污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析

以绍兴污水处理厂脱水污泥为研究对象,通过实验分析了污泥进行干化焚烧处理的可行性。对污泥泥质进行分析,采用桨叶式污泥干化机对污泥的热干化特性、干化过程污染排放特性进行研究,使用流化床污泥焚烧试验装置对污泥焚烧工况及焚烧过程中污染物的排放特征进行研究,结果表明,绍兴污水处理厂脱水污泥的泥质特征与大多数污水污泥类似,灰分较高、发热量较低,需干化后才可实现稳定燃烧;污泥在小型桨叶式污泥干化机内的干化速率最高达到0.6kg/(m2·min),并随污泥干化的进行而逐渐降低;干化过程产生的常规污染气体中氨气浓度最高,可达170 mg/Nm3;污泥干化冷凝水的COD高达820 mg/L,氨氮等指标也很高。污泥干化系统的设计需充分考虑污泥热干化过程中气体和液体污染物的排放,设置相应的处理设施。污泥干化至含水率30%时,可在不投加辅助燃料的情况下实现流化床焚烧炉内的焚烧处理,干化污泥焚烧时需关注烟气中常规污染气体和重金属的控制,焚烧灰渣浸出毒性未超过国标限值。     

板材类生物质燃烧及动力学特性热重研究

采用非等温升温法研究了4种板材类生物质在空气气氛下的燃烧特性和动力学特性。通过对TG、DTG等曲线的分析,发现4种板材燃烧过程均可分成3个阶段,即水分蒸发阶段、挥发份析出(或燃烧)阶段和固定碳燃烧阶段。综合燃烧特性:松木集成材>纤维密度板>夹芯胶合板>刨花板。4种板材均具有良好的燃烧特性。4种生物质燃烧均存在1个吸热峰和2个放热峰,分别与挥发分析出峰、挥发分燃烧、固定碳燃烧对应。采用Fridman法和Fridman-Carroll法分别对4种板材的动力学参数进行了计算,2种方法得出的结果符合较好。分析得出:由于生物质燃烧与环境换热、挥发分析出吸热、固定碳燃烧放热等因素作用,4种生物质的表观活化能高温区均低于低温区。动力学计算结果表明:松木集成材平均表观活化能最低,燃烧反应能较容易进行。     

工业废水污泥的热解及升温速率对热解的影响

利用热重分析法对印染、中药和废水处理厂3种典型工业废水污泥进行了热解动力学实验研究。结果表明,工业污泥是一种高挥发分、低固定碳和低热值的劣质燃料。经过消化处理的污泥灰分含量较高,挥发分含量变小。热解过程中有3个失重速率较高的阶段,以挥发分的析出为主。升温速率对热解的最终失重率有重要影响。升温速率增加,热解更剧烈,但最终失重率的变化趋势与污泥种类有关;为使热解效果更好,不同种类的污泥应选择不同的升温速率。不同种类的污泥具有不同的热解特性,印染污泥挥发分析出阶段有2次热解。中药污泥活化能最小,印染污泥挥发分第2次热解的活化能比第1次大幅增加。     

不同氧浓度下脱脂餐厨垃圾燃烧特性及动力学研究

利用热重分析法和Coats-Redfern积分法,对不同氧浓度下脱脂餐厨垃圾的燃烧特性进行研究,得到了各试样的着火温度、燃烬温度及综合燃烧特性指数,并通过燃烧动力学分析得到各试样的活化能。实验结果表明,燃烧温度从室温升至1 000℃时,脱脂餐厨垃圾燃烧过程可分为3个失重阶段:水分析出阶段、挥发分析出及燃烧阶段和固定碳燃烧阶段;随着氧浓度的升高,脱脂餐厨垃圾最大失重率以及燃烧特性指数等燃烧特性参数都有显著变化。根据Coats-Redfern积分法计算得低温和高温阶段的活化能分别为83.76~91.2 k J/mol和95.25~141.7 k J/mol。     

广西城镇污泥掺烧利用组分特性的分析

对广西城镇污水处理厂污泥进行元素分析、组分分析、工业分析和热重分析,探讨污泥掺烧应用特性,为广西的污泥资源化利用提供数据。结果表明,污泥的元素组成与煤差别较大,如污泥中的氮元素含量为4.627%,高于煤的1.628%;污泥焚烧灰含有高达15%的Si O2;污泥的挥发分为34.6377%比煤的25.089%略高;污泥的焚烧可分为3个阶段,分别为水分析出阶段(室温~160℃)、挥发分析出燃烧阶段(160~500℃)、固定碳及剩余可燃物燃烧阶段(510~950℃),升温速率升高,挥发分析出阶段提前了约50℃,粒径对析出温度影响不大,但粒径小更利于干污泥燃烧。因此,广西污泥是一种低热值,燃烧剧烈的燃料,可以用于掺烧,焚烧灰分具有较高的建材价值。     

垃圾衍生燃料(RDF)的燃烧过程

垃圾衍生燃料技术是目前解决生活垃圾问题有效途径,然而RDF应用仍存在一定问题,如因对RDF燃烧产物未知,使RDF在应用中可能对热设备造成不良影响,因此需对RDF的燃烧过程及产物进行研究。采用热重分析仪对RDF的燃烧特性、燃烧动力学进行了研究,并同时采用热红联用技术与热质联用技术对RDF的燃烧气体成分进行了研究。研究结果表明:与煤比较,RDF灰分、挥发分含量高,而固定碳含量少,因此RDF着火点、最大燃烧速度对应温度及燃尽温度低,但最大燃烧速度小。RDF的燃烧分为3个阶段:挥发分析出与燃烧,伴随着羧酸、CO_2、H_20、NH_3、NO_2、HCl、SO_2及Cl_2气体的释放,活化能约为24 kJ·mol~(-1);挥发分的析出与燃烧,但伴随有部分固定碳燃烧,有C0_2、H_20、NH_3、N0_2、HCl及Cl_2气体释放,活化能约为27 kJ·mol~(-1);RDF碳化后的固定碳燃烧,放出较大量C0_2,活化能约为92 kJ·mol~(-1)。     

污水污泥流化床空气气化焦油的燃烧特性

利用热重分析法,研究了气化温度(650、750和850℃)和污泥性质对污泥流化床气化焦油燃烧特性的影响变化规律。结果表明:6种污泥气化焦油的燃烧过程均分为轻质有机物挥发和燃烧、重质有机物分解和燃烧以及微量残炭燃烧3个阶段;其中第一阶段失重率均明显高于第二阶段,且第一阶段和第二阶段的失重率随气化温度的升高而分别呈现为升高和降低的变化趋势。来自于活性污泥法工艺未消化污泥气化焦油在第一阶段的失重率高于消化污泥的,而A2/O工艺未消化污泥气化焦油在第一阶段的失重率则低于消化污泥的。6种气化焦油的机理函数不完全相同,但反应级数均在1~2.5之间,且第一阶段的表观活化能均低于30 k J·mol-1。污泥流化床空气气化焦油的着火点和表观活化能均比其固定床空气气化焦油的低。     

石灰调质污泥的燃烧特性及动力学分析

采用热重-差示扫描量热同步分析仪,在空气气氛下对石灰调制污泥进行燃烧失重实验.通过分析获得的曲线,可以将调质污泥的热反应过程分为4个阶段:自由水和化学结合水析出阶段;易挥发有机质析出和燃烧阶段;难挥发有机质析出分解和燃烧阶段;无机质的分解阶段.添加石灰后,污泥的着火温度小幅上升,综合燃烧特性指数随添加量增加而减小.采用Coats-Redfern积分法对挥发分析出和燃烧阶段进行了热反应动力学求解,发现添加量小于30％时,石灰可以减少污泥燃烧的活化能,促进污泥挥发分的析出和燃烧.     

页岩对污泥氨气挥发的抑制作用

氨气是城市污水污泥产生的恶臭气体之一,控制或抑制其产生是资源化利用甚至处置过程中至关重要的.通过改进氨气测量方法定量分析外掺页岩对污泥氨气挥发的抑制作用和机理,实验研究了页岩掺量、陈放形式以及环境温度对污泥氨气挥发浓度的影响.结果表明,外掺页岩对污泥氨气挥发具有明显的抑制作用,随温度升高、陈放时间延长抑制效果有所减弱但仍具有明显作用;页岩对污泥氨气挥发的抑制作用主要为对氨气的吸附作用.     

污泥热解-自源炭重整获取高品质油气产物

利用污泥热解-自源炭重整的方式获得高品质的燃气和油,为了实现更高的气、油转化率,在600℃的重整条件下,对比了污泥在450～600℃内不同热解温度下产生的热解挥发分利用自源炭催化重整后的气、油产量与特性,同时考察了自源炭生成方式的影响。研究结果表明,550℃下污泥热解产生的热解液产量最高,同时最容易被炭催化裂解,但是因积碳使得污泥转化为气、油的产率不高。600℃下热解产生的挥发分经过重整后获得最高的气体转化率与热值,但也存在积碳问题。与一步升温到600℃的热解炭相比,不同温度下的热解炭继续被加热到600℃所获得的分步热解炭更符合连续化操作要求,但其重整效果总体上不如前者好;而热解温度在450℃时例外,450℃的热解炭继续升温至600℃并重整450℃热解挥发分,能够获得最高的气、油产率并减少碳沉积。在实际情况下的热解-重整连续化操作中推荐热解温度为450℃以及重整温度为600℃,以获得高值产物并降低对热解装置的要求。     

造纸工业污泥燃烧特性及动力学实验研究

在不同升温速率及与其他污泥不同混合比例条件下,利用热重法对造纸污泥和含工业污水污泥进行了实验研究。结果表明,造纸污泥与含工业污水污泥表现出不同的DTG曲线形式,其中造纸污泥固定碳燃烧峰失重较为明显。随着升温速率的提高,造纸污泥的燃烧速率加大,燃尽时间缩短,提高了其综合燃烧特性;加入含工业污水污泥后,造纸着火性能及燃尽性能均得到改善。采用积分法（Coats-Redfern方程）计算得到各阶段燃烧反应的机理方程及相应的活化能参数,表明活化能的大小与试样的燃烧阶段是相对应的。     

城市污泥桨叶式干化优化实验研究

桨叶式干化是一种高效的污泥干化处理技术,为了降低污泥含水率达到污泥减量减容效果,同时为后期的工程化应用提供依据和参考,实验采用倾斜盘式桨叶干燥机,以北京市污水处理厂污泥为研究对象,研究了不同滞留时间、污泥供给量、干燥机换热面积等因素对桨叶式干化处理后蒸发速度和污泥含水率的影响,并从处理效率以及与工程化应用数据对比分析等多方面考核,确定最佳工艺运行条件：使用0．5—0．8MPa的蒸气,蒸发速率达到14～21．8kg／（m^2·h）时,干化处理后污泥含水率〈40％。     

Effects of sewage sludge blending on the coal combustion: a thermogravimetric assessment

Combustion of urban sewage sludge together with coal in existing infrastructures may be a sustainable management option energetically interesting for these materials, usually considered wastes. Thermogravimetric analysis was used to study the combustion of a semianthracite coal and the modifications undergone when adding a small percentage (2%, 5%, 10%) of sewage sludge. Both Differential Scanning Calorimetric analysis and Differential Thermogravimetry burning profiles showed differences between coal and sewage sludge combustion. However, the effects of adding a percentage of sewage sludge equal or smaller than 10% was hardly noticeable in terms of heat release and weight loss during the coal combustion. This was further proved by non-isothermal kinetic analysis, which was used to evaluate the Arrhenius activation energy corresponding to the co-combustion of the blends. This work shows that thermogravimetric analysis may be used as an easy rapid tool to asses the co-combustion of sewage sludge together with coal.     

Effects of sewage sludge blending on the coal combustion: A thermogravimetric assessment

Combustion of urban sewage sludge together with coal in existing infrastructures may be a sustainable management option energetically interesting for these materials, usually considered wastes. Thermogravimetric analysis was used to study the combustion of a semianthracite coal and the modifications undergone when adding a small percentage (2%, 5%, 10%) of sewage sludge. Both Differential Scanning Calorimetric analysis and Differential Thermogravimetry burning profiles showed differences between coal and sewage sludge combustion. However, the effects of adding a percentage of sewage sludge equal or smaller than 10% was hardly noticeable in terms of heat release and weight loss during the coal combustion. This was further proved by non-isothermal kinetic analysis, which was used to evaluate the Arrhenius activation energy corresponding to the co-combustion of the blends. This work shows that thermogravimetric analysis may be used as an easy rapid tool to asses the co-combustion of sewage sludge together with coal.     

污泥含炭吸附剂对挥发性有机废气吸附实验研究

研究了污泥含炭吸附剂对挥发性有机污染物的吸附特性。结果表明,污泥含炭吸附剂对苯系物的吸附为典型的物理吸附,其吸附甲苯等温线的类型系优惠型吸附等温线,表明具有良好的吸附能力;在吸附反应温度为20℃,气体流量为500 mL/m in(停留时间为0.424 s),甲苯浓度为2 700 mg/m3时,甲苯的饱和吸附容量为150.0 mg/g;同时,研究表明污泥含炭吸附剂对苯系物的饱和吸附容量和吸附强弱次序为二甲苯甲苯苯。结果表明污泥含炭吸附剂适合对中低浓度有机废气的吸附净化。     

电渗透脱水污泥干燥特性曲线及干燥模型

通过电渗透脱水技术及自然风干技术两种预处理方式降低污泥含水率,当污泥初始含水率相近时,研究经两种方式处理后污泥的干燥特性曲线,并对电渗透脱水污泥干燥特性曲线的优势情况进行探讨。在40—120℃的低温条件下,研究电渗透脱水污泥（泥饼厚度为3．5mm）的干燥特性曲线并分析其干燥特性。通过所得电渗透脱水污泥的干燥特性曲线,引人薄层污泥干燥模型进行数值分析。结果表明,在实验条件下,电渗透脱水污泥的干燥速率要优于自然风干污泥的干燥速率。随着温度的升高,电渗透脱水污泥的干燥速率随之升高,干燥到所需含水率的时间则随之减少。Logarithmic模型比其他模型更适合描述薄层电渗透脱水污泥在低温条件下的干燥特性。     

深圳市污水处理厂剩余污泥干化特性研究

对深圳市污水处理厂旱季和雨季的剩余污泥泥质进行了分析,并采用桨叶式污泥干化机对剩余污泥的干化特性及干化过程中的污染物排放特性进行了研究.结果表明,相对于雨季剩余污泥,旱季剩余污泥的干化速率总体更高,旱季剩余污泥在含水率由80％降至60％的干化阶段,干化速率比雨季剩余污泥约高1倍,而当含水率低于60％后,两者的干化速率基...     

pH和负压对生活垃圾焚烧厂渗沥液蒸发处理的影响

生活垃圾焚烧厂贮坑渗沥液含有弱电解质类的挥发性污染物,pH和压强是影响其蒸发过程中气液相分布的主要因素,实验研究了蒸发操作压强及渗沥液初始pH对蒸发冷凝液中污染物分配的影响.结果表明,操作压强16～39kPa对冷凝液的组成基本没有影响;而pH的变化则改变了挥发性弱电解质类污染物在渗沥液中的存在形态,进而显著地改变了其在冷凝液中的分配情况.当渗沥液的初始pH为5时,冷凝液主要成份为挥发性有机酸和低碳醇类物质,不含氨氮;pH＞10时,冷凝液中挥发性有机酸减少,氨氮增加.渗沥液原液经一级蒸发可显著改善其可处理性.