污泥低温碳化技术的中试研究.pdf

第四届水处理行业新技术、新工艺应用交流会论文选登 污泥低温碳化技术的中试研究 文 / 于洪江，杨金凯（天津机电进出口有限公司 ） 　　摘要： 　　关键词： 市政污泥中含有可燃物质，尤其是生化污泥（二 沉池排出的剩余污泥），由于其中含有大量的活性污 泥细菌，可燃物质量更大。根据上海、天津等地的污 泥发热量试验，中国市政污泥中的发热量约为2000 － 3500大卡/ 公斤干物质。其中消化后的污泥发热量较 低，一般仅为未消化污泥的70 ％左右。夏季污泥的发 [1] 热量比冬季低 。 图1　污泥低温碳化工艺流程图 所谓污泥碳化，就是通过一定的手段，使污泥中 的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中的 采用电加热导热油炉）的作用下，通过预热器和加 碳值，使最终产物中的碳含量大幅提高的过程。污泥 热器，把污泥加热到210-260 ℃，并在反应釜中停留 碳化分为高温碳化、中温碳化和低温碳化三种。其中 12min，污泥中的生物质发生裂解，水分得到释放。 高温碳化以日本的巴工业、荏原，三菱重工，以及美 反应釜出来的裂解液回流到预热器，对进泥进行预 国的IES为代表；中温碳化以澳大利亚ESI为代表；低 热，能够把进口污泥从0-30 ℃提高到120-150℃，实 [2-3] 温碳化以美国的EnerTech和ThermoEnergy为代表 。 现能量的回收。经过预热器的裂解液随后进入冷却系 污泥低温碳化技术的特点是，通过加温加压使 统，冷却后的温度在80℃以下，经过安装在冷却器后 污泥中的生物质裂解，将其中的水分释放出来，通过 的背压装置排出。背压装置保证系统各点的压力在相 普通的机械脱水即可将污泥中75 ％的水分脱除。由于 应点温度的饱和蒸汽压以上，避免蒸发过程的发生。 该技术没有蒸发过程，极大地节省了运行中的能源消 裂解液从背压装置排出后进入常压状态，经过常规 耗，而且污泥低温碳化过程中保留了污泥中的绝大部 脱水后，污泥的含水率在50 ％以下，可以直接进行填 分碳值，为碳化物的能源再利用创造了条件。 埋，也可根据客户的要求进行进一步的干化造粒，进 行资源化利用。 一、试验装置与方法 试验在北方某污水处理厂进行，进泥为脱水机房 污泥低温碳化装置的设计处理规模为5 吨湿泥 脱水污泥，该污水处理厂采用带式脱水机，脱水污泥 /天，工艺流程如图1所示，将含水率80 ％左右的脱水 的含水率为80%左右。 污泥切碎、搅拌后，加入催化剂和卤素添加剂，通过 高压柱塞泵送入碳化系统，在外部热源（本次试验 COD、BOD 、SS、TN 、NH3-N 、TP等项目均采 第四届水处理行业新技术、新工艺应用交流会论文选登 [4] 用标准方法测定 ，污泥燃值和含水率为权威机构 的细胞在一定的温度和压力条件下发生了裂解，内部 测定。 水释放出来，同时由于细胞的破裂，吸附水和毛细水 没有了载体，也基本上转化