某煤化工污泥干化项目扩容改造案例浅析

某大型煤化工项目污水处理场生化污泥处理在扩能改造中应用了低温热泵污泥干化技术，显示出了很好的处理效果。对目前国内行业通用的污泥处理方式、低温热泵污泥干化技术以及实际处理效果进行了详细的介绍，并对污泥干燥的经济性进行了分析，污泥干化技术在某煤化工项目中的应用效果非常好，具有很好的借鉴作用。     

不同因子对污泥生物干化的影响研究

污水厂的污泥由于含水率较高,体积过大造成运输不便及经济损失,与传统干化法、人工加热干化法相比污泥生物干化法可以高效、经济便捷地降低污泥含水率。但在不同因素条件下污泥生物干化对污泥含水率的去除效果不同。因此,探讨各类因素对污泥生物干化的影响以及污泥生物干化技术在实际中的应用具有实际意义,为污泥生物干化技术广泛应用于污泥含水率处理提供依据。     

动态传导式污泥干燥及冷凝液特性研究

搭建了污泥动态传导式干化装置,通过模拟污泥在间壁式干燥机中的运动状态,直观地记录干燥过程中污泥特性,并对不同温度下污泥特性曲线、残余固体的燃烧热值(Q)和挥发固分(VS)及冷凝液的有机物含量(TOC)进行分析。结果表明,温度对污泥干燥有促进作用,随着温度的升高,恒速阶段干燥速率增大,脱除水分减少。温度在125℃时,污泥干燥速率降低,干化处理缓慢,污泥处理量受限。在205℃以上高温区,干燥速率提升明显,污泥内脂肪类等有机成分及纤维素、木质素等不可降解物质因高温分解而释放,TOC浓度升高,固体挥发分减少,干污泥热值降低明显,不宜采用。综合考虑干燥效率和干化后污泥再利用,动态传导式污泥干燥的最佳区域应在145~185℃的恒速阶段。干燥冷凝水TOC浓度最小值为220 mg/L,属于高浓度有机废水,需处理后排放。污泥残余固份热值较高,可作为热源性物质加以利用。     

烟气干化污泥系统分析

介绍一种以锅炉废烟气作为干燥介质的污泥干化系统，可将含水率80％的湿污泥干燥为含水率为30％的干污泥颗粒。干污泥颗粒可送至锅炉和煤粉掺烧以充分利用其热值，并以处理湿污泥2t／h的系统为例，进行物料及热量平衡计算，分析了利用废烟气和干污泥所产生的经济效益。     

市政污泥热力干化污染物排放研究

热力干化是污泥减量化和资源化利用的重要手段,研究污泥热力干化过程中的污染物排放特征对于热力干化技术的优化和污泥处理过程中的二次污染控制有重要意义。文章以桨叶式污泥干化系统为研究对象,采用红外在线气体分析仪分析了干燥尾气的组分、浓度及随时间的变化规律,同时对干燥冷凝液的COD值和pH值进行了分析,研究结论对污泥干化工程实践有理论指导意义。     

基于圆盘干燥机的城市污泥干燥过程研究

简述了一种新型的城市污泥清洁化处理技术,该技术采用干化污泥等固体废弃物掺杂煤粉进行发电,产生的蒸汽通过圆盘干燥机对污泥进行间接干燥。文章研究了干燥的主要操作参数(进料湿含量、产品湿含量和蒸汽压力)分别对蒸发水量、蒸汽耗量和有效干燥面积的影响。结果表明,利用自身热值污泥干化过程中无需额外添加燃料。城市污泥进料湿含量增加,水分蒸发量、蒸汽耗量和有效干燥面积线性增大。产品湿含量增加,水分蒸发量、蒸汽耗量和有效干燥面积逐渐减少,且前者影响明显大于后者。实验表明,选择合适的蒸汽压力可以获得更大的经济效益。     

污泥干燥及气体释放特性研究

采用污泥薄片模拟分散态污泥干化过程,研究了干化风速、温度对污泥干燥速率的影响,并分析了污泥干燥过程中的形貌变化,采用热红联用分析污泥在(35～700℃)干化过程中气体的释放情况.结果表明:污泥干燥过程中的自由水、空隙水和吸附水干燥速率不同,提高干燥温度和热风风速,污泥干燥速率增大;污泥体积的收缩主要由于自由水的蒸发,粘滞区的存在是由于自由水蒸发完毕而引起干燥速率发生突变;污泥升温过程中释放的气体主要有C02、H2O、NH3、VFA及庚烷,273.75～333.76℃的温度区间为失重速率最大区域;VFA在273.75℃释放量最大,庚烷在333.76℃释放量最大.     

城市污泥快速干燥工艺研究进展

热干化是一种城市污泥安全处置的重要途径。塑化是城市污泥热风干燥常见现象,对污泥干燥过程产生重要负面影响。污泥塑化阻碍了内部水分向外迁移,增加污泥干燥时间和干燥能耗。本文概括了近三年天津科技大学机械工程学院课题组在避免或降低污泥"塑化"影响,发展污泥快速干燥工艺的研究进展。新污泥干化工艺包括城市污泥油炸干燥和脉动燃烧雾化干燥。     

干化污泥型煤抗压强度的实验研究

利用微波干燥脱水污泥制备型煤粘结剂,与粉煤混合压制成型煤。通过正交试验考察成型压力、干化污泥含水率及添加比例对型煤抗压强度的影响。结果表明：微波干化的污泥型煤较粘土型煤的抗压强度大;成型压力、干化污泥含水率及添加比例均为型煤抗压强度的显著因素,各因素优化范围：成型压力为25～30MPa,干化污泥水分为40％左右,干化污泥添加比例为20％～30％。     

污泥干化技术的应用现状

污泥干化是利用热物理的原理对污泥中的水分进行排除,从而达到干燥污泥、缩小污泥体积、提高污泥热值的目的。应用自然热源的干化过程称为自然干化,主要包括污泥干化场、太阳能干化床、生物干化和芦苇干化床。使用人工热源的干化过程为人工干化。本文对各种干化技术的应用现状进行了详细的介绍,以期为污泥干化技术的比较与选择提供指导。     

Liming Pretreatment Reduces Sludge Build-Up on the Dryer Wall during Thermal Drying

In the course of sludge thermal drying, the sludge that sticks to the heated surfaces of drying equipment causes deterioration of drying efficiency and safety. The ability of alkaline pretreatment to reduce sludge build-up on dryer walls during convective drying processes was investigated. The sludge build-up was measured as the residual mass on an iron plate after parts of the sludge were scraped off the plate; the device used simulated the scraping process in drying equipment. The results showed that the sludge build-up on the plate increased at first and then decreased as the sludge water content decreased during thermal drying. The maximum amount of sludge build-up occurred when the sludge water content was about 55–60%. Liming pretreatment enhanced sludge cohesion, hydrolyzed adhesive organic substances, increased the inorganic mineral content of the sludge and, accordingly, reduced sludge build-up. When the dose of Ca(OH)₂ was 5% of dry solids (5% DS), the sludge build-up was almost negligible and the average drying rate improved by about 30%. CaO pretreatment was also very effective in preventing sludge build-up, but its effect on the sludge drying rate was not obvious at the same dosage. Compared with Ca(OH)₂ and CaO, NaOH did not reduce sludge build-up effectively or improve the sludge drying rate.     

重庆市珞璜污泥热干化工程案例

重庆市珞璜污泥热干化工程一期规模为600 t/d(含水率为80%),干化厂厂址位于重庆华能珞璜电厂厂区内。污泥处置工艺采用半干化+热电厂掺烧,干燥机设备选用圆盘式干化设备,污泥干化程度由含水率80%降至含水率30%左右。干污泥送至热电厂按照一定比例与煤掺烧,干化需要的热源采用电厂提供的蒸汽。污泥干化过程中产生的高温高浓度臭气由引风机送至热电厂锅炉焚烧除臭,低温低浓度臭气采用生物滤池除臭;污泥干化过程中产生的冷凝废水经预处理后送至珞璜工业园区污水处理厂,处理后达标排放。本工程实现了污泥处理处置的稳定化、无害化和资源化。     

预处理对废弃活性污泥中细胞破碎和有机物质溶出的影响

废弃活性污泥(WAS)的生物处理效率直接取决于WAS中各种有机物的生物可降解性。为此需要对污泥进行预处理以提高污泥的生物消解效率。本文研究了碱处理、热处理、超声处理以及耦合处理对细胞内及胞外总有机物(TCOD)、多糖、细胞DNA等溶出行为的影响,并通过实验结果对3种预处理方法的处理行为进行了探讨。结果发现,热处理中,污泥中细胞破碎和有机物的溶出效果最好,热量在污泥中的传递效率决定热处理的效果。超声处理对污泥分散效果最好,超声效应首先容易发生在污泥中胞外聚合物(EPS)上。碱处理能够较好地削减污泥,并促进污泥溶液中的多糖进一步水解。     

OVERVIEW AND SYSTEM ANALYSIS OF VARIOUS SEWAGE SLUDGE DRYING PROCESSES

An incineration process is routinely used in Japan to treat nearly all the generated sewage sludge. The drying process now is recognized to play an important role as a pretreatment process of a incineration process.

This paper provides a brief introduction to the conventionally utilized drying methods/equipment (i.e, hot gas drying, fluidized bed drying, pneumatic conveyor drying, and steam drying( for treating dewatered sludge cakes.     

OVERVIEW AND SYSTEM ANALYSIS OF VARIOUS SEWAGE SLUDGE DRYING PROCESSES

ABSTRACT

An incineration process is routinely used in Japan to treat nearly all the generated sewage sludge. The drying process now is recognized to play an important role as a pretreatment process of a incineration process.

This paper provides a brief introduction to the conventionally utilized drying methods/equipment (i.e, hot gas drying, fluidized bed drying, pneumatic conveyor drying, and steam drying( for treating dewatered sludge cakes.     

不同加热功率下含油污泥的干燥

辽河油田的含油污泥含有大量的水分,为了更有效地进行油泥热解和减少热解过程中的能耗,需运用干燥技术处理油泥。实验考察了不同干燥功率对油泥干燥速率、湿分比的影响。实验结果表明:油泥干燥可以分成3个阶段,即恒速干燥阶段、第1降速干燥阶段和第2降速干燥阶段;加热功率越大,达到平衡含水质量分数所用的时间越短,恒速干燥速率越大。然后运用干燥方程求得干燥时间。最后运用热分析动力学对实验数据进行处理,得到干燥动力学的数学模型。模拟结果表明修正Page模型符合油泥干燥过程。     

Numerical Study on Moisture Transfer in Ultrasound-Assisted Convective Drying Process of Sludge

A coupled heat and moisture transfer model for ultrasound-assisted convective drying process of sludge was established. In this model, the permeable flow caused by acoustic pressure gradient in sludge was considered. The pore structure variety in sludge with ultrasonic irradiation was microscopically studied, and the pore size distribution of sludge was described by fractal geometry. Based on the fractal characterization, the physical properties of sludge including permeability, porosity, and tortuosity factor were determined, and the effective moisture diffusion coefficient of sludge under ultrasonic irradiation was also derived considering the effects of ultrasonic excitation energy and thermal effect on migration rate of water molecule. The effects of ultrasonic energy density and convective air temperature on convective drying process of sludge were numerically analyzed. The results showed that the ultrasonic irradiation changes the pore size distribution in sludge, the sludge flocs are dispersed, and the connectivity of pore structure is improved. Ultrasonic treatment is favorable to accelerating the moisture transport in the convective drying process of sludge, and the ultrasonic influence on moisture transport in sludge intensifies gradually with the increase of acoustic energy density from 0.2 to 0.6 W/ml. Furthermore, it can be also found that the enhancement effect of ultrasound on the average drying rate of sludge is more obvious at the connective air temperature of 65°C than that at 40°C under the uniform acoustic energy density and air velocity of 1.5 m/s.     

深度脱水污泥的热干化特性

深度脱水污泥中调理剂对其干化特性有着重要影响。实验采用4种典型复合调理剂对污泥进行预处理,制得脱水污泥,在N₂气氛、473 K条件下,探究调理剂对污泥干化过程中水分和污染物释放以及干化气、液、固产物特性的影响。结果表明,所用复合调理剂均可以有效降低脱水污泥含水率,加快干化阶段水分释放速率;调理过程中的酸碱及强氧化环境能破坏污泥中的有机结构,使污泥中的芳香族或噻吩S转化为更加稳定的磺酸或砜类S,且调理后的碱性环境让溶解的酸性含硫气体固定,从而使得干化时含硫气体释放量减少,但会加速氨气的释放。干化时复杂的气相产物溶解于冷凝液使其具有较高的pH以及COD并伴有恶臭,需进行进一步处理;污泥热干化后样品热值降低量在3.63%以内,不影响其能源化利用。     

污泥深度脱水技术研究进展

随着经济的发展和国民生活水平的提高,污水污泥的排放量逐年增加,环境问题愈发严重,污泥的处理处置成为焦点问题,污泥脱水是制约污泥处置处理进一步发展的关键。本文针对目前污泥深度脱水技术开展,首先简述了不同来源污泥的分类及其基本特性,然后重点阐述了不同污泥预处理技术,分析了各污泥深度脱水技术作用机理,并对各自脱水效果及优缺点进行比较分析。结果表明,物理法中水热预处理对污泥的可脱水程度提升最大。较低声强、短时间的超声波处理对污泥脱水性能有着明显的改善。化学法在污泥过滤性能以及脱水速率方面有很大优势,酸碱处理后污泥zeta电位上升,污泥过滤性能及脱水速率得到改善。高级氧化法处理后污泥脱水效果高于酸碱处理,微生物细胞被溶解释放出有机物,可脱水程度改善。生物法处理污泥除改善污泥脱水性能外,还有对环境污染小等特点,但耗时较长。最后对污泥的后续脱水工艺进行综述,介绍了现存的主流脱水工艺,包括机械脱水、热干化技术、水热脱水工艺等;并针对不同的污泥后续利用方法,选取合适的预处理技术,提出相应优化的污泥处理工艺流程。     

油泥微波程序升温热转化

采用程序升温技术研究了油泥微波热转化过程。实验结果表明,微波作用下,油泥热转化过程分为5个阶段,即快速升温阶段、干化阶段、烃类物质蒸发阶段、微波热解阶段和微波焚烧阶段。在各阶段中,油泥形态发生了显著的变化。油泥微波焚烧残渣作为微波吸收剂加入后,对微波热转化过程的升温特征没有明显影响,但是可以加速微波热解反应过程,而最终使得油泥微波热转化过程时间显著地缩短,有利于微波热转化过程的节能降耗。在微波热解阶段,开始有大量不凝气生成,主要是H2和C1～C5成分,其中C2～C5含量最高;微波焚烧阶段不凝气量较多,C3～C5含量最低,H2含量最高。回收液相油品主要来自油泥中烃类物质蒸发阶段和微波热解阶段,其组成为23.95%汽油、65.44%柴油、31.06%重油。可见,油泥微波热转化生成油具有很好的品质。微波800℃焚烧残渣重金属溶出量远低于国家标准,符合国家排放标准要求。