市政污泥低溫熱干化特性及廢氣成分檢測研究

王俊堅（中電環(huán)保股份有限公司　江蘇南京 211102）

市政污泥低溫熱干化特性及廢氣成分檢測研究

王俊堅
（中電環(huán)保股份有限公司江蘇南京 211102）

妥善處理城市污泥是我國目前需要重點解決的環(huán)境問題，應該始終遵循“減量、穩(wěn)定以及無害化”具體原則。可是現(xiàn)階段我國大多數(shù)城市污水廠所安裝的處理設施都不夠完善，同時管理手段比較落后，污水實際處理過程中沒有采取有針對性的相關處理技術(shù)以及運行成本比較高等。所以，研究污泥處理技術(shù)，找出提升處理效率，同時減少運行成本的方法是非常有必要的。本文主要對市政污泥所具有的低溫熱干化特性和所含廢棄成分進行研究，提出筆者的思考和建議，僅供參考。

市政污泥；低溫熱干化；廢氣；檢測

在我國社會和經(jīng)濟不斷發(fā)展的條件下，環(huán)境問題也越來越突出，對我國國民經(jīng)濟的進一步發(fā)展造成了一定的阻礙，特別是水環(huán)境狀況，各級政府也越來越重視城市污水處理，我國已經(jīng)有很多現(xiàn)代化城市建立了污水處理廠，同時投入到了日常運營中。污泥熱干化技術(shù)屬于一種比較成熟的脫水技術(shù)，其應用范圍非常廣。這項技術(shù)可以對污泥進行有效的減容，經(jīng)過處理的污泥具有非常穩(wěn)定的性質(zhì)，同時不含有臭味以及病原微生物，應用范圍也比較廣，可是該工藝運行成本非常高，同時存在安全隱患，所以需要進一步對其進行研究。

1　污泥低溫熱干化特性

1.1污泥熱干化所具有的優(yōu)勢

所謂污泥熱干化，是指通過熱能把污泥里面所含的水分有效分離出來，該技術(shù)可以讓污泥減容效果非常明顯，并且干化后污泥體積通常只是之前的1/5[1]。經(jīng)過干化的污泥產(chǎn)品沒有惡臭以及病原體，能夠當做土壤改良劑以及肥料使用，同時可以替代能源、提煉化工產(chǎn)品，里面所含的重金屬以及有害物質(zhì)也可以受到惰性化處理，依據(jù)其污泥脫水處理實際效果，可以知道該技術(shù)屬于現(xiàn)階段的最優(yōu)處理技術(shù)。

1.2污泥低溫熱干化具體效率點實驗

相關實驗表明，污泥熱干化曲線先行走趨勢在200℃的時候會出現(xiàn)變化，就是從原來的凸型曲線變成四形曲線[2]。可以猜想到在某個終溫下是否可以獲得一條比較平穩(wěn)的曲線，即在該終溫段之后，市政污泥干化效率會得到明顯的提升。從以前的大量調(diào)研以及嘗試實驗中可以猜測這個溫度點大約為140℃，所以本文針對這一點，做了干化終溫為140℃的相應熱干化實驗。

實驗結(jié)果表明，終溫為140℃的時候，獲得的干化曲線和其他溫度條件下的干化曲線相比要比較平穩(wěn)?？墒沁@只是感官上得出的結(jié)論，不可以說明什么問題。所以需要計算三種形狀污泥在不同溫度條件下失水最多時間段里面的失水率，其中溫度條件分別是：140℃、150℃以及175℃[3]。

計算結(jié)果表明，在這0.5h之內(nèi)，柱形污泥顆粒在140℃條件下產(chǎn)生的失重是6.3654g，而其在150℃以及175℃條件下產(chǎn)生的失重分別是：5.1397g以及5.5852g，說明其在140℃條件下產(chǎn)生的失重最多；餅形污泥在140℃條件下產(chǎn)生的失重是7.4388g，而其在150℃以及175℃條件下產(chǎn)生的失重分別是：7.0214g以及7.1293g，在140℃條件下產(chǎn)生的失重也比在150℃以及175℃條件下產(chǎn)生的失重多；而在計算球形污泥的時候，其在175℃條件下產(chǎn)生的失重為 5.9139g，在 150℃條件下產(chǎn)生的失重為2.8862g，在140℃條件下產(chǎn)生的失重是4.8605g，表明在175℃條件下產(chǎn)生的失重最多，而最少還是150℃條件下產(chǎn)生的失重，并且顯著少于140°C條件下產(chǎn)生的失重量。該例外很可能是因為球形污泥實際干化中產(chǎn)生變形導致的。

依據(jù)一般理解，如果干化終溫越高，那么物料干化效果也會更理想，失水速率也會更快[4]?？稍跊]有流動氣氛的這個污泥干化實驗里面，140℃條件下獲得的干化效果居然比更高溫度條件下獲得的干化效果好，同時干化曲線也比較符合工程給干化進程管理提出的的要求，非常平滑穩(wěn)定。這表明溫度效率點大約為140℃。

2　有流動氣氛的相應污泥熱干化實驗

由于盤式干燥機不能直接導熱干化，同是一種低溫熱干化技術(shù)，需要通入適量流動氣氛來傳導熱量，從而加快干化速度，有效提升干化效率。所以本文在保持上述效率點實驗測量方法、條件以及造粒大小不變基礎上，利用鼓風干燥箱制造有流動氣氛的實驗條件。

實驗結(jié)果表明，通入流動氣氛可以顯著提升污泥熱干化效率。如果不通入流動氣氛，干化效率非常差的球形顆粒在125℃條件下一直干化140min后的具體含水率不能減小到低于70%，可鼓入流動氣氛后，同樣在125℃條件下一直干化140min的具體含水率就減小到了大約65%。干化效率非常好的餅形污泥在175℃條件下一直干化140min幾乎可以把所有水分都消除，而在200℃條件下只用110min就可以完成干化。表明干化污泥的時候，通入流動氣氛可以提高干化速率。

在計算溫度為140℃時候的具體失重數(shù)據(jù)后知道，球形污泥在140℃條件下的干化速率一直比150℃條件下的干化速率高，而另外兩種形狀污泥一直具有高溫則高效的干化規(guī)律。盡管鼓入流動氣氛后所獲得的實驗結(jié)果不可以給140℃是不是污泥干化具體效率溫度點帶來支持性證據(jù)，可是能夠知道球形污泥在部分溫度條件或一些干化溫度段均會產(chǎn)生異常狀況，表明球形污泥整個干化過程中產(chǎn)生的變形能夠影響到干化結(jié)果。同時能夠看出，鼓入流動氣氛會影響到污泥干化效果，從而掩蓋別的條件給熱干化結(jié)果造成的影響[5]。

3　廢氣成分

本文采用吸附管收集法收集污泥里面的氣體成分，因為該方法比較適合用來研究污泥熱干化尾氣釋放規(guī)律。研究結(jié)果表明：沒有處理的城市污泥可以釋放出大量苯類以及酚類有機物，所以處理污泥非常有必要。在干化溫度逐漸升高的條件下，污泥熱干化所放出的有機物種類以及量也會相應增加，因此低溫熱干化一定會是未來污泥熱干化的一個必然發(fā)展趨勢；在熱干化尾氣里面，沸點比較低的有機物可以順利排出，可是不能被一般無機吸收液有效收集，所以應該安裝有機物吸收裝置，其中所含的高沸點氣體則會凝結(jié)在機器出口位置，一點要確保機器內(nèi)管至處理裝置前不間斷供熱，同時適當進行吹掃氣，從而有效解決有機氣體凝結(jié)問題。

4　結(jié)束語

想要有效處理市政污泥，確保城市環(huán)境質(zhì)量，就應該采取低溫熱干化處理技術(shù)來對城市污泥進行處理，而對污泥熱干化特性進行實驗研究，可以有效找出污泥低溫熱干化具體效率點，從而對熱干化處理技術(shù)進行不斷的改進，減少處理成本以及工序復雜程度。同時，還應該對污泥熱干化處理過程中產(chǎn)生的廢氣成分進行研究，采取相應的措施處理產(chǎn)生的廢氣，避免處理中放出的廢氣給環(huán)境造成污染。

[1]苑宏英，范文淵，湯 韜，等.污泥噴霧熱干化特性[J].化工進展，2015，1 （4）：1139～1142，1170.

[2]陳彤，詹明秀，林曉青，等.特定污泥干化過程中二惡英抑制氣體排放特性[J].浙江大學學報（工學版），2015，22：322～329.

[3]奉華，張衍國，邱天，等.城市污水污泥的熱解特性[J].清華大學學報（自然科學版），2011，41（10）：90～92.

[4]李博，王飛，嚴建華，等.污水處理廠污泥干化焚燒處理可行性分析[J].環(huán)境工程學報，2012，6（10）：3399～3404.

[5]李洋洋，金宜英，李歡，等.堿熱聯(lián)合處理對剩余污泥干燥特性影響[J].高?；瘜W工程學報，2011，25（5）：877～881.

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