市政污泥低温热干化特性及废气成分检测研究

王俊坚（中电环保股份有限公司　江苏南京 211102）

市政污泥低温热干化特性及废气成分检测研究

王俊坚
（中电环保股份有限公司江苏南京 211102）

妥善处理城市污泥是我国目前需要重点解决的环境问题，应该始终遵循“减量、稳定以及无害化”具体原则。可是现阶段我国大多数城市污水厂所安装的处理设施都不够完善，同时管理手段比较落后，污水实际处理过程中没有采取有针对性的相关处理技术以及运行成本比较高等。所以，研究污泥处理技术，找出提升处理效率，同时减少运行成本的方法是非常有必要的。本文主要对市政污泥所具有的低温热干化特性和所含废弃成分进行研究，提出笔者的思考和建议，仅供参考。

市政污泥；低温热干化；废气；检测

在我国社会和经济不断发展的条件下，环境问题也越来越突出，对我国国民经济的进一步发展造成了一定的阻碍，特别是水环境状况，各级政府也越来越重视城市污水处理，我国已经有很多现代化城市建立了污水处理厂，同时投入到了日常运营中。污泥热干化技术属于一种比较成熟的脱水技术，其应用范围非常广。这项技术可以对污泥进行有效的减容，经过处理的污泥具有非常稳定的性质，同时不含有臭味以及病原微生物，应用范围也比较广，可是该工艺运行成本非常高，同时存在安全隐患，所以需要进一步对其进行研究。

1　污泥低温热干化特性

1.1污泥热干化所具有的优势

所谓污泥热干化，是指通过热能把污泥里面所含的水分有效分离出来，该技术可以让污泥减容效果非常明显，并且干化后污泥体积通常只是之前的1/5[1]。经过干化的污泥产品没有恶臭以及病原体，能够当做土壤改良剂以及肥料使用，同时可以替代能源、提炼化工产品，里面所含的重金属以及有害物质也可以受到惰性化处理，依据其污泥脱水处理实际效果，可以知道该技术属于现阶段的最优处理技术。

1.2污泥低温热干化具体效率点实验

相关实验表明，污泥热干化曲线先行走趋势在200℃的时候会出现变化，就是从原来的凸型曲线变成四形曲线[2]。可以猜想到在某个终温下是否可以获得一条比较平稳的曲线，即在该终温段之后，市政污泥干化效率会得到明显的提升。从以前的大量调研以及尝试实验中可以猜测这个温度点大约为140℃，所以本文针对这一点，做了干化终温为140℃的相应热干化实验。

实验结果表明，终温为140℃的时候，获得的干化曲线和其他温度条件下的干化曲线相比要比较平稳。可是这只是感官上得出的结论，不可以说明什么问题。所以需要计算三种形状污泥在不同温度条件下失水最多时间段里面的失水率，其中温度条件分别是：140℃、150℃以及175℃[3]。

计算结果表明，在这0.5h之内，柱形污泥颗粒在140℃条件下产生的失重是6.3654g，而其在150℃以及175℃条件下产生的失重分别是：5.1397g以及5.5852g，说明其在140℃条件下产生的失重最多；饼形污泥在140℃条件下产生的失重是7.4388g，而其在150℃以及175℃条件下产生的失重分别是：7.0214g以及7.1293g，在140℃条件下产生的失重也比在150℃以及175℃条件下产生的失重多；而在计算球形污泥的时候，其在175℃条件下产生的失重为 5.9139g，在 150℃条件下产生的失重为2.8862g，在140℃条件下产生的失重是4.8605g，表明在175℃条件下产生的失重最多，而最少还是150℃条件下产生的失重，并且显著少于140°C条件下产生的失重量。该例外很可能是因为球形污泥实际干化中产生变形导致的。

依据一般理解，如果干化终温越高，那么物料干化效果也会更理想，失水速率也会更快[4]。可在没有流动气氛的这个污泥干化实验里面，140℃条件下获得的干化效果居然比更高温度条件下获得的干化效果好，同时干化曲线也比较符合工程给干化进程管理提出的的要求，非常平滑稳定。这表明温度效率点大约为140℃。

2　有流动气氛的相应污泥热干化实验

由于盘式干燥机不能直接导热干化，同是一种低温热干化技术，需要通入适量流动气氛来传导热量，从而加快干化速度，有效提升干化效率。所以本文在保持上述效率点实验测量方法、条件以及造粒大小不变基础上，利用鼓风干燥箱制造有流动气氛的实验条件。

实验结果表明，通入流动气氛可以显著提升污泥热干化效率。如果不通入流动气氛，干化效率非常差的球形颗粒在125℃条件下一直干化140min后的具体含水率不能减小到低于70%，可鼓入流动气氛后，同样在125℃条件下一直干化140min的具体含水率就减小到了大约65%。干化效率非常好的饼形污泥在175℃条件下一直干化140min几乎可以把所有水分都消除，而在200℃条件下只用110min就可以完成干化。表明干化污泥的时候，通入流动气氛可以提高干化速率。

在计算温度为140℃时候的具体失重数据后知道，球形污泥在140℃条件下的干化速率一直比150℃条件下的干化速率高，而另外两种形状污泥一直具有高温则高效的干化规律。尽管鼓入流动气氛后所获得的实验结果不可以给140℃是不是污泥干化具体效率温度点带来支持性证据，可是能够知道球形污泥在部分温度条件或一些干化温度段均会产生异常状况，表明球形污泥整个干化过程中产生的变形能够影响到干化结果。同时能够看出，鼓入流动气氛会影响到污泥干化效果，从而掩盖别的条件给热干化结果造成的影响[5]。

3　废气成分

本文采用吸附管收集法收集污泥里面的气体成分，因为该方法比较适合用来研究污泥热干化尾气释放规律。研究结果表明：没有处理的城市污泥可以释放出大量苯类以及酚类有机物，所以处理污泥非常有必要。在干化温度逐渐升高的条件下，污泥热干化所放出的有机物种类以及量也会相应增加，因此低温热干化一定会是未来污泥热干化的一个必然发展趋势；在热干化尾气里面，沸点比较低的有机物可以顺利排出，可是不能被一般无机吸收液有效收集，所以应该安装有机物吸收装置，其中所含的高沸点气体则会凝结在机器出口位置，一点要确保机器内管至处理装置前不间断供热，同时适当进行吹扫气，从而有效解决有机气体凝结问题。

4　结束语

想要有效处理市政污泥，确保城市环境质量，就应该采取低温热干化处理技术来对城市污泥进行处理，而对污泥热干化特性进行实验研究，可以有效找出污泥低温热干化具体效率点，从而对热干化处理技术进行不断的改进，减少处理成本以及工序复杂程度。同时，还应该对污泥热干化处理过程中产生的废气成分进行研究，采取相应的措施处理产生的废气，避免处理中放出的废气给环境造成污染。

[1]苑宏英，范文渊，汤 韬，等.污泥喷雾热干化特性[J].化工进展，2015，1 （4）：1139～1142，1170.

[2]陈彤，詹明秀，林晓青，等.特定污泥干化过程中二恶英抑制气体排放特性[J].浙江大学学报（工学版），2015，22：322～329.

[3]奉华，张衍国，邱天，等.城市污水污泥的热解特性[J].清华大学学报（自然科学版），2011，41（10）：90～92.

[4]李博，王飞，严建华，等.污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析[J].环境工程学报，2012，6（10）：3399～3404.

[5]李洋洋，金宜英，李欢，等.碱热联合处理对剩余污泥干燥特性影响[J].高校化学工程学报，2011，25（5）：877～881.

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2015-11-15