中国城市污水处理工程污泥处置技术研究进展

随着我国城市化进程的发展,集中污水处理越来越普及,随之而来的是污泥产量的大幅增长。基于我国污泥处置现状,概述了稳定填埋、干化+焚烧+填埋、干化+土地利用、厌氧消化/好氧堆肥+土地利用、干化+热解、烧制+建筑材料等六种处置方法,并分析了各种处置技术的优缺点;最后展望了污泥资源化途径有待深入研究的方面,并提出建设性的意见。     

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。     

污泥脱水干化减量的系统解决方案创新与实践

介绍基于低温真空脱水干化一体化技术装备的污泥脱水干化减量系统解决方案。与传统的污泥脱水+干化"两段式"工艺相比,该技术方案进行了全面创新,攻克了污泥等物料脱水干化一体化技术难题,可将污泥含水率由90%～99%一次性降至30%以下,具有技术领先、功能完善、安全可靠、环境友好、智慧高效等特点与优势,符合污泥处理处置的发展趋势和发展方向,有良好的推广应用价值。     

深圳市某水质净化厂高有机质污泥处理工艺设计

采用"离心浓缩+板框压滤+低温除湿干化"集成工艺处理高有机质污泥,结合了板框压滤和低温除湿干化的优点,能将98%污泥含水率稳定降至40%以下,能达到减量化、稳定化和无害化的要求,且能与末端掺烧焚烧友好衔接。文中介绍了深圳某水质净化厂污泥处理工艺的选择和主体工艺段设计要点,为其他类似项目设计、改造提供参考。     

某污水厂污泥低温干化处理工艺设计及运行总结

随着城市的发展，污水量的增加，市政污泥产量越来越大，污泥的处理已经成为影响到城市发展的重要环境问题之一。某污水厂采用离心脱水+低温干化工艺，实现了污泥含水率从97%～98.5%降到含水率30%～40%(含水率可调)。处理后的污泥运至发电厂进行掺烧。实现污泥的减量化、稳定化，无害化、资源化。污泥低温干化工艺主要由污泥脱水系统、污泥低温干化系统、污泥储运系统、冷却循环系统、除臭系统组成。本文主要介绍整个系统工艺设计及其运行情况总结。     

基于碳减排的污水厂污泥处理处置全流程最佳技术路线分析

按照IPCC提供的计算方法，选取符合我国国情的排放因子，以污水厂浓缩污泥为起点，比较了3种污泥处理处置技术路线(深度脱水+填埋、脱水+干化焚烧+填埋/建材利用、厌氧消化+脱水+干化焚烧+填埋/建材利用)的碳排放强度，从碳减排的角度提出了最优选污泥处理处置的全流程技术路线。研究结果表明，浓缩污泥VS含量在50%～65%时，从污泥处理处置全流程看，深度脱水+填埋路线是高碳排放处理处置方式，且会产生二次污染，应尽量避免；脱水+干化焚烧+填埋/建材利用和厌氧消化+脱水+干化焚烧+填埋/建材利用路线的碳排放强度仅为深度脱水+填埋碳排放的约20%,且后者略低。研究认为，浓缩污泥经过厌氧消化后干化焚烧，残留的焚烧飞灰建材利用是最佳的碳减排处理处置技术路线，且当浓缩污泥VS含量和污泥脱水后含水率达到一定要求时，可以实现污泥处理处置全流程碳中和，应加快推广应用。     

污泥深度脱水调理剂对污泥干化过程中含硫气体释放的影响

采用5种复合调理剂改善污泥脱水性能,制得深度脱水泥饼。通过检测N2气氛下,不同干化温度(100℃、200℃),停留时间(30 min、60 min)时,不同调理脱水污泥含水率的变化情况,以及含硫气体的种类和释放量,探讨不同调理剂对干化过程中含硫气体释放特性的影响。结果表明,提高温度、延长时间都可以有效降低污泥的含水率;原污泥干化过程释放的主要含硫气体为H2S和SO2,其总量占含硫气体的82.4%;FeCl3+CaO和H2SO4+FeSO4+H2O2+CaO复合调理剂调理脱水泥饼在干化过程中SO2释放量占原污泥释放量的40.3%和40.6%,H2S则基本没有释放;H2SO4+FeSO4+H2O2+CaO调理脱水污泥在100℃和200℃干化过程中的总硫释放量分别占原污泥总释放量的75.0%和45.6%,该复合调理剂在有效提高污泥脱水性能的基础上,能最大限度地抑制含硫气体的释放。     

城市污泥高级厌氧消化工程案例

针对我国污水处理厂污泥传统厌氧消化降解率较低、产气率低的问题,采用了一种先进的"污泥热水解+高含固厌氧消化+脱水+干化+沼气干式脱硫"组合处理工艺。工程运行结果表明,系统抗冲击能力强、运行效果良好,厌氧消化段污泥含固率可达10%以上,平均VS降解率高于42%,沼气产率约为0.37 m~3/(kg VS_(投加)),即0.88 m~3/(kg VS_(去除))。     

薄层干化技术在污泥干化工程中的应用

介绍了一个利用薄层干化技术处理湿污泥(含水率80%)的工程实例。该工程规模设计200 t/d,主要工艺路线为利用电厂锅炉的余热蒸汽将80%含水率的湿污泥干化至30%～35%的含水率。该工程的系统主要包括污泥接收贮存与输料系统、污泥干化系统、尾气处理系统、干污泥储存输送系统。该工程应用验证了薄层干化技术在污泥干化工程中具有重要作用,对污泥干化项目具有指导意义。     

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％。     

厌氧消化污泥生物干化技术及其产物评价

研究了厌氧消化污泥的生物干化处理效果,进行了生物干化过程的热平衡计算,同时分析了生物干化产物特性及其资源化利用的可行性。将厌氧消化污泥与返混料和秸秆按一定比例混合后,经过18 d生物干化,物料含水率从63.1%降至40.3%,有机物含量从62.1%降至54.1%,堆体重量减少48.4%,减量化效果明显。水分蒸发消耗的热量占总热量的80%,有机物降解产生热量的利用效率较高。生物干化产物的有机质和养分含量较高,卫生状况良好,但EC值和种子发芽指数不满足我国园林绿化、农用和林地用的泥质要求,土地改良是较适宜的土地利用途径,也可进行焚烧、混合填埋或建材利用。     

市政污水污泥水热耦合干化系统能耗模拟

干化+焚烧技术已逐渐成为我国大中城市中心城区污泥的重要处置手段，水热炭化预处理可提高污泥脱水性能，进而降低系统能耗，但对水热+干化污泥预处置过程的能耗分析还鲜有报道。研究了200～260℃下水热炭化预处理污泥的三相产物分布及水热液有机组分构成，在此基础上建立了水热+空气干化系统的能量-质量流模型，并分析了水热条件对系统能耗的影响，最后与空气干化系统、厌氧发酵+空气干化系统能耗进行对比。发现釜内压力为8 MPa,水热反应温度由200℃上升至240℃时，由于水热液中热值较高的有机组分芳香烃、含氮杂环比例明显下降，水热反应釜能耗由184kJ/kg(以原污泥计)降至161 kJ/kg,温度上升至260℃时，由于水蒸气气相分率明显增加及水热液中芳香烃含量回升，能耗上升至278 kJ/kg。受水蒸气气相分率影响，240℃下水热反应能耗随压力升高而降低，压力升至4 MPa后降低趋势迅速放缓。直接空气干化系统在干化空气温度为110℃时，系统总能耗为1 942 kJ/kg;厌氧消化+干化系统由于对沼气进行高效热回收利用，消化时间为10 d时，系统热耗低至212 kJ/kg,总能耗为984 kJ/kg;而...     

市政污泥脱水-干化-焚烧不同工艺路线碳排放分析

我国城镇污泥产量逐渐增长,无害化处置短板明显、形势严峻,污泥脱水-干化-焚烧日趋成为主流工艺路线。文中以该工艺路线的碳排放为研究对象,在确定各环节碳排放计算方法的基础上,通过对典型案例的计算与分析,对比了三种不同的市政污泥"脱水-干化-焚烧"工艺路线的碳排放区别。结果表明,在碳排放总量方面,相对两种传统"两段式"工艺路线,污泥脱水干化一体化+焚烧工艺碳排放可减少20%左右,在应对气候变化、降低碳足迹方面具有更大的潜力与推广应用价值。     

污泥深度脱水调理剂对污泥干化过程中含硫气体释放的影响

采用5种复合调理剂改善污泥脱水性能,制得深度脱水泥饼。通过检测N₂气氛下,不同干化温度（100℃、200℃）,停留时间（30 min、60 min）时,不同调理脱水污泥含水率的变化情况,以及含硫气体的种类和释放量,探讨不同调理剂对干化过程中含硫气体释放特性的影响。结果表明,提高温度、延长时间都可以有效降低污泥的含水率;原污泥干化过程释放的主要含硫气体为H₂S和SO₂,其总量占含硫气体的82.4%;FeCl₃+CaO和H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO复合调理剂调理脱水泥饼在干化过程中SO₂释放量占原污泥释放量的40.3%和40.6%,H₂S则基本没有释放;H₂SO₄+FeSO₄+H₂O₂+CaO调理脱水污泥在100℃和200℃干化过程中的总硫释放量分别占原污泥总释放量的75.0%和45.6%,该复合调理剂在有效提高污泥脱水性能的基础上,能最大限度地抑制含硫气体的释放。     

耦合污泥热泵干化的垃圾焚烧发电系统的模拟研究

吸收式热泵回收余热在垃圾焚烧发电项目的发电效率提升方面具有潜在应用价值。本文采用热力学模拟的方法,分析了基于吸收式热泵的污泥低温干化系统的热力特性,结果表明当干化污泥湿度为40.00%时,循环空气比例应设置为65.00%,且汽轮机抽汽比布袋除尘器出口烟气更适于作为吸收式热泵的驱动热源。本文进一步构建耦合污泥热泵干化的垃圾焚烧发电系统的热力学模型,分析污泥干化对发电功率的影响,结果表明与常规高温蒸汽间接干化相比,热泵干化可提高垃圾焚烧发电能效。     

中韩石化污泥干化减量化技术改造及运行现状

本文主要讲述中韩石化经离心脱水后污泥减量化的技术改造,尤其解决含油污泥不宜干化的问题。通过油泥与生化污泥按照一定比例混合进入干化设备,可做到油泥减量化。详细介绍干化系统的具体工艺及运行效果,以及存在的问题及后续措施。     

基于生命周期评价的市政污泥烟气干化环境影响评价及其经济性分析

应用LCA方法和技术经济学的观点对市政污泥烟气干化系统进行环境影响和经济性分析,结果表明,处理1 t湿污泥,对环境的总影响负荷为2 954.392毫人当量,资源耗竭系数为4.265毫人当量,干化污泥掺混发电3 206.08 kWh,污泥烟气干化对环境影响主要为固体废弃物,占50.71%,其次为全球变暖21.84%;各个过程中掺混发电与干化影响为80.56%,污泥运输过程影响最小为0.02%;而对该系统进行投资,其动态投资回收期为3.13年,内部收益率高达53.07%.     

水泥窑协同处置城市干化污泥技术及其工程化应用

广州越堡水泥协同处置城市干化污泥项目采用“污水处理厂内干化+水泥窑协同处置”技术路线，市政污泥经污水处理厂深度脱水+电热干化后，污泥最终含水率降至40%以下；干化污泥再经协同处置系统卸料、输送、破碎、喂料、除尘除臭，处置城市干化污泥量达600t/d，折算处置含水湿污泥约1 800t/d，技术优势明显。污泥处置系统运行以来，二噁英排放量为0.037ng TEQ/m³，远低于国家标准排放限值0.1ng TEQ/m³；年节煤约4.4万吨，节煤收益>3 750万元，按照吨烟煤排放CO₂ 2.0t估算，年可减排CO₂约8.8万吨。     

污泥热干化焚烧技术及我国典型应用案例

根据我国对污泥处理处置的要求的逐步提高,污泥的减量化、无害化稳定化和资源化利用已成为我国现阶段污泥处理处置的重要发展方向。将污泥进行热干化+焚烧处理可以最大程度实现污泥减量化处理处置工艺,实现对污泥中的热能和生物质能回收利用。本文分别介绍了污泥热干化技术和焚烧技术,并通过两个国内典型应用案例阐述了污泥热干化焚烧的工艺流程和运行情况。     

燃煤耦合污泥焚烧发电技术研究进展

焚烧法作为实现我国污泥快速减量化、无害化处置的主流方式得到广泛应用,而在“双碳”减排目标的推动下,燃煤耦合污泥焚烧发电技术能有效实现燃煤低碳减排和污泥清洁焚烧处置。然而,现阶段燃煤耦合污泥焚烧发电技术在锅炉结焦结渣、燃烧污染物排放和技术经济性等方面仍存在较多问题。总结了污泥基本理化性质、水分赋存形态、煤质指标和不同干化技术,对比分析了湿污泥直接掺烧、烟气直接干化污泥后掺烧和饱和蒸气间接干化污泥后掺烧这3种技术路线的优缺点,并结合我国燃煤耦合污泥发电典型工程项目的技术参数进行深入分析。实践表明,湿污泥直接掺烧存在燃烧工况稳定性差、处置量低等问题,而“干化+掺烧”技术路线能在保证燃烧热稳定性的基础上实现较大的污泥处置量。考虑到烟气直接干化污泥存在粉尘爆炸风险高、烟气量需求大等问题,利用饱和蒸气间接干化污泥后掺烧燃烧效果较好。在污泥间接干化技术中,桨叶式干化和圆盘式干化热效率高、粉尘产生量低、占地面积小。由于污泥干化过程中存在黏滞性,需选取合适的干化模型对传热传质过程进行分析。我国燃煤耦合污泥发电典型工程项目运行实践表明,污泥掺烧比例控制在较佳范围时,既能保证燃煤机组燃烧热效率,又能满足常规...