城市污水污泥熱水解特性及污泥高效脫水技術(shù)研究.pdf

1、城市污水污泥產(chǎn)量不斷增加，對其安全經(jīng)濟(jì)地處置是迫在眉睫的問題。機(jī)械脫水后污泥含水率仍有80％左右，無法滿足污泥后續(xù)處置的要求，通常采用熱干化來進(jìn)一步降低污泥的含水率，但能耗很高，研究和開發(fā)一種污泥高效低耗脫水技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。熱水解是一種有效的污泥預(yù)處理技術(shù)，可以改善剩余活性污泥（含水率99％）或者濃縮污泥（含水率96％）的脫水性能，但是由于含水率很高，加熱污泥的能耗仍較高.本文研究熱水解處理機(jī)械脫水污泥，和處理剩余活性污泥和濃縮

2、污泥相比，需要加熱的污泥量減少為原來的5-20％，使熱水解能耗顯著降低。通過熱水解改變污泥中水分的結(jié)合形態(tài)，使其再次達(dá)到機(jī)械脫水的要求，水分以液態(tài)形式去除，尋找一條有別于熱干化，既能有效降低能耗，又能顯著降低污泥水分的技術(shù)路線，為污泥高效脫水技術(shù)的開發(fā)提供理論依據(jù)。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 1)對機(jī)械脫水污泥的熱水解特性進(jìn)行了研究，分析了熱水解溫度，反應(yīng)時間，污泥初始含水率變化對污泥脫水性能影響。研究發(fā)現(xiàn)熱水解溫度15

3、0℃以上才能改善污泥的脫水性能，在180℃附近最為合適，熱水解脫水后泥餅含水率可降至30％左右。添加酸/堿化學(xué)試劑輔助熱水解可以在更低的溫度下提升脫水效果，例如污泥添加Ca(OH)2在120℃處理后泥餅含固率接近50％．熱水解處理后脫水泥餅完全滿足填埋、土地利用對含水率低于60％的要求。
　　 2)熱水解處理使污泥中部分有機(jī)物發(fā)生溶解和水解，使污泥中有機(jī)成分占原始污泥的比例隨溫度的升高而降低，而濾液的COD濃度大幅增加，添加酸/

4、堿試劑進(jìn)一步促進(jìn)了污泥固相中有機(jī)物向液相的轉(zhuǎn)移。熱水解后污泥的干燥基發(fā)熱量降低，180℃時，污泥的干燥基發(fā)熱量降低了15％左右，由于處理后含水率降低，脫水泥餅的收到基發(fā)熱量顯著增加。
　　 3)對城市污泥熱水解處理中重金屬的遷移特性進(jìn)行了研究，包括熱水解前后污泥中重金屬總量，重金屬的形態(tài)分布和浸出毒性變化。經(jīng)過熱水解處理后，污泥中絕大部分重金屬仍留在固相中，重金屬以更穩(wěn)定的形態(tài)存在，漫出毒性降低了35-70％。對制革污泥的研究結(jié)

5、果表明，Cr轉(zhuǎn)移至液相的比例隨pH值的降低而增加，采用常溫H2SO4浸取-熱水解處理可使污泥中Cr的總量及浸出毒性降低90％以上。
　　 4)設(shè)計了污泥熱水解焚燒系統(tǒng)，并利用Aspen Plus軟件進(jìn)行了模擬計算，模擬結(jié)果表明，180℃以上熱水解-機(jī)械脫水處理后的污泥可以實(shí)現(xiàn)自持燃燒，產(chǎn)生的蒸汽除滿足熱水解需要外，還有20％左右可以對外供熱。采用閃蒸蒸汽預(yù)熱污泥，可使熱水解需要的蒸汽量降低30％。與熱干化的能耗比較表明，污泥熱水