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污泥干化焚烧乃污泥处理 处置终极方式

来源:admin日期:2020/02/04 浏览:

  北极星水管束网讯:摘 要: 残存污泥管束/处理目前正在我国已成为比污水管束自身更为棘手的题目。甩掉( 填埋,土地欺骗等) 虽然省事、省力、省钱,但限于填埋空间有限和土地欺骗受阻,再加上处境二次污染题目,这一低端途径仍然或即将走进“死穴”,这也是兴旺国度面对的实际情形。高端污泥管束/处理以燃烧为代表,但大都国人以为投资太高而烧不起。针对这一题目,该研商以污泥脱水/干化后直接燃烧动作提议管束/处理计划,对这一提议工艺举办能量衡算以及投资与运转本钱匡算,并与古板管束/处理工艺、介入热水解预管束工艺横向比较。估计结果显示,提议工艺与其他两种工艺比较,无论正在能量赤字依旧投资与运转本钱上均为最低,分裂为 109 kW·h /tDS、374 万元/tDS 和 2 663 元/tDS,较其他两种工艺能量赤字分裂淘汰 66. 4% 和 65. 2% ,投资本钱分裂低落 36. 4% 和 39. 2% ,运转本钱分裂淘汰 1. 5% 和 12. 1% 。借使污水余温可就近用于污泥干化,提议工艺的可接续性将大幅添补,不但可告竣污水管束厂本身碳中和运转,亦或许向表输电。与此同时,提议工艺还能使灰分磷接受变得尤其有用。

  生物管束不但是过去、现正在通行的污水管束方式,也将代表着另日。故而,污水管束副产品———残存污泥是永远绕不开的题目。污泥处理体例,从发端的填埋、农用、绿化,无间到现正在的堆肥、消化甚至燃烧,这个中,污泥“甩掉”( 如填埋、农用) 鲜明是最为纯粹和经济的体例; 正在相对“地大物博”的中国、美国和英国污泥“甩掉”所占比例较高,分裂到达76% 、59% 和 63%[1 - 3]。可是,正在人均疆域面积较幼的极少欧洲国度和日本,甩掉操纵比例接续消浸,从法国的 46% ,到德国的 27% ,直至日本的 16% 、荷兰的 11% ( 未农用) [1 - 3],继而添补了厌氧消化以至燃烧的道途。

  纵观欧洲等兴旺国度残存污泥管束、处理史乘,污泥“甩掉”越来越受到空间和农业的局部,以致于很疾形成一条“死胡同”。从省事、省力、省钱角度,我国虽然念络续走污泥“甩掉”的途径,然而,实际情形阐明,我国没有足够可接续接管污泥的填埋场面,农人亦不奇怪污泥中的肥效,园林绿化恐也难以永恒接管污泥。这就造成了目前我国残存污泥“成 灾”的紧要场面。因而,污泥堆肥、消化、燃烧本领途径也接踵提到议事日程并发端工程操纵。时时以为,燃烧投资与运转用度太高,凡是最初探求堆肥和消化。污泥堆肥出道有限,厌氧消化后仍有 50% ~ 70% 的污泥有机物残留,不得不再添补燃烧合节举办最终处理。

  鉴于此,159彩票网污泥接纳“低端”甩掉体例变得日益艰辛,不如直接走向“高端”,即燃烧。当然,污泥燃烧须要将含水率降至必然限度( 40% ~ 70%[4 - 5]) 。因此,污泥脱水后仍须要进一步干化至宗旨含水率,而古板的厌氧消化则十足能够省略。污泥干化后燃烧不但能够最大水平地接受污泥有性能量( 发电、供热) ,况且燃烧后灰分是接受污水中磷( P) 的最有用体例,以至还能够接受重金属[4 - 9]。

  基于这一思绪,须要对污泥干化、燃烧提议工艺举办能量平均、投资本钱、运转用度匡算,并与古板厌氧消化为主的燃烧工艺举办本领经济比拟,以揭示提议工艺正在能量、投资以及运转方面的上风所正在。

  污泥直接干化、燃烧提议工艺征求呆滞脱水、热媒干化与孑立燃烧三个单位,全部流程见图 1。含水率≥99% 的原污泥采用呆滞脱水体例将含水率降至 80% ; 常用呆滞脱水体例有压滤( 带式、板框) 、真空吸滤和离心等,但较常用压滤[10]。近年来,国表里也研发出极少新的脱水体例,如电渗析脱水工艺[10]。总之,将原污泥脱水至 80% 选取计划较多。

  呆滞脱水至 80% 含水率的污泥虽已呈泥饼状,可装车表运,但隔绝自持燃烧( 无需辅帮表部燃料)含水率( 40% ~ 70% ) 另有必然隔绝,紧要取决于污泥中的有机质含量[4 - 5]。这就须要正在 80% 含水率脱水污泥的根本上践诺热媒干化,紧要形状有热对流干燥体系和热传导干燥体系。热对流干燥体系( 转胀式干化与流化床干化) 合用于全干化工艺,可使含水率从 80% 降至 15% 及以下[11]。从燃烧角度看,全干化并不成取,一是能耗高,二是后续燃烧难以造成流化状污泥颗粒[11]。因而,半干化热传导干燥体系( 转盘式干化与多层台阶式干化) 较合用于干化污泥,可使污泥含水率降至 35% ~ 50%[11]。

  凭据污泥有机质含量,含水率为 40% ~ 70% 的干化污泥已拥有自持燃烧的才气,欺骗向例燃烧炉正在 800 ~ 900 ℃下将污泥有机物十足燃烧并氧化至CO2,结果征求磷正在内的无机物造成灰分[5]。污泥燃烧开释出的热量能够用来发电或接受高温废气用于污泥再次干化或热互换供热[5],灰分中的磷以至重金属能够通过化工工艺接受,残留灰分可用作分娩修筑资料[2]。国表里常用燃烧炉有流化床炉、立式多膛炉、喷射燃烧炉等[11]。

  国表里常用呆滞脱水体例及其 能 耗 列 于 表1[10]。个中,板框压滤能耗最高,带式压滤与真空吸滤次之,离心和双辊挤压能耗最低。本研商以能耗折中且常用的带式压滤法为例举办能量衡算,均匀能耗约 60 kW·h /tDS。

  污泥中水分罗致热量分为: a. 水从常温升温到显热; b. 水蒸发进程汽化潜热。热媒干化又分高温干化( 100 ℃ ) 和低温干化( 20 ~ 80 ℃ ) ,分裂可欺骗高温烟气、过热蒸汽、燃油和热水及太阳能、低温热能等告竣。目前,高温干化较为通行,本研商也以高温干化为例( 100 ℃ ) ,这局限干化热量估计如下:

  上述估计中最为紧急的参数是污泥干化后的含水率 w2,其表征污泥自持燃烧所需的最高含水率,估计公式为[7]:

  因污泥干燥机本身存正在热耗损,污泥干化实质 能耗( E T ) 鲜明要比表面能耗 ET 高; 分别干燥机热 耗损亦存正在必然差别,热耗损出力 ε干 为 10% ~ 20% ; 本研商取高值( 20% ) 估计[12 - 13]。污泥干化 实质能耗可按下式估计:

  我国污泥有机质含量正在 30% ~ 65% 之间,比欧美等兴旺国度低 15. 2% ~ 37. 7% 。以我国有机质含量为基准,分裂取 30% 和 65% ,代入式( 6) 估计得污泥燃烧热值为 6. 3 ~ 15. 0 GJ/tDS。本研商取污泥有机质含量 pv 为 53% ,污泥高位热值,即,燃烧表面释能为 11. 9 GJ/tDS,与表 2 中我国污泥均匀热值类似[4,14 - 15]。以告竣自持燃烧为宗旨,污泥干化含水率 w2需到达 57. 7% 。如许,从脱水污泥 80% 含水率干化至 57. 7% ,所需干化能耗为 9. 1 GJ/tDS,与实质工程的 11. 7 GJ/tDS 近似 [11]; 转化为电当量约 2 529 kW·h /tDS( 1 kW·h = 3 600 kJ) 。

  干化污泥告竣自持燃烧所需含水率 w2取决于 污泥中有机质含量。凭据式( 4) 和( 6) 可得出污泥 有机质含量与干化宗旨含水率的相合,结果如图 2 所示。鲜明,污泥有机质含量越高,污泥干化宗旨含水率 w2便能够升高,也便是说,干化污泥自持燃烧 含水率随有机质含量的添补而升高。

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