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     

污泥综合处理技术系统的可行性分析

通过对污泥处理技术现状与污泥组成的分析，认为降低污泥的含水率是改善污泥可处理性的关键。以机械脱水加工热干燥过程可达到充分降低污泥含水率的目的。以此为主干所形成的污泥综合处理系统经能量与经济平衡分析，发现其能量输出大于输入，经济成本合理，有一定的技术经济可行性。     

辅料配比对污泥生物-物理联合干燥的影响

利用自主研制的污泥生物-物理联合干燥反应系统研究了脱水污泥∶树皮∶回流污泥分别为7∶3∶0.5、9∶3∶0.5和12∶3∶0.5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延长先增大后减小,含水率在0～96 h逐渐降低,继续延长反应时间,则变化不明显.当脱水污泥∶树皮∶回流...     

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。     

冷热联用对市政脱水污泥低温干燥的影响

为探究冷热联用干燥市政脱水污泥的可行性,明确冷冻对市政脱水污泥低温干燥的影响,以市政脱水污泥为试验材料,利用扫描电镜（SEM）及流式细胞仪研究了冷冻对污泥的作用.考察了不同冷冻温度和冷冻时间对脱水污泥干燥特性的影响,并对不同含水率和厚度的脱水污泥冷热联用低温干燥效果进行了分析.结果表明：冷冻使污泥的内部微小孔隙增多.当冷冻温度降到-30℃时,细胞死亡率达到15.5%,是未冷冻时的9.7倍.当干燥温度为60℃,冷冻温度分别为-10℃、-20℃和-30℃时,脱水污泥完成干燥的时间分别缩短了25.0%、33.3%和29.2%.质量为5g±0.1g,厚度为3mm,直径为50mm的污泥样品冷冻6h后达到最大强化效果.污泥含水率的下降会导致强化效果减弱,当含水率降至45%时强化效果消失.增加泥饼厚度使强化效果小幅下降,5mm、10mm和15mm厚的泥饼强化效果分别为33.3%、31.3%和30.4%.     

超声波预处理对污泥干燥特性的影响

城市污泥的高含水率对其处理处置带来了各种不便.超声波由于功率大、穿透能力强、可引起空化作用等特性而在污泥干燥方面具有独特的优势.针对超声波对污泥干燥特性的影响进行实验研究,通过污泥干燥实验研究了超声处理时间、超声波功率、超声水温和干燥温度4种因素对污泥干燥特性的影响.结果表明,超声处理能够加速污泥表面自由水分蒸发和快速结束平稳干燥阶段,有效提高污泥干燥效率;超声处理对污泥干燥特性的改善随超声波功率(100~250 W)、超声水温和干燥温度的升高而更加明显.在低温105℃下干燥时,短时间的超声处理3 min对污泥干燥特性的改善效果最好.超声处理对污泥干燥整体效率的提高使其有望成为污泥低成本干化的有效方法,并为污泥干燥工艺的优化提供参考.     

超声预处理对污泥破解特性实验研究

加水将机械脱水污泥配成不同的含水率,再以不同超声密度、不同破解时间对污泥进行顸处理,通过分析污泥含水率和pH值的变化。探索超声破解污泥特性。研究结果表明,超声波可以破坏污泥絮体结构及细胞。使其中的水分和有机物质释放进入液相。从而能提高污泥的干燥速率。实验得出含水率为84．7％的污泥在超声波密度为6w／mL,时间为2min的条件下,干燥的效果最佳。     

城市污泥电渗脱水实验研究

电渗脱水是一种能有效去除污泥中水分以实现减量的处理方法.本文采用自制电渗脱水装置进行了城市污泥的电渗脱水实验.通过监测脱水过程中电渗流量、电压梯度与剩余含水率的变化,考察了电压梯度、电极间距和处理时间的影响,并进一步分析了电渗处理过程中脱水效果变化的原因.处理中随着脱水效果由阳极向阴极发展,污泥可划分为已脱水污泥与未脱水污泥,已脱水污泥内电渗停止,电渗与水分的脱除发生在未脱水污泥内,并由未脱水污泥的电压梯度决定.已脱水污泥阻值上升,使未脱水污泥电压梯度逐渐降低,造成了电渗流量与脱水效果的衰减,并使得污泥剩余含水率由阳极至阴极逐渐增加.电渗脱水的整体效果随加载电压的增加而提高,脱水能耗亦随之增加,选取较小的电极间距时电渗脱水能效较高.     

酸-低热联合处理对剩余污泥脱水性能的影响

为有效降低城市污水处理厂剩余污泥含水率,通过酸-低热（温度 < 100℃）联合处理污泥,探索该方法对污泥的脱水性能.研究不同pH、反应温度、反应时间对污泥脱水性能的影响,并对污泥上清液中SCOD、蛋白质、多糖的浓度以及污泥Zeta电位和污泥形貌进行分析,初步探讨其脱水的作用机理.结果表明:①酸-低热联合处理污泥时,污泥溶解性有机质大量释放,经过40 min反应,上清液中SCOD浓度达到925.76 mg/L,表明该方法能有效破解污泥EPS（胞外聚合物）,释放内部结合水.②原污泥Zeta电位为-14.10 mV,酸-低热联合处理后降至-3.49 mV,污泥颗粒之间的静电斥力显著降低.③酸-低热联合处理有利于污泥的絮凝作用,显微镜观察处理后的污泥絮凝物大且结构紧密,污泥脱水性能得到改善.④试验获得的最佳处理条件为pH 3、温度90℃、加热时间40 min,在该条件下,污泥真空脱水初始速率可达20.67 mL/min（以80 g原泥计）,泥饼真空抽滤后含水率可降至63.05%.研究显示,酸-低热联合处理可有效提高剩余污泥脱水性能,并能释放较多溶解性有机质,抽滤后污泥含水率可降至接近60%,是一种可行的低能耗污泥脱水方法.      

高含水率垃圾与污泥混合堆肥实验研究

采用好氧堆肥工艺处理高含水率城市生活垃圾和脱水污泥。高含水率垃圾(含水率≥65%)经过一段时间静置预处理,含水率降至55%左右,破碎筛分,取筛下物和脱水污泥进行好氧堆肥。结果显示预处理垃圾和污泥在质量比1～3之间时,堆肥过程可以达到卫生化和稳定化的处理要求,质量比为1时升温速度快,堆肥周期短,有较好的堆肥效果;回用部分处理后堆肥可以大大缩短堆肥启动时间。     

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.