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发布日期:2020-01-16 / 发布者:科技 / 点击:

随着社会经济的快速发展,我国污泥产量逐年增加,污泥危害巨大,必须进行无害化处理。但目前我国污泥无害化处理严重不足,在30%以下。污泥干化焚烧是污泥无害化处理的重要手段。本文介绍了污泥焚烧技术的特点,指出了焚烧处理面临的最大问题,阐述了污泥干化技术分类和各种干化技术的优缺点,列举了污泥焚烧设备的主要类型。本文旨在通过论述污泥干化焚烧利用技术,为企业选择污泥处理处置方式提供帮助。

污泥的来源可分为城市污泥、工业污泥和疏浚污泥,其中城市污泥主要来源于自来水厂和污水处理厂,工业污泥主要来源于工业生产过程和工业污水处理厂的污泥,疏浚污泥主要来源于城市黑臭水体处理、河道整治等。 城市污泥是我国城市污泥的主要形式,由于城市污水不分配,城市污水处理也接受预处理后的工业废水。

污泥具有以下特点:一是含水率高,脱水前可达99%以上;二是有机物含量高,有异味;三是重金属含量高;四是含有大量生物菌..任何未经无害化处理的污泥处置,或简单填埋,都会造成极大的环境污染,对人体健康和环境安全构成极大威胁..

随着经济的发展和生活水平的提高,越来越多的污水排放,污水处理厂污泥产量增长较快。据估计,在2016年约4000万吨污泥产量的预计2020年,全国污泥量将达到6000万吨。长期以来,中国的污水处理存在“重水轻泥”现象,从2001年持续保持85%以上,有效的城市污水处理率,而污泥率的安全处理和处置小于30%。在2016年12月,国家发展和改革委员会,住房部颁发的“”十三五“全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划”,明确鼎盛要注意污泥无害化处理处置,到2020年,市级要求和上述无害污泥处理处置率要达到90%以上。

1 污泥处理技术

1.1中国污泥处理

目前主要的污泥处理技术有厌氧消化、好氧发酵、干式焚烧、热解和碳化。 污泥经厌氧消化和好氧发酵后可用于土地利用,干燥焚烧后的污泥可用于建筑材料或填埋。 其中,干式焚烧是最彻底的污泥处置方式,可以最大限度地减少污泥体积,杀死所有病原体,解决污泥恶臭问题。 另一方面,脱水后污泥的热值相当于褐煤的水平,可用于回收发电和供热能源,实现能源的最大化利用,降低处理成本。

1.2污泥焚烧技术的特点

有独立的刻录污泥焚烧,共同焚烧。单独焚烧大量投资的大型项目污泥处理;混合焚烧能力和尺寸取决于锅炉的混合污泥混合的比例。

单独焚烧有两种工艺:一是将污泥脱水后直接焚烧,这种工艺污泥含水量高,不利于着火燃烧,通常需添加辅助燃料,且焚烧效率低。其优点在于工艺简单,不需要太多预处理过程,易于控制,投资与运行成本低。另外一种,先对污泥进行干化处理,进一步降低污泥的含水率,提高其热值,再投入焚烧炉焚烧。其优点是燃烧过程不需要添加任何辅助燃料。但由于多了一道干化工序,且干化部分占投资比例较大,相比直接燃烧,投资大大提高。

混合焚烧就是将污泥与其他燃料,包括燃煤、生活垃圾、工业废渣一起燃烧处理,或将其按一定比例加入工业炉中焚烧,如加入水泥窑中焚烧。这样的处理方式优势在于同时处理多种工业、生活的废弃物,不必为焚烧污泥而专门建造锅炉,节省设备投资和燃料成本。利用水泥窑协同燃烧处理,可在不影响水泥品质的前提下,将污泥固定在水泥中,彻底处置污泥,节省设备投资的同时,又省去了处置污泥的流程。需注意的是,因含水率和热值的差别,掺烧污泥后会改变原有燃烧条件,且增加了烟气污染排放,要注意掺烧污泥的比例,确保对原有燃烧的影响控制在合理范围内,污染物排放符合排放标准。

污泥焚烧的1.3问题

最大的问题是污染物的那污泥焚烧烟气排放。除了污泥中含有大量的氮,硫,在燃烧时,产生的氮氧化物,二氧化硫和其它污染气体,巨大的环境和人体健康的危害。大量的污泥焚烧飞灰,粉尘污染严重。含污泥重金属,包括镉,汞和铅。焚化的温度下,大部分的金属的蒸发冷却该烟道气流时,它们固化飞灰颗粒表面上。研究表明:78%至98镉,铬,铜,镍,铅,锌的%在飞灰是固定的,汞与烟道气排放到大气中的98%。这些巨大的重金属毒性,在自然界中降解是非常困难的,如果不及时治疗,会导致对环境的污染不可逆转。因此污泥焚烧,烟道气体处理设备必须被配置为确保在排放标准线上的烟气排放,这也增加了投资成本,使系统更加复杂。

1.4污泥干燥技术分类

污泥干燥的意义在于降低污泥的含水量,提高污泥的热值,使其达到可燃性标准。 污泥的干燥方法有热干燥、电干燥、微波干燥和太阳能干燥。 其中,热干燥技术成熟可靠,在实际工程中得到了广泛的应用。 热干燥技术是利用热介质(高温烟气、蒸汽、导热油等)对污泥进行加热,使全部或部分水在污泥中蒸发。

根据传热方式,热干燥可分为直接干燥和间接干燥两大类。直接干燥是指干燥介质与污泥的直接接触和对流换热..间接干燥是指导热介质(导热油,蒸汽或空气)进入换热器并加热污泥..导热介质在闭环内循环使用,与污泥无接触..

直接干化的优点有:

(1)传热效率较高,水分蒸发速率较快;

(2)干化污泥含固率高,可达85%~95%。

直接干化的缺点有:

(1)热介质与污泥直接接触而受到污染,排出的废蒸汽及废水量大;

(2)所需的热传导介质体积庞大,能量消耗大;

(3)工艺复杂,臭味控制较难;

(4)粉尘含量高,易产生爆炸。

间接干化的优点有:

(1)介质不局限于气体,可用导热油等;

(2)尾气量较小,环保性能好;

(3)粉尘浓度较低,含氧量较低,安全性能好;

(4)电能及热能消耗较小。

间接干化的缺点有:

(1)传热效率较低;

(2)水分蒸发速率较低。

直接干化技术有:直接转鼓式、带式、流化床式等。

间接干化技术有:间接加热转盘式、圆盘式、螺旋式、薄层式、桨叶式等。实际应用中,还没有形成技术,污泥干化市场中的每个技术的主要优点是“百花齐放”的状态。

2 污泥焚烧设备

目前,我国污泥焚烧主要采用焚烧炉,包括立式多级炉、流化床焚烧炉和回转窑。

立式多级炉又称多膛炉,是一种立式圆柱形焚烧炉,从上到下排列成一系列水平炉,可容纳4到14个炉,从炉顶到炉底有可旋转的中心轴。从污泥焚烧过程来看,多孔炉可分为三个区域..最上面的几层是干燥区,作为干燥污泥,温度约为425-760°C。本标段后,污泥含水率可降至40%以下..中间部分为污泥焚烧区,温度为760-925°C..上部为挥发性气体和部分固体的燃烧区,下部为固定碳燃烧区..多孔炉最底层称为慢冷区,主要起冷却残渣和预热空气的作用,温度为260-350°C。

流化床焚烧技术是污泥焚烧利用最常用的技术,流化床焚烧炉主体设备是一个圆形塔体,下部设有分配气体的分配板,塔内装有一定量的耐热粒状载体,塔内壁衬耐火材料,污泥在流化床焚烧炉中的焚烧在两个区完成。一是床料流化区,在此区域中,污泥水分的蒸发、有机物分解;二是床料层上部的自由空旷区,相当于一个后燃室,在此区域中,污泥中的碳和可燃气体继续燃烧,直至燃尽。

回转窑为水平圆柱形,外壳通常由钢板轧制而成,内衬为耐火材料。 窑体的一端设有加入污泥等物料的螺旋进料口,另一端设有废渣排出口。 通过控制燃料的用量,可以调节窑内的温度。 窑里的温度随燃料的选择而变化。 本实用新型操作空间大,适用范围广,特别适用于高含水率污泥的焚烧。

流化床焚烧炉温度高,炉内污泥燃烧接触面积大,湍流强度大,停留时间长,污泥燃烧效率高,燃烧充分,燃尽度好。 该流化床炉容量大,可根据污泥量自动调节污泥输送速度和控制负荷。 流化床也可以自动调节,自动化程度高。 因此,流化床是污泥焚烧炉的主流。

3 结语

污泥有很大的危害,我国污泥产量逐年增加,对环境有很大的影响。我国长期以来,污泥处置率低于30%,污泥资源化利用和无害化利用任重道远..干燥焚烧是对污泥的彻底处置,是污泥处理的重要方向..污泥焚烧最大的问题是烟气污染较大,需考虑增加烟气处理设备..污泥干化工艺种类繁多,各种工艺均具有工程应用性能..经过多年的发展,流化床燃烧已成为污泥焚烧的主要方式。

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