一、工藝原理

1、污泥無(wu)氧(yang)熱分解的機(ji)理

污泥均(jun)(jun)由親水(shui)性(xing)帶(dai)負電荷的膠(jiao)體(ti)顆粒組(zu)成，揮發性(xing)固體(ti)含量(liang)高、比(bi)(bi)阻(zu)(zu)值大，脫(tuo)水(shui)困難。活性(xing)污泥的有機(ji)份包括平均(jun)(jun)粒徑小于0.1μ的膠(jiao)體(ti)顆粒，1.0~100μ之(zhi)間(jian)的超膠(jiao)體(ti)顆粒及由膠(jiao)體(ti)顆粒聚集的大顆粒所組(zu)成。所以比(bi)(bi)阻(zu)(zu)值最大，脫(tuo)水(shui)更困難。一(yi)般認為(wei)污泥的比(bi)(bi)阻(zu)(zu)值在（0.1~0.4）*109S2/g之(zhi)間(jian)時，進(jin)行機(ji)械(xie)脫(tuo)水(shui)較為(wei)經(jing)濟與適宜，但污泥的比(bi)(bi)阻(zu)(zu)值均(jun)(jun)大于此值。

污泥無氧熱分解基于有機物在還原性氣氛（無氧）和一定的溫度下發生分解的原理，熱分解使有機物大分子鏈被打斷，結合水脫出，產生烴類的熱解氣體和小分子鏈結構的有機物。

臺(tai)灣大學(xue)(xue)化(hua)學(xue)(xue)工程學(xue)(xue)系實驗室自(zi)1997年開始對于污(wu)泥之無(wu)氧熱分(fen)(fen)解(jie)(jie)進行研(yan)究(jiu)，使用升溫熱重分(fen)(fen)析(xi)(xi) (Nonisothermalgravimetric analysis) 分(fen)(fen)析(xi)(xi)熱分(fen)(fen)解(jie)(jie)反(fan)應動力過(guo)程。根據研(yan)究(jiu)試驗，活性污(wu)泥在(zai)430K的還原性氣氛下即(ji)開始分(fen)(fen)解(jie)(jie)，當溫度低于400K 時，釋(shi)放(fang)的物(wu)種主(zhu)(zhu)要(yao)是水（H2O)，在(zai)450 ~ 510K 主(zhu)(zhu)要(yao)是二氧化(hua)碳(tan)(CO2)，當溫度繼續(xu)升高(gao)，釋(shi)放(fang)出(chu)包括HCN 、CO 、C2H6 等(deng)物(wu)質以及其它直鏈碳(tan)氫化(hua)合物(wu) (olefins)或是碳(tan)氫氧化(hua)合物(wu) (carboxylates) 的破(po)碎片(pian)段（見下圖）。

從實(shi)驗結果看來，污泥(ni)熱(re)分(fen)解(jie)產物50% 以上是氣體，30% 為可回(hui)收之液(ye)態油(you)類，以及不到(dao)20% 之固體殘余（碳和(he)灰分(fen)）。污泥(ni)的熱(re)分(fen)解(jie)可以有效回(hui)收部(bu)份碳源(yuan)，但(dan)會產生(sheng)大量(liang)氣體和(he)消(xiao)耗大量(liang)熱(re)能。

利(li)用(yong)上述原(yuan)理可(ke)以有兩個不同(tong)的(de)工程應用(yong)方向，一是(shi)利(li)用(yong)熱(re)解(jie)的(de)全過程生產氣化(hua)產物的(de)可(ke)燃(ran)油類和固體產物碳，一是(shi)控制(zhi)在熱(re)分解(jie)的(de)初始低溫(wen)段(duan)使大量的(de)結合水釋(shi)放為自由水，達到改(gai)善污泥脫(tuo)水性能的(de)目(mu)的(de)。

2、蒸汽低溫裂解干化(hua)機理

利用一定(ding)溫(wen)度和壓力(li)的蒸汽作為工藝(yi)氣(qi)體處(chu)理污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)，在(zai)無氧熱(re)分(fen)解(jie)過程(cheng)中，控制低(di)(di)溫(wen)（<230℃）下，產生的裂解(jie)氣(qi)體較少，而膠(jiao)體結構發生很(hen)大變化，膠(jiao)體顆粒的穩定(ding)性(xing)被破壞，污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)內(nei)部水與(yu)吸附(fu)水被釋放(fang)，比阻(zu)可降(jiang)至(zhi)1.0*108S2/g（比阻(zu)：單位過濾面積上(shang)單位干重濾餅所具有的阻(zu)力(li)），脫(tuo)水性(xing)能大大改善(shan)。這(zhe)個過程(cheng)，在(zai)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)處(chu)理行業的術語又叫做污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)的熱(re)調質。經蒸汽低(di)(di)溫(wen)裂解(jie)調質的污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)，可用通常的機械脫(tuo)水方式(shi)去除30%~40%的水分(fen)，基本達到入爐焚燒(shao)的含水率要求(qiu)。

蒸(zheng)(zheng)汽(qi)低溫裂解(jie)干化(hua)工(gong)藝是利用(yong)蒸(zheng)(zheng)汽(qi)低溫裂解(jie)的(de)(de)(de)方式，改變污泥(ni)本身的(de)(de)(de)膠體結構，將包裹在濕(shi)污泥(ni)中的(de)(de)(de)物理化(hua)學結合水(shui)(shui)釋放(fang)為自由態水(shui)(shui)，改善污泥(ni)的(de)(de)(de)脫水(shui)(shui)性能，再用(yong)傳統的(de)(de)(de)機械方式去除水(shui)(shui)分。工(gong)藝具有裝置簡單(dan)可靠，運營成(cheng)本低的(de)(de)(de)顯著優點(dian)。

二、工藝流程

污(wu)(wu)(wu)泥(ni)（含水(shui)(shui)約(yue)80％）經污(wu)(wu)(wu)泥(ni)泵注(zhu)入(ru)反應(ying)釜，同時通(tong)入(ru)過熱蒸(zheng)汽(qi)，反應(ying)釜內設有攪拌裝置，使蒸(zheng)汽(qi)與濕污(wu)(wu)(wu)泥(ni)混合均勻，經一定(ding)時間(jian)的低(di)溫(wen)熱解(jie)反應(ying)，使具有高分(fen)子(zi)結(jie)構的碳氫化合物轉變成(cheng)為低(di)分(fen)子(zi)結(jie)構的有機物，破壞污(wu)(wu)(wu)泥(ni)的持水(shui)(shui)結(jie)構，從(cong)而(er)使污(wu)(wu)(wu)泥(ni)脫(tuo)水(shui)(shui)性能大幅(fu)提高。反應(ying)釜產物約(yue)含有30%自由(you)態水(shui)(shui)，經污(wu)(wu)(wu)泥(ni)泵送至機械式脫(tuo)水(shui)(shui)機擠壓脫(tuo)水(shui)(shui)，可(ke)(ke)獲得含水(shui)(shui)率(lv)約(yue)55%－60％的半干(gan)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)。半干(gan)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)在風干(gan)倉(cang)鼓風干(gan)燥，最(zui)終含水(shui)(shui)率(lv)可(ke)(ke)由(you)其強(qiang)度和時間(jian)來控(kong)制，可(ke)(ke)降至10%以下(xia)。

蒸(zheng)汽(qi)低溫裂解反應(ying)后(hou)的(de)濕污(wu)泥經歷了消毒和滅活，臭(chou)味隨乏(fa)蒸(zheng)汽(qi)帶出，已(yi)變成安全無(wu)污(wu)染的(de)產(chan)品(pin)。經擠壓獲得(de)的(de)壓濾液無(wu)毒無(wu)味，含有高濃度的(de)鉀和氮(dan)，是理想的(de)優(you)質濃縮液體有機肥料。

本工藝的(de)耗能量僅為(wei)傳統干化工藝的(de)30%，獲得的(de)半(ban)干污(wu)泥同時完成了生物滅活，對后續處理提供了非常(chang)好的(de)條件。

三、工藝技術特征

1.環(huan)保。污泥(ni)在密閉反應器中通過低溫熱解過程，迅(xun)速完(wan)成殺菌(jun)除臭過程。

2.資源(yuan)化。污(wu)泥(ni)經處(chu)理轉化為(wei)優質液體有機肥料和(he)固(gu)(gu)體燃料。固(gu)(gu)體燃料返回系統使用（作為(wei)蒸(zheng)汽鍋爐(lu)燃料），理論上只需要(yao)其(qi)中的1/3即(ji)可滿足(zu)反(fan)應(ying)釜(fu)所需蒸(zheng)汽，其(qi)余2/3還可供(gong)應(ying)給電(dian)廠發電(dian)使用。

3.減量(liang)化。燃料燃燒后形(xing)成少量(liang)灰渣，使污泥減量(liang)90％以上。

4.節能(neng)。比(bi)傳統(tong)污泥干化(hua)技(ji)術(shu)總能(neng)耗大(da)幅降低(di)，污泥處理成本(ben)明顯(xian)降低(di)。

5.快(kuai)速。1小時左右完成殺菌除臭，24小時內(nei)污泥含水(shui)從(cong)80%降至10%以下。

6.模塊化。日處理能力(li)以10噸、50噸、100噸為單位可(ke)任(ren)意調整(zheng)，適合于各(ge)種規模城市的市政污泥處理。

7.多功能。適用于各種固體有機廢棄物(wu)（如廚余物(wu)、城市垃圾、動物(wu)糞(fen)便等）的資(zi)源化和無害(hai)化處理。

四、污泥低溫裂解反應釜主要參數

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章