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城镇污水处理厂污泥碳化技术

发布时间:2020-9-11 17:49:20  中国污水处理工程网

  总结国内外污泥碳化技术的发展经验,确定污泥碳化技术具有较高的应用价值,将其有效的应用于城镇污泥处理之中,不仅能够有效的处理污泥,还能够得到有利用价值的碳。所以,城镇污水处理厂应当高度重视并且积极引进污泥碳化技术,意在提高污水、污泥处理的水平。

  1 城镇污水、污泥处理现状的分析

  我国城镇化进程不断加快的今天,人们的生活水平有极大程度的提高,相应的所产生的生活污水量与日俱增。据不完全统计,我国城镇生活污水设施的处理能力已达到了 2 亿 m3/d,设城市污水处理率在 80% 以上,对生活污水予以有效的处理,以便提高水资源的利用率。但详细分析我国城镇污水处理的实际情况,确定大多数污水厂的污泥处理能力比较落后,难以实现无害化的处理。

  回顾城镇污水处理厂的建立及发展历程,不难发现诸多污水厂在建设与处理污水的过程当中,着重于对污水的处理,而轻视污泥的处理,这就使得污泥的处理能力上进展比较缓慢,截至目前,也未能实现污泥的稳定化处理。可以说 80%以上的污水厂虽然建设了污泥的浓缩脱水设施,能够对污泥进行一定的减量化处理,但是却未达到稳定化的处理。也就是说污泥当中所含有的病原体、持久性的有机物等污染物并没有被彻底清除,那么这些污染物将会伴随着污水而持续性的流通,进而扩大污染面积,给环境带来严重的负面影响。所以,为了能够促进我国城镇化快速发展,真正迈入小康社会,应当高度重视城镇污水污泥的处理,尤其是尽可能的实现污泥的稳定化处理,以便将污泥当中所含有的污染物彻底清除,从而更好的保护环境,营造健康美好的家园。

  2 国内外污泥碳化技术的研究进展

  参考相关资料,确定污泥碳化技术具有较高的应用价值,能够有效的处理污泥,分离并且消除污泥中含有的污染物。基于此,对国内外污泥碳化技术的研究进展予以详细的了解,为更加科学合理的运用该项技术提供帮助。

  2.1 国外污泥碳化技术的研究进展

  早在 20 世纪 80 年代,国外就开始进行污泥碳化技术的研究,到 90 年代美国、日本、澳大利亚等国家相继展开了小规模的污泥碳化技术生产性实验。比如 1977 年日本三菱就在污泥碳化厂进行了规模化的处理;同年美国加利福尼亚州建立了污泥碳化实验场,同样进行了规模化的污泥碳化处理。而随着污泥碳化技术研究的不断进步,在 2000 年美国的低温碳化技术和日本的高温炭化技术相继成熟,并进行了大规模的商业推广,使得该项技术在污泥处理中发挥了极大的作用。目前,美国、日本等发达国家已经构建了高速污泥碳化系统,并且采用了立体多级设计的炭化炉来进行污泥处理,这使得污泥处理的速度较快、时间较短、占地面积较小,不仅能够有效的消除污染物,还能够保证整个过程安全、环保。具体联系污水宝或参见http://www.hbhxblgy.com更多相关技术文档。

  2.2 国内污泥碳化技术的研究进展

  相对于国外发达国家污泥碳化技术的研究来说,我国污泥碳化技术研究的起步较晚,是近些年才从发达国家中引入污泥碳化技术,进而推动国内污泥碳化技术一点点发展起来。比如于 2005 年才将日本高温碳化技术引入中国市场,但因相关领域及工作者未能正确认识到污泥处理的重要性,加之高温碳化设备的价格昂贵,致使污泥碳化技术的研究、推广受阻。此后到 2012 年我国各地才陆续引进污泥碳化技术,如武汉引进日本高温碳化技术并建立了日处理能力在 10t 脱水污泥的生产线;湖北对日本连续高速污泥碳化系统技术予以引进、消化及吸收,这才促使近些年污泥碳化技术得到重视,并积极推广应用。但总体来说,为了使污泥碳化技术能够在我国各地广泛的应用,应当在借鉴国外发达国家污泥碳化技术研究经验的基础上,充分考虑我国污泥处理的实际情况,对污泥碳化技术加以优化和创新,以便打造适应国内实情的污泥碳化处理生产线,为科学、合理、安全、高效的处理污泥创造条件。

  3 城镇污泥处理厂污泥碳化技术的研究

  总体来说,污泥碳化技术具有较高的应用价值,并适用于国内的城市污泥处理之中。当然为了能够有效的运用污泥碳化技术,实现污泥稳定化处理,还应当掌握污泥碳化技术的基本原理,根据城镇污水污泥处理的实际情况,而科学合理的运用此项技术,提高城镇污水污泥的处理水平。

  3.1 污泥碳化技术的基本原理

  相较于干化或者直接焚烧等处理方法而言,污泥碳化技术具有能源消耗、剩余产物中含碳量高、发热量大等特点,所以该项技术非常适用于城市污泥处理之中。当然,污泥碳化技术之所以具有较高的应用效果,主要是该项技术应用的过程当中能够在一定的温度和强度下,通过裂解的方式将生化污泥中细胞的水分强制脱出,使污泥中碳含量比例大幅提高,在经过干馏和热解的作用下,将有机物转化为水蒸气、不凝性气体及碳。目前,污泥碳化技术主要包括低温碳化、高温碳化等类型。

  3.2 高温碳化技术的应用

  所谓高温炭化技术主要是在温度为 649~982℃之间且不加压的情况下, 对污泥进行干化处理, 使之含水量达到30% 左右,之后利用碳化炉进行高温碳化造粒,进而得到碳化颗粒。科学、合理的运用高温碳化技术来处理城镇污泥, 那么在工艺操作的过程中, 能够直接利用污泥所含有的热值及碳化炉中产生的合成物来支持后续的干化操作,以便得到碳化颗粒;又因为该项技术能够对污泥进行干化处理, 所以其能够使污泥量减少, 并且处理之后达到无害化、资源化的目的。所以,高温碳化技术具有较高的应用价值。当然,高温碳化技术也并非毫无缺点,其在具体的应用过程当中会造成能源消耗大的问题。这是因为污泥干化处理主要是将污泥当中的水分蒸发出去,而水分蒸发需要大量的热能的支持,这势必会浪费大量的能源;投资大,这是因为高温碳化包括干化和碳化两部分,为了使两部分都能够良好的操作,那么对高温碳化系统的投资至少要高于纯干化系统的投资,加之炭化炉技术比较复杂,碳化颗粒制造要在高温 800℃以上进行,所以需要消耗大量的材料,相应的整个投资非常大。

  3.3 低温碳化技术的应用

  与高温炭化技术不同,低温碳化技术没有干化环节,只有碳化环节。在具体碳化处理的过程当中,需要将压力设置为 10MPa 左右,温度调至 315℃,使污泥呈现液态,之后对其进行脱水处理,使之含水量在 50% 以下,之后进行干化造粒,又因碳化颗粒热值在 3600~4900 大卡 / 公斤之间,所以此时可以按照一定比例与其他燃料相混合,能够发生热化分解反应,如此能够将污泥之中的二氧化碳与固体分离,得到应用价值的碳质(如图 1 所示)。由此我们可以看出,低温碳化技术所具有的优点,如能量消耗少、生产的碳化物具有较高的燃值等。但是我们在具体应用低温碳化技术的过程中,同样要注意规避其缺点,比如污泥碳化物的热值并不能应用在污泥碳化系统之中,需要对污泥裂解液脱水后的生物浓液进行有效的处理,避免出现新的污染物。

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 图 1  低温碳化技术工艺

  4 结语

  经过本文一系列分析,确定城镇污水、污泥处理水平虽然有较大程度的进步,但现阶段污泥处理还未达到稳定状态,这就意味着污泥处理后,污水之中依旧残留着污染物,伴随着污水而流通,造成更大范围的污染。对此,应当高度重视污泥碳化技术的应用,根据城镇污泥处理实际需要,合理的选用高温碳化技术或低温碳化技术,以便科学化、合理化、有效化的处理城镇污泥。(来源:山东金孚环境工程有限公司)

 

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