主要热源的转变,同时也会影响3种机理各自的放热特性。水分和温度增加都会使污泥的放热增强,即自加热能力变强,从而加大污泥自燃的风险。     

污泥直接干化产生的恶臭及挥发性有机物特征研究

利用水泥窑高温的特性协同处置城市污水厂污泥,无害化处置污泥的同时实现能源再生利用.本研究实地调查和监测广州越堡水泥有限公司污泥干化生产线的干化尾气成分,解析污泥干化过程产生恶臭及挥发性有机物的特征和主要来源,为污泥的有效处理处置提供科学的参考依据.结果表明,干化尾气中带有大量的恶臭物质及挥发性有机物.恶臭物质以二氧化硫等含硫物质为主,挥发性有机物以苯系物为主.污泥的性质以及热介质(窑尾气)的成分对恶臭物质及挥发性有机物的产生有影响.经过干化,污泥中的总有机物显著减少.蛋白质、挥发性脂肪酸、多糖等有机物含量也明显降低.干化尾气中的挥发性有机物来自于污泥中的有机物;二氧化硫、二硫化碳等含硫物质一部分源自污泥中的含硫物质,一部分来自于用于干化污泥的窑尾气.     

利用烟气低温废热干燥处理印染污泥的中试

介绍一种利用烟气低温废热日处理印染污泥36t的中试系统,可一次将含水<80%的印染污泥直接干燥成含水10%~40%的干污泥,干污泥呈小颗粒状,全部可送入循环流化床锅炉燃烧以利用其热能。干燥系统内贫氧,避免污泥在干燥过程中爆燃现象;干燥系统设备及管道壁面附着1层约4mm左右的干硬保护层,阻止了烟气对设备及管道的腐蚀,运行安全。该系统也可适用于生化污泥、城市污泥及造纸污泥的处理。     

污水污泥低温热解技术工艺与能量平衡分析

针对一次给料稳定运行污泥热解系统制取三相产物的工艺展开分析,并基于能流图、能源回收率、能耗比等方法和衡算指标讨论该工艺的能量平衡关系。研究发现:热解产物的产率和热值高低受热解终温影响最大,反应时间次之,升温速率最小。不同工况条件下热解过程热量损失具有明显差别,热解停留时间长、升温速率低都造成输入能量、热损失增大。热解过程能量平衡分析也验证了以制取气相产物为目标的污泥热解工艺条件的回收率和能耗比最高,分别为0.94和1.73;与高产出液相油的热解过程相比,产物总能量相差不多而系统消耗的能量能够减少35%。从能源回收、节约能源角度分析,污泥低温热解制取可燃性气相产物的工艺系统具有较高应用价值。     

Life-cycle assessment of two sewage sludge-to-energy systems based on different sewage sludge characteristics: Energy balance and greenhouse gas-emission footprint analysis

Anaerobic digestion and incineration are widely used sewage sludge(SS) treatment and disposal approaches to recovering energy from SS, but it is difficult to select a suitable technical process from the various technologies. In this study, life-cycle assessments were adopted to compare the energy-and greenhouse gas-(GHG) emission footprints of two sludge-to-energy systems. One system uses a combination of AD with incineration(the AI system),whereas the other was simplified by direct incineration...     

污泥干化使重金属形态变向稳定的原因分析

在模拟条件下对不同类型污泥进行连续干化,研究了不同干化温度下污泥重金属存在形态的分布特征.同时,通过测定污泥含水率、密度、温度和电导率等物性参数,分析了污泥干化过程重金属形态向稳定态转变的原因.结果表明,污泥中重金属存在形态的分布特征因污泥类型及来源不同而具有明显的差异;污泥干化过程可以使酸溶态、可还原态和可氧化态重金属向残渣态重金属转变;干化过程中污泥物性的改变和部分有机质和硫化物的分解是引起污泥重金属存在形态发生变化的主要原因.研究结果对于深入了解污泥中重金属的环境地球化学行为具有重要的理论意义,同时还可为污泥无害化、减量化和资源化的最终处理提供科学依据.