不同深度脱水污泥的热解特性及动力学分析-环境化学.PDF

第32卷　 第5期 环　 境　 化　 学 Vol. 32,No. 5 2013年　 　 5月 ENVIRONMENTAL CHEMISTRY May　 　 2013 DOI:10.7524/j.issn.0254-6108.2013.05.017 不同深度脱水污泥的热解特性及动力学分析∗ 1,2 1 1 1 1∗∗ 张　 强 　 邢智炜　 刘　 欢　 罗光前 　 姚　 洪 (1. 华中科技大学,煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074;　 2. 华中科技大学环境科学与工程学院,武汉,430074) 2+ 摘　 要　 选用4种利于深度脱水的复合调理剂(FeCl / CaO、FeCl / CaO/ 煤粉、芬顿试剂(Fe 和H O 组成体 3 3 2 2 系)/ CaO、芬顿试剂CaO/ 煤粉)来改善污泥的脱水性能,所得泥饼的含水率为43.7%—56.1%,满足深度脱 水的要求.CaO和煤粉的添加能改变污泥的灰分和挥发分含量.与传统聚丙烯酰胺(PAM)脱水污泥的热重分 析对比结果表明,由于复合调理剂对EPS 的破坏溶解作用,因此对污泥热解性质有较大影响,不仅能前移水 分失重峰,还使得热重主要反应阶段峰个数变少.热解动力学计算表明,反应级数在1—2范围内.表观活化能 差异表明4种复合调理剂处理后脱水污泥更容易发生热解反应. 关键词　 深度脱水,污泥热解,动力学模型,调理剂. 污水处理的副产物市政污泥,具有含水率高、有机成分多、重金属及病原菌多等特点,对环境和人体 [1-2] [3] 健康会造成危害 .污泥热处置技术是污泥处理及能源化利用的重要途径 ,主要包括热解和焚烧技 术.热解是利用有机物的热不稳定性,在无氧条件下对其加热从而使有机物产生热裂解的过程. 目前产 [4] 业化的主流热技术是焚烧.但热解过程具能源的高值利用能力 ,如生成的焦油和气能够作为燃料再利 [5] [6] 用,产物焦炭可作为吸附剂使用 .因此,热解是经济有效的污泥资源化处置方式之一 . [7] 由于污泥的含水率高达97%—99% ,因此在热处理前需进行脱水处理. 目前国内的污水厂普遍 [8] 采用聚丙烯酰胺(PAM)高分子絮凝剂作为调理剂 ,经离心或带式压滤机脱水后仅能获得含水率为 [9] [10] 75%—85% 的泥饼,且残留在污泥中的高分子有机物具有二次污染风险 .然而随着污泥问题的日 益严重,各国相关法律法规日趋严格.例如我国“十二五”规划规定城市污水处理厂污泥含水率必须低 [11] 于60%才能外运 ,这意味着未来处置的对象将以深度脱水污泥为主.但不同调理剂势必会不同程度 地改变污泥中矿质元素含量及存在形态,从而影响污泥的热性质[12-13] ,且高含水率污泥在热解前需提 [11] 供额外能源进行干化处理,同时更容易释放恶臭气体