高效污泥干化处理及资源化工程应用

利用汽轮机做功乏蒸汽通过桨叶干化机对含水率80%的市政污泥进行干化,干化后的污泥和进入垃圾焚烧炉进行掺烧,锅炉产生的蒸汽送入汽轮机进行做功发电,该工艺流程可最大限度地实现能源的资源化利用。     

关于污泥火电厂协同焚烧的控制性指标的思考和建议

近年来利用火电厂协同处置污泥的项目逐渐增多,污泥火电厂协同焚烧已经成为国内污泥处置的重要方式。但与之矛盾的是,污泥电厂协同焚烧却仍未有行业规范出台。为了促进行业的可持续和规范化发展,需对污泥火电厂掺烧的泥质要求、掺烧比,以及可能产生的二次污染等关键的控制性指标进行系统性的思考。关于入炉污泥泥质的污染物指标,建议可依据《城镇污水处理厂污泥泥质》(GB 24188—2009)的项目和限值进行要求。由于汞的毒性和挥发性,对总汞的限值要求适当严格,应满足总汞15 mg/kg干污泥的要求。关于污泥含水率和掺烧比,建议在煤粉炉掺烧的污泥基本以干化污泥为主,当污泥含水率≤40%且掺烧比≤5%时,对锅炉运行以及污染物排放影响不大。在流化床中可以掺烧脱水污泥,当污泥含水率≤80%且掺烧比≤10%时,对锅炉运行以及污染物排放影响不大。关于烟气排放标准,需综合考虑污泥火电厂掺烧可能产生大气污染物排放风险,并结合《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)、《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485—2014)、欧盟垃圾焚烧标准2000/76/EC、《恶臭污染物排放标准》(GB 14554—2018)的指标要求。此外,污泥火电厂掺烧后不应影响火电厂炉渣和粉煤灰的原处置或综合利用路径。原则上,污泥火电厂掺烧后产生的粉煤灰,应按《危险废物鉴别标准通则》(GB 5085.7—2019)进行鉴定,属于危险废物的,按危险废物处置;不属于危险废物的,可按原路径处理和综合利用。     

太阳能蒸汽辅助污泥干化的试验研究

为降低传统污泥热干化工艺的能耗,采用一种新型太阳能蒸汽发生装置产生的中高温饱和蒸汽来辅助污泥干化,并对太阳能蒸汽发生装置的集热性能、污泥干化特性和尾气排放特性进行了分析.结果表明,太阳能蒸汽发生装置的平均集热效率为41.7％;在120、150℃两种温度下污泥的干化曲线均经历了加速、恒速和降速干化阶段,温度越高则干化速率越大,所需干化时间也就越短;干化过程中监测到NH3、CH4、HCN、甲酸、乙酸和丙酸六种气体的排放,均呈现先增加后减小的趋势,在含水率为70％ ～ 80％之间形成一个排放峰,其中NH3排放浓度最高,平均浓度达308.48 mg/m3.因此,在太阳能丰富的地区可利用太阳能蒸汽辅助污泥热干化.     

搅拌造粒型回转式污泥直接干化试验研究

自行设计了搅拌造粒型回转式污泥直接干燥机,并研究了污泥和烟气的流向、干燥机筒体转速、干燥机倾角、搅拌轴转速等运行参数对干燥机性能和干化效果的影响。结果表明,采用此干燥机干化城市污泥时,逆流方式优于顺流方式,2.5°倾角优于5°倾角,固定倾角下存在最佳筒体转速,搅拌轴转速越高则对干燥越有利。根据试验数据,对反映干燥机性能的两个重要参数——蒸发强度A和蒸发系数α进行了探讨,发现干燥机的运行参数对二者均有一定影响,其中对A的影响较大、对α的影响较小。     

温州市污泥集中干化焚烧厂工程设计及调试运行

温州市污泥集中干化焚烧厂设计规模为日处理含水率80%的湿污泥240 t,采用倾斜桨叶式干化机+回旋流型流化床的半干化焚烧技术,为国内首条半干化焚烧的污泥处置生产线。介绍了工程设计、调试和持续优化改进,总结了生产运行情况,提出了干化焚烧工程优化要点。     

利用低温干化和隔膜压滤城市污泥制备烧结砖

采用城市污泥和河道淤泥为原料,利用干法成型工艺制备了不同污泥含量的烧结砖。研究了原料的物理与化学性质,以及污泥种类(低温干化污泥和隔膜压滤污泥)、含水率、烧结温度和污泥掺量对污泥烧结砖的影响。污泥种类的影响较大,CaO含量过高容易引起砖体强度快速降低。原料含水率影响烧结砖的密度和强度,低温干化污泥含量10%原料的最优含水率为16%。污泥烧结砖的强度随着烧结温度的升高而增大,1000℃时污泥烧结砖强度最大。污泥含量越高,烧结砖强度越低,污泥砖符合MU30、MU20和MU10标准时的最大污泥掺量分别为17.4%、21.5%和24.9%。综上所述,通过原料和工艺的控制,成功制备了污泥掺量高达20%的污泥烧结砖,强度满足MU20的要求,可作承重砖使用,重金属熔融固化,展示了一种污泥大规模资源化利用的途径。     

电解铝烟气余热低温干化处理市政污泥工程应用

我国目前污泥无害化处理处置短板突出,加快推进污泥无害化处置和资源化利用已成为共识。眉山市内污水处理厂污泥产量达150 t/d(含水率为80%),由于难以采用填埋处置,迫切需要寻找污泥处理处置新出路。利用该市企业电解铝车间产生的烟气余热低温干化处理市政污泥,将污泥含水率从80%降至30%以下,工程总规模为300 t/d。重点介绍了污泥干化系统、烟气余热换热系统、冷却系统、生物除臭系统、冷凝污水处理系统的工作原理、技术参数和设备配置。污泥经干化后运往周边工厂掺烧利用,实现了污泥的减量化、无害化、资源化利用,污泥处理直接运行成本51.62元/t,综合效益明显。     

萧山4000 t/d污泥集中焚烧处理项目实践

萧山4 000 t/d污泥集中焚烧处理项目针对污水厂污泥处理难题,通过深度脱水与焚烧发电相结合的方式处理污泥。深度脱水工艺采用化学调理和机械压滤的脱水方式,不同含水率的污泥通过一次压滤脱水就能达到焚烧要求。脱水干化后的污泥含水率降至45%～50%,与质量比为10%的煤混合后,送入循环流化床锅炉进行焚烧。与普通燃煤电厂掺烧污泥相比,本项目泥煤配比有重大突破,污泥焚烧量有很大的提高,入炉焚烧处理污泥达1 800 t/d（含水率45%）。污泥燃烧的余热用于发电,实现了污泥能量转化和净能量输出。烟气处理系统配置石灰石-石膏湿法脱硫、静电除尘、布袋除尘、低氮燃烧等技术措施,烟气排放指标长期稳定优于欧盟2010排放标准。     

天津某污水处理厂城市污泥资源化制砖技术研究

为研究一种减量化、无害化、资源化的城市污泥处理技术，对城市污泥、黏土进行干燥、粉碎处理，添加调节剂并通过正交试验，以污泥砖完整性、抗压强度、毒性浸出量为指标，最终确定最优配方：m(污泥)∶m(黏土)∶m(粉煤灰)=30∶40∶20，主调节剂、辅调节剂掺量为8%、1.5%，主调节剂中m(CaO)∶m(SiO₂)=2∶6，采用焙烧法制备污泥砖，并对其物理力学特性、毒性浸出进行试验研究。结果表明：砖原料含水率为20%～25%时易成型，重金属离子减少阶段集中在350～850℃内。污泥对砖体的影响程度最大，污泥砖强度随污泥掺量增加呈先提高后降低，污泥掺量为30%时体积质量烧失率、体积烧失率和泛霜等均符合GB/T 5101—2017要求，且浸出毒性符合GB 5085.3—2007要求。     

不同胶凝材料掺合下的回填粉土的试验研究

针对河南省南阳市某回填工程项目中的粉土,通过击实试验,室内三轴试验对不同胶凝材料掺合下改良粉土的击实特性与强度特性进行研究。击实试验结果表明:胶凝材料的掺加能增大粉土的最优含水率。水泥改良粉土的最大干密度随着水泥的掺加不断增加,石灰改良粉土与二灰(石灰+粉煤灰)改良粉土的最大干密度随着胶凝材料含量增加不断减少。三轴试验结果表明:水泥对提高粉土的粘聚力的效果最好,二灰效果次之,石灰最差。掺加适量的胶凝材料对提高粉土的内摩擦角有较大作用。试验结果为改良回填粉土的选择提供参考。     

新型高分子材料固化黄土的抗剪强度特性

固化黄土的强度问题关系到黄土地区边坡、公路路堤等处理工程的安全稳定。以山西太原地区黄土,掺入新型高分子固化材料SH形成固化体,就不同掺量、干密度和含水率等变化因素条件下的固化黄土进行直接剪切试验,测定固化黄土的抗剪强度,分析抗剪强度指标的影响因素和变化特性。结果表明,固化剂SH掺量、含水率和干密度等是影响固化黄土抗剪强度的重要因素;内聚力和内摩擦角随着SH掺量和固化体干密度的增大及风干养护时间的延长而增大,而随含水率的增大内聚力呈指数式衰减,内摩擦角为多项式分布递减。实际应用时可以通过增大固化剂掺量和干密度、控制含水率而满足黄土固化工程需要和稳定安全。与条件基本相同的水泥和HEC对比发现,SH固化黄土的抗剪强度高于水泥和HEC。     

污泥机械脱水与热干化脱水的经济性比较

某石油化工企业污水处理厂的污泥脱水设备主要为卧螺沉降离心机和螺压机,脱水污泥含水率分别在85%以下和90%左右。通过分析该污水厂污泥机械脱水和热干化脱水的运行成本,得到含水率为99%的稀泥浆采用卧螺沉降离心机脱水时,运行成本仅为3.68元/m3分离水;而采用热干化脱水时,运行成本为330.85元/m3蒸发水。因此,选择污泥热干化减量处理时,首先要采用高效率的污泥脱水机,尽量在机械脱水阶段去除更多的水,这对后续控制污泥干化处理规模、投资和运行成本具有指导意义。     

王凯军:清华大学环境学院教授

污泥厌氧消化技术在我国前途未卜,目前在我国确实叫好不叫座。而干化焚烧及热解为主的污泥热处理技术有望形成具有适用性的技术路线,但对于污泥掺烧和混烧技术应该谨慎评价。污泥深度脱水技术的定位问题值得思考,是中国过渡性、应急性的技术,还是具有自主知识产权的创造发明。目前     

污泥干化、余热回收及补充热源系统的电控设计

污泥干化、余热回收及补充热源系统是污泥干化生产线中的核心部分,包括桨叶干燥机分气缸、换热器、空气余热器等设备。本系统电控部分设计以西门子S7-400系列为核心控制器,采用以太网控制器连接操作站和工程师站,同时将部分控制功能分散到各过程I/O单元中。设计中所有回路都可以独立执行,配合在线安全监测及应急安全系统的应用,保障了系统的正常运行。     

混入市政垃圾的通沟污泥焚烧前处理研究

根据市政污泥水分高、热值低、直接焚烧处理成本高等特点,本文提出一种污泥焚烧与垃圾焚烧厂合建的方式,利用垃圾焚烧炉内高温烟气干燥湿污泥,并将干化后的污泥与垃圾混合焚烧。因干化后的污泥含水率降低、热值增加,对垃圾燃烧工况基本没有影响,甚至可改善垃圾焚烧状况。     

昆明地区压实红黏土抗剪强度特征研究

对昆明地区压实红黏土开展直剪与三轴试验,研究了压实红黏土在不同含水率与压实度状态下的抗剪强度特征。结果表明:压实红黏土的抗剪强度随着含水率的增加而降低,随着压实度的增大而增大;黏聚力跟内摩擦角均随着含水率的增大而减小、随压实度增大而增大;含水率小于最优含水率时,含水率的变化对黏聚力影响较大,当含水率大于最优含水率时对黏聚力影响相对较小;压实红黏土的抗剪强度跟含水率以及压实度成线性关系。两种试验结果得到的抗剪强度参数变化趋势相同,但数值差别较大,直剪试验得到的黏聚力为三轴试验的0.58倍,内摩擦角为三轴试验的1.34倍。     

市政污泥水热干化系统的开发及工程化应用

脱水困难是制约污泥处理与处置的重要技术难点。水热技术利用高温、高压的反应条件,使污泥中的微生物细胞破碎,从而释放出难于利用机械手段直接脱除的胞内水。开发了市政污泥水热处理系统,并在无锡建设了规模为10 t/d的污泥水热干化示范工程,至今已累计运行超过18个月。在160～180℃反应条件下,对比水热后的污泥机械脱水性能,发现在180℃下反应30min后,市政污泥可通过板框式压滤机直接脱水到37%左右,污泥减容超过70%。提取部分脱水泥饼至实际生活垃圾焚烧炉进行掺烧试验,以8%的比例掺烧,锅炉蒸发量提高了2.2%,HCl排放量减少约58.7%,SO2排放量减少了47.1%。一年半的运行结果证明,水热干化技术能有效提高污泥脱水性能,且系统运行效果稳定可靠,是一种低能耗的污泥干化方式。     

石灰粉煤灰稳定黄土的无侧限抗压强度研究

以石灰粉煤灰稳定黄土为对象,通过标准击实试验、无侧限抗压强度试验,研究养护龄期和石灰粉煤灰掺量对稳定黄土最佳含水率、最大干密度及无侧限抗压强度的影响。结果表明,随石灰粉煤灰掺量的增加,稳定黄土最佳含水率增大,最大干密度减小;石灰粉煤灰掺量一定时,随粉煤灰掺量的增加,最大干密度增大,最佳含水率减小;无侧限抗压强度随养护龄期的增长、石灰粉煤灰掺量的增加而增大。通过对试验数据的拟合回归,建立了稳定黄土无侧限抗压强度与孔隙率、粉煤灰与石灰的比值（F/L）及石灰粉煤灰总体积掺量的关系。     

聂庆科;王英辉;田鹏程;梁书奇;

通过击实试验和击实后土样的压缩和剪切试验研究红黏土的变形和强度特性。研究表明:重塑土的最大干密度比原状土的最大干密度大,而重塑土的最优含水率则比原状土的最优含水率小;随击实功增大,土样的干密度增大,而最优含水率减小;含水率稍高的击实土样的水稳定性要比含水率稍低的击实土样的水稳定性好;当含水率较大时,击实土样的相对固结变形量较大,固结稳定并浸水再固结后,原来含水率较小土样的变形增量反而稍微大些。     

4种污泥干化技术及设备的比较与展望

为了降低我国城市污水处理厂出厂污泥的含水率,实现污泥减量化目标,污泥干化技术将是今后一个重点发展领域。介绍了4种有发展前景的污泥干化技术,从能耗、投资成本、运行成本等技术经济综合指标与传统热干化技术进行了比较。