通风策略对污泥生物干化过程中含氮气体和甲烷排放的影响

我国污泥生物干化过程中含氮气体(NH_3、N_2O、NO)排放的数据十分缺乏,尤其是NO,因其化学性质极其活泼,在以往的研究中甚少涉及.本研究以东北某大型污泥生物干化厂的连续流强制通风槽式污泥生物干化为研究对象,通过现场试验,考察不同通风策略下干化效率以及含氮气体、温室气体的排放特征.结果表明,当污泥初始含水率约50%时,采用前期供氧为主、中期温度控制为主、后期以除湿和散热为目的的通风策略,可以明显加快污泥干化速率(试验组在第11 d时的含水率为36.6%,对照组为42%),提升干化效果(最终含水率试验组为33.6%,对照组为37.6%),减少氨气累积排放量5%(试验组氨气累积排放为208 mg·m~(-3),对照组为219.8 mg·m~(-3));同时降低温室气体累积排放当量[试验组每吨干物料的温室气体排放当量(eCO_2)为3.61 kg·t~(-1),对照组为3.73 kg·t~(-1)].但NO累积排放量试验组比对照组高出15.9%(试验组为1.9g·m~(-2),对照组为1.6 g·m~(-2)).     

基于污染物变化选择干化污泥处置技术

为了解我国城市污水厂污泥干化前后污泥含水率、pH值、总磷、总氮、有机质和重金属含量(Zn、Cu、Cr、Pb、Ni、As、Cd)的变化情况并据此选择合理的干化污泥处置技术,以我国某污泥干化厂三种类型的污泥样品为研究对象,并测定上述六项指标。结果表明:污泥干化后含水率降至3.72%;pH值降低至5.95和5.93;干化后干料中总氮、总磷和有机质的增加量分别为30%、2.7%和5%,而湿料的增加量分别为24.5%、10.7%和2.2%;重金属含量的变化与干化后污泥类型有关,湿料中重金属含量有所减少,而干料中重金属含量则有增有减。污泥干化厂应以湿料作为主要的干化产品。同时,对比样品中各指标的实测值与污泥标准中的控制限值可知,干料适合制砖、制水泥熟料和混合填埋,而湿料适于农用、土地改良和园林绿化。     

回料利用对食品工业污泥生物干化的影响

利用热风系统进行食品工业脱水污泥生物干化的污泥作为回料,在相同条件下探究不同比例回料利用对污泥生物干化效果的影响.结果表明,回料:稻草:污泥=1:1:4(质量比)时生物干化效果最好,高温期可维持72h且每日累积温度TD为30.96℃/d,单位水分去除量为287.45g/kg WM,但延长了生物干化周期,使得处理污泥负荷降低.三维荧光光谱分析表明回料利用实验组在生物干化高温期腐殖酸和富里酸类物质增多,TC由生物干化前的243.8～264.2g/kg WM下降至生物干化后的191.7～224.9g/kg WM,回料可增加TC保留量.单位水分去除所产生的CO2排放量为168.7～226.9L CO2/kg H2O,利用回料可以提高混合物料的自由空域、增加了通风生物干化过程中的含氧量从而降低单位水分去除所产生的CO2排放量.未添加回料的实验组TN在生物干化前后未出现明显变化,而回料利用条件下TN由最初的29.4～31.1g/kgWM持续升高至31.6～31.8g/kgWM,这主要是由于干化过程中水分的蒸发和有机物矿化导致的TN的浓缩效应.能量平衡分析结果表明,利用回料可有效降低翻堆和实验过程带...     

通风强度对市政污泥生物干化中试效果的影响

将污泥与树皮按照一定比例混合,利用自主研制的滚筒式污泥生物干化中试系统进行实验,通过对温度、含水率、O2和CO2浓度、挥发性固体(VS)、p H等参数的检测,研究了通风强度对市政污泥生物干化效果的影响.结果表明,通风强度对污泥生物干化有较大影响,通风强度(以VS计)为120 L·(h·kg)-1时,最高温度达到66℃,55℃以上高温可以维持40 h以上,111 h后污泥最终含水率可以降低至56%;生物干化过程中p H始终保持在6.5~8.5之间,不会影响微生物生命活动;滚筒式污泥生物干化反应器能够使反应器内基质均一性良好,对利用滚筒式反应器实现污泥连续流处理提供参考.     

城市污泥脱水速率与泥饼含水率的表征差异性研究

通过试验获得了多种不同来源污泥的脱水表观指标值(比阻和粘度)与脱水性能参数值(脱水速率和滤饼含水率),并对其相关性进行了研究分析.研究结果表明,采用常规的表观指标表征污泥的脱水性能存在差异性,污泥比阻(SRF)可以很好地表征污泥的脱水速率,与其呈良好的负线性关系(调理前:R2=0.914,调理后:R2=0.839),而SRF与滤饼含水率的线性关系不显著,只能进行辅助或定性分析.粘度可以很好地表征污泥滤饼含水率(调理前:R2=0.936,调理后:R2=0.843);但仅在高粘度水平下,粘度与污泥脱水速率才表现出负线性关系,但拟合度较低(R2=0.647),在低粘度污泥体系中,粘度不是影响污泥脱水速率的关键因素.     

利用水泥窑炉尾烟气干化污泥的参数优化研究

目前城市污泥处置方式主要有填埋、焚烧、堆肥等,这些方法都必须经过干化处理环节,利用水泥窑炉尾气余热干化处理污泥,不仅处理成本低,而且减少了烟气废热对环境的影响,在国内已有多个工程案例。为进一步降低污泥干化成本,需要对工艺参数进行优化。针对利用水泥窑炉尾烟气间接干化污泥系统,选择烟气出口温度T2及饱和蒸汽温度t作为优化参数,建立优化模型,采用MATLAB方法,用fminsearch函数求得不同烟气温度T1下综合收益比b的最佳值以及最优工况点,并分析出了综合收益比b、总收益NPV、初步投资C(T2,t)和污泥处理量G(T2)与最优工况点的关系。     

调理剂种类和配比对污泥生物干化效果的影响

为研究污泥生物干化过程中的调理剂种类及配比等工艺参数对生物干化效果的影响,利用自主设计的生物干化反应器进行了实验室模拟,分别研究了麦秆和锯末作调理剂和3种不同调理剂配比(污泥与调理剂湿基质量比为3∶1,5∶1,8∶1)的生物干化效果。结果表明,利用麦秆作调理剂能够达到更高温度,含水率降低了10.88%,优于锯末作调理剂降低的5.9%;与其他配比相比,污泥与调理剂添加比为5∶1时,干化效果与经济性相对更好。利用麦秆作调理剂,且物料配比为5∶1(污泥∶麦秆)时,生物干化效果最佳。     

垃圾焚烧厂污泥干化除臭系统的优化探讨

针对污泥协同垃圾焚烧项目污泥干化系统产生的臭气,从不凝结尾气和环境臭气2个方面对臭气的收集和处理方式进行了论述。实际工程应用案例表明:臭气的重点泄漏位置包括干化机的端部轴承、尾气风机轴承、干污泥输送设备及臭气管道接口。改善污泥干化厂房运行环境的有效措施包括吸风口合理布置、污泥和臭气负压输送、厂房换气次数提高、回风管路设置。     

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。     

污泥生物干化中嗜热微生物的应用研究

污泥生物干化是利用微生物高温好氧发酵过程中有机物降解所产生的生物热能,通过过程调控手段促进水分蒸发,从而实现快速去除水分的一种干化处理工艺,文章对生物干化中嗜热微生物的特点从宏观和微观2个角度进行分析,得到了嗜热微生物的生长曲线;通过试验发现嗜热脂肪芽孢杆菌可以有效地干化污泥;同时对不同通风量下污泥温度和含水率随时间的变化进行了研究,得到了通风量为10 L/min的污泥温度比5 L/min的高3~4℃,污泥含水率降低趋势明显提高,污泥干化效果优于5 L/min试样。     

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。     

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。     

接触式污泥干化过程中SO_2吸收率的动态变化

根据接触式污泥干化工艺的实际运行参数,通过模拟试验,研究了污泥在干化过程中对烟气中二氧化硫(SO2)吸收率的动态变化及其影响因素,并对导致吸收率变化的原因进行了理论分析.结果表明,污泥对SO2的吸收率随干化温度的升高和气体流速的增大而减小,含水率为55%和75%的污泥对SO2的吸收率分别从干化温度80℃的16.0%和25.0%降至干化温度160℃的6.0%和7.0%,这是因为干化温度升高和气体流速增大,促使污泥水分加速蒸发,从而影响SO2从气相通过气膜向气液界面传递和扩散的过程,最终导致污泥对SO2吸收率的下降;污泥对SO2的吸收率随SO2浓度的增加没有明显的变化;污泥吸收SO2后,pH值降低表明了污泥吸收SO2发生了酸碱中和反应,污泥红外光谱证明污泥对烟气中SO2的吸收是一个化学吸收过程.     

城市剩余污泥脱水性能指标的相关性研究

选取5种阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)对城市剩余污泥调理、4种调理方案进行板框压滤试验,测定调理后的污泥比阻(SRF)、污泥毛细吸水时间(CST),以及板框压滤后的泥饼含水率,采用数理统计的方法对SRF、CST和泥饼含水率进行线性回归分析。结果表明,在同一种药剂调理下,CST和SRF具有显著的线性相关性,可用CST代替SRF确定药剂最佳投药量。SRF、CST分别与板框压滤后的泥饼含水率之间存在明显的线性关系(R~2=0.92,R~2=0.99),能有效表征实际处理过程中污泥的脱水效率。     

典型污泥化学调理脱水实验研究

以印染厂、造纸厂、给水厂、城镇污水厂水处理产生污泥为研究对象,先对典型污泥的性质进行了探究,然后分别投加FeCl3、聚丙烯酰胺(PAM)调理剂,经抽滤和压滤实验,综合考察污泥滤饼的含水率、比阻、浊度等指标。结果表明,造纸污泥的比阻(SRF)最高(为3.51×109s2/g),束缚水含量和滤饼含水率最低,分别为13.3 g/g干泥和79.6%,比阻决定了脱水速率,含水率与束缚水含量呈负相关;污水厂污泥、印染污泥、造纸污泥最佳FeCl3投加量分别为10%、9%、8%,压滤后含水率分别为65.4%、60.9%、62.7%。最佳PAM投加量分别为0.2%、0.4%、0.3%,压滤后含水率分别为63.1%、59.6%、62.1%。污水厂污泥含水率最高,说明纯生化污泥一般较难脱水,污水厂污泥经复合调理(PAM、FeCl3投加量降至0.15%、4%),含水率降至60.3%,说明复合调理效果较好,且单一药剂的投加量减小。     

石灰法在延吉市污水处理厂污泥半干化处置中的应用

城市污水处理厂污泥经过半干化处置,使污泥含水率下降到60％,以满足国家新的垃圾填埋场卫生填埋的要求,这是一个新课题。利用石灰法进行延吉市污水处理厂污泥半干化处置,能够以较小的投资及较低的运行费用实现污泥半干化,为实现城市污水处理厂污泥半干化处置探索出新途径。     

基于RSM模型对污泥联合调理的参数优化

研究了CaO、PAFC联合表面活性剂(1227)预处理对污泥脱水性能的影响,以污泥滤饼含水率(WC)和毛细吸水时间(CST)作为评价指标进行单因素实验,得出药剂投加量的最佳范围.然后通过以响应曲面优化法(RSM)为依据的Box-Behnken实验,建立了滤饼含水率和CST减少率二次多项式预测模型,进而得到联合调理的最佳工艺参数.结果表明,联合调理能够明显提高污泥的脱水性能,CaO、PAFC和1227的最佳药剂量分别为42.00,60.40,80.89mg/g,此条件下滤饼含水率为(68.30±0.26)%,CST减少率为(87.30±0.32)%.同时,在最优条件下进行了验证实验,结果与模型预测值基本吻合,表明基于响应曲面法所得的最佳工艺参数准确可靠,对相关污泥处理及条件优化具有一定的指导意义.     

污泥干化焚烧输送系统的优化改造研究

剩余污泥与其它可燃性物质有质的差异,给污泥干化系统的操作带来了较多难以控制的问题.干化污泥的输送决定着焚烧炉的进料,影响着炉膛内温度的控制以及污泥干化焚烧的运行效率.针对流化床污泥干化焚烧系统干化污泥的输送分析了在实际操作中存在的问题,也是污泥干化普遍存在的问题,提出了优化改造方案并实施设备改造.通过对输送系统的优化和改造,提高了运行效率,降低了设备故障率、检修强度和费用,方便了维护和检修.     

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。     

污泥干化芦苇床渗滤液中CODCr和TP浓度预测模型

为便于水质管理,在大连开发区污水处理厂设立了1个传统污泥干化床和2个污泥干化芦苇床,根据系统出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)检测数据的平稳系列特点,采用ARIMA时间序列分析模型对出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)进行模拟和预测. 结果表明:ARIMA(1,0,0)模型可较好地模拟和预测出水ρ(COD_Cr)的变化,R2达0.577以上,预测相对误差在-10%~19%之间,实测值和预测值之比处于0.8~1.2之间;ARIMA(6,0,0)模型能较好地模拟和预测污泥处理湿地渗滤液出水ρ(TP)的变化,R2在0.487以上,预测相对误差在-4%~16%之间,实测值和预测值之比处于0.8~1.2之间. 研究显示,所构建的ARIMA模型可用于污泥处理湿地系统运行过程中渗滤液出水ρ(COD_Cr)和ρ(TP)的预测.