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污泥碳化的缺陷和原理分析(污泥碳化后出路是什么)
本工藝采取機械過濾+熱水解+基肥接種或裂解炭化的工藝路線,主要是采用亞臨界熱水解工藝將污水處理工藝過程產(chǎn)生的含水率約80%的污泥高溫高壓密閉熱水解處理
產(chǎn)品類別: 污泥碳化的缺陷和原理分析(污泥碳化后出路是什么)
產(chǎn)品名稱: 污泥碳化的缺陷和原理分析(污泥碳化后出路是什么)
更新時間: 2022-11-23 06:20:34
產(chǎn)品型號: 本工藝采取機械過濾+熱水解+基肥接種或裂解炭化的工藝路線,主要是采用亞臨界熱水解工藝將污水處理工藝過程產(chǎn)生的含水率約80%的污泥高溫高壓密閉熱水解處理

污泥碳化的缺陷和原理分析(污泥碳化后出路是什么)  



  工藝及技術(shù)介紹

  1、工藝路線

  本工藝采取機械過濾+熱水解+基肥接種或裂解炭化的工藝路線,主要是采用亞臨界熱水解工藝將污水處理工藝過程產(chǎn)生的含水率約80%的污泥高溫高壓密閉熱水解處理,根據(jù)不同污泥成分添加催化劑或抑制劑,將污泥含有的高分子細胞水快速破壁,達到無害化、減量化的目的。副產(chǎn)品為含水率不高于55%粉狀物,有機質(zhì)含量高的粉狀污泥經(jīng)過無害化、減量化后作為基肥接種生物菌用于園林綠化,有機質(zhì)含量低的污泥調(diào)質(zhì)后進入碳化裝置,添加吸附劑裂解成污泥基生物碳,用于環(huán)保廢水或廢氣處理,實現(xiàn)污泥的資源化利用。裂解過程中產(chǎn)生的不可凝燃氣經(jīng)環(huán)保處理后作為燃料用于熱風循環(huán)系統(tǒng)提供能量用于裂解生產(chǎn),節(jié)約外接能源。

  針對熱解和裂解工藝過程中有害、有毒有機廢氣的產(chǎn)生采取源頭控制,限制產(chǎn)生廢氣的必要條件,采取離子吸附和絡合吸收的工藝設(shè)計,容器內(nèi)密閉反應,定向排放廢汽經(jīng)環(huán)保處理后無二次污染,符合國家環(huán)保政策要求。

  2、污泥基生物碳的出路

  目前我國處于環(huán)境問題頻發(fā)階段,大量含重金屬廢水廢液亟待處理。廢水廢液處理過程中吸附材料的用量日益增加,其處理成本也進一步上升。

  本工藝針對市政污泥處理處置中面臨的問題以及當前環(huán)境現(xiàn)狀,提出利用裂解污泥制備污泥基生物碳作為吸附材料這一思路,可以在實現(xiàn)污泥減量無害化同時開發(fā)出廉價的吸附材料,在提供污泥基生物碳產(chǎn)品的同時解決了市政污泥的資源化利用問題,具有顯著的社會效益和生態(tài)效益,并有良好開發(fā)前景。

  本工藝制成的污泥基生物碳,可作為性能優(yōu)良的吸附材料并用于處理含重金屬廢水,吸附完成后再次加料調(diào)整進行碳化,重新制成吸附材料用來處理重金屬廢水,多次循環(huán)后使重金屬富集達到一定限度后將其集中處理,從而實現(xiàn)市政污泥減量化和資源化以及廢水重金屬的減量化、無害化處理。

  3、碳化技術(shù)簡述

  由于我國市政污水中通常會有部分化工污水、造紙污水等混入,導致污泥中的污染物(重金屬,代表性的種類有鎘、汞、鉛等;多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯)含量可能超標。

  因為Cu2+、Cr6+、Cd2+等離子的粒徑不同,在不同孔徑分布的吸附材料中通過能力就不同。因此相對合適的孔徑分布是選擇性吸附實現(xiàn)的基本條件。影響孔徑分布的主要因素就是制備工藝和制備條件的不同。

  吸附材料對重金屬離子的吸附除了在孔隙表面沉淀的物理吸附,同時還有和吸附材料空隙表面含氧官能團之間的化學吸附。由于金屬離子和官能團的親和性不同,官能團的位置和數(shù)量也不同,這使得吸附材料對不同金屬離子的吸附效果存在選擇性。

  本工藝通過對碳化溫度、活化溫度、活化劑選擇與配比、活化時間、升溫速率的合理設(shè)計與精確控制及添加制備輔料,制備出具有特定官能團構(gòu)成的污泥基生物碳。

  污泥基生物碳不可能作為吸附材料無限循環(huán)使用,重金屬富集達到一定限度后必需將其集中處理,達到市政污泥減量化和資源化以及廢水重金屬的減量化、無害化處理的效果。

  4、本工藝與“干化+焚燒”工藝的對比

  (1)調(diào)質(zhì)碳化VS焚燒

  焚燒方案即所謂的“最大”減量化方式。最終污泥去向可分為兩個方面:一方面,大部份干化污泥(多為無機成分)焚燒后產(chǎn)生的固相殘渣和飛灰進行填埋處置;另一方面,污泥中的水分及有機物通過焚燒后轉(zhuǎn)換成氣相,除部分捕捉環(huán)保處理外,大部分揮發(fā)到大氣中。

  市政干化污泥的有機質(zhì)含量經(jīng)檢測,普遍在12%~40%之間,因而其自身熱值(約在500Kcal/kg~1700Kcal/kg之間)太低,無法直接焚燒利用,即干化污泥如要采用焚燒方案處置,需要摻入煤等燒料進行一同焚燒。但是如按焚燒方案進行污泥處理,會出現(xiàn)因燃燒干化污泥無機質(zhì)過多引起灰分過多導致燃燒不充分,熱效率降低、熱損失增加等影響鍋爐性能的現(xiàn)象。并且在焚燒過程中將會產(chǎn)生大量飛灰,又因污泥中如有氯化物和苯系污染物存在,會低溫分解成二噁英等污染物質(zhì),勢必造成環(huán)境的二次污染。

  所以說目前大部分的污泥干化+焚燒方案是在無更好的替代工藝路線實施的條件下只是為“減量化”而減量化,不僅無法實現(xiàn)干化污泥的資源化循環(huán)利用,而且還需要借助其他能源來協(xié)助處理,能耗太大、造成更多的碳排放,不利于節(jié)能減排;在處理處置過程中還有可能帶來“二次污染”,造成環(huán)境的危害。因此我們認為無論是在處理成本方面,還是在環(huán)境保護方面,或者是在資源化利用方面,干化污泥+焚燒方案都不是最優(yōu)的污泥處理方案。

  而我們工藝中調(diào)質(zhì)碳化技術(shù)采取密閉熱解原理,保證污泥熱解和裂解碳化過程是在無氧環(huán)境下進行,控制處理壓力和溫度,從源頭上抑制了二噁英的合成。其次,經(jīng)過凈化處理后的熱解氣不存在具有催化作用的物質(zhì)(金屬或其氧化物),熱解氣的燃燒過程是一個徹底而潔凈的氧化過程,熱解氣燃燒產(chǎn)生的熱能將回用裂解碳化工藝。裂解碳化后的污泥基生物碳可用于污水治理、廢氣治理等環(huán)保品質(zhì)提升工藝,且成本較為低廉,性能較為可靠,必定有廣大的市場空間。

  綜合以上兩種工藝對比,我們認為調(diào)質(zhì)碳化技術(shù),雖然在減量化方面稍遜于焚燒方案,但在資源化循環(huán)利用和環(huán)保處理方面,要明顯優(yōu)于焚燒方案。(2)熱水解VS新能源干化

  新能源干化技術(shù)多采用板框脫水技術(shù)+外接熱源干化技術(shù)。

  現(xiàn)在工業(yè)污水排往污水處理廠的COD限值為500mg/l,在污水處理廠需要添加大量的水處理絮凝劑才能達標,由此產(chǎn)生的無機絮凝污泥量會大幅增加,通常是市政生活污泥產(chǎn)生量的2倍多。這部分無機污泥屬于含有高細胞水縮聚體,普通污泥脫水裝置和新能源干化工藝技術(shù)無法將污泥含有的細胞水破壁,只能脫水處理到含水率80%左右,新能源污泥干化工藝技術(shù)一般用于含有機質(zhì)多的生化污泥處理后好氧堆肥處理,對于市政工業(yè)污泥往往難以適用,對于這類污泥也難以達標處理。

  新能源干化技術(shù)的干化能源采用太陽能與工業(yè)余熱相結(jié)合,成本低廉,運行穩(wěn)定。新能源污泥干化成套設(shè)備是福航環(huán)保自主研發(fā)的用于污泥干化處理的設(shè)備,該設(shè)備采用企業(yè)自主研發(fā)的長齒條式攤鋪機對污泥進行布料、翻拌、收料;利用先進的自動控制技術(shù)與數(shù)控采集和調(diào)整理論相結(jié)合;與先進的實驗監(jiān)測設(shè)備及儀器所監(jiān)測的結(jié)果相對比,確定科學的污泥泵送、自動布料、自動翻拌、自動收料等工序,最終達到太陽能和地熱能最佳配比利用,實現(xiàn)污泥干化處理的高效穩(wěn)定。

  太陽能污泥干化溫室與傳統(tǒng)的熱干化技術(shù)相比,其優(yōu)點主要在于:

  1能耗小,運行管理費用低;

  2處理后污泥體積減少可達3~5倍,實現(xiàn)穩(wěn)定化并仍保留其原有的農(nóng)業(yè)再利用價值(低溫干化);

  3系統(tǒng)運行穩(wěn)定安全,溫度低,灰塵產(chǎn)生量小;

  4操作維護簡單、使用壽命長;

  5系統(tǒng)透明程度高,環(huán)境協(xié)調(diào)性好;

  6可同時解決污泥存儲的需要;

  7利用可再生能源太陽能作為主要能源來源,滿足可持續(xù)發(fā)展的需求。

  熱水解技術(shù)是將濕污泥密閉在高溫高壓下進行熱水解處理,從而使污泥含有的高分子細胞水快速破壁,達到污泥脫水、無害化、減量化的目的。經(jīng)熱水解處理后的污泥,其含水率不高于55%。處理后污泥的最終去向可分兩個方面,如果污泥有機質(zhì)含量高,因其經(jīng)過無害化、減量化可作為基肥接種生物菌用于園林綠化、土壤改良;如果有機質(zhì)含量低,進入下一步的熱解碳化過程處理后再進行資源化利用。

  綜合以上兩種工藝,熱水解技術(shù)必須外接熱能,能源成本高昂,運行技術(shù)要求較高,持續(xù)性不穩(wěn)定因素較多。產(chǎn)生的碳產(chǎn)品品質(zhì)較差,沒有出路。簡單說,是花大代價用一系列復雜工藝做出一堆沒有用途的產(chǎn)物,遠遠看上去很美,到手后追悔不及。新能源污泥干化,以最簡單使用的工藝技術(shù),將臟臭的污泥低成本干燥后,可以作為燃料摻燒,可以作為制磚原材料,也可以作為園林綠化有機肥的原材料,出路較多,更具有發(fā)展優(yōu)勢。


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