污泥水热干化处理技术_清华王伟

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1、城市污泥处理处置的关键问题与水热处理技术清华大学环境科学与工程系王伟2009年5月江苏·无锡提纲一、我国城市污泥的产生与处理处置现状二、水热技术的工艺研发三、水热系统关键设备研发四、东莞污泥水热干化示范工程五、基于水热技术的污泥处理系统一、我国城市污泥的产生与处理处置现状一、我国城市污泥的产生与处理处置现状1、我国城市污泥的产生现状140污水产生量污泥产生量1000120/a100800t/a34m880/×10/×106006040040污泥产生量污水产生量200209596979899000102030405年份目前1400万吨/年2

2、015年将增加至3560万吨一、我国城市污泥的产生与处理处置现状2、我国城市污泥的处置现状无处置83%干化焚烧10%填埋6%堆肥1%一、我国城市污泥的产生与处理处置现状3、城市污泥的污染严重©重水轻泥的结果是事倍功半污泥是污水处理的产物，在污水得到净化的同时，约一半的污染物转移到污泥中。不解决好污泥处理处置的问题，污水处理的效果只是“事倍功半”。污泥形成的“城市沼泽”一、我国城市污泥的产生与处理处置现状4、高含水率是污泥处理处置的瓶颈含水率高造成污泥量巨大含水率高造成污泥热值低ò污泥含水率从95%降低至80%，ò污泥含水率越高，热值越低，

3、只污泥体积减少75%，从80%降低有到含水率低于50％时，才适合至50%体积还将减少60%焚烧100含水率(%)热值(kcal/kg)9090-226.508080132.007070490.506060849.0050501207.5040污泥体积(%)401566.003020301924.50水10202283.00固体0102641.509080706050403020100含水率(%)03000.00一、我国城市污泥的产生与处理处置现状4、高含水率是污泥处理处置的瓶颈脱水泥饼脱水泥饼((含水率含水率8080％％))直接填埋堆肥干

4、化焚烧渗滤液水质含水率高能耗填埋操作困难重金属高成本欧洲:有机物<5%干化或调理剂干化至50%我国:含水率<60%控制限值需蒸发600kg水一、我国城市污泥的产生与处理处置现状4、高含水率是污泥处理处置的瓶颈•含水率由80%降低到60%，甚至50%，是污泥处理所必须达到的要求•含水率由80%降低到60%，甚至50%，干化环节是污泥处理处置系统耗能的主要环节•《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》要求含水率低于60%•欧盟填埋导则要求有机物含量必须低于5%一、我国城市污泥的产生与处理处置现状4、高含水率是污泥处理处置的瓶颈含水率由80%降低

5、到60%，污泥减量一半！30302020固体水固体水水水5050含水率80%含水率60%一、我国城市污泥的产生与处理处置现状4、高含水率是污泥处理处置的瓶颈间隙水：游离态，浓缩脱水的去除对象毛细水：较高机械力去除吸附水：无法通过机械力去除内部水：需进行细胞破碎，或高温干燥去除一、我国城市污泥的产生与处理处置现状4、高含水率是污泥处理处置的瓶颈©污泥脱水性能的热力学解析压滤脱水示意图机械力P脱水的压力做功过程一、我国城市污泥的产生与处理处置现状4、高含水率是污泥处理处置的瓶颈©通过蒸发降低含水率的能耗太大水水90kg90kg固体固体200k

6、g200kg蒸发掉水水710kg710kg蒸发干燥含水率80%含水率30%水的蒸发潜热：538kcal/kg每吨污泥需要的投入热量44×105kcal水的比热：1kcal/(kg·℃)折合64kg标准煤二、水热技术的工艺研发二、水热技术的工艺研发1、水热技术原理F破坏污泥细胞，释放胞内水分ò基于对污泥细胞结构和水分布的原理F热作用下有机物水解，破坏胶体结构ò基于对污泥胶体结构和物理化学降粘度的原理二、水热技术的工艺研发2、水热技术发展的沿革初次应用工艺名称技术特点1939年，英国Porteous工艺污泥185℃热水解，提高污泥消化效率。1

7、954年，英国Zimpro工艺250℃湿式氧化工艺。70年代，英国LPO工艺200℃以下低压氧化，改善脱水性能80年代中，美国Synox工艺加碱热水解，100℃以下90年代中，美国Protox工艺加酸热水解，100℃以下90年代末，美国RTC工艺高压蒸汽快速升温，200～220℃1997年，挪威Cambi工艺水热改性＋厌氧消化，消化率60%。水热技术一直都是污泥处理的一个重要发展方向二、水热技术的工艺研发3、水热技术特点技术特点1——通过对污泥改性提高脱水性能污泥细胞结构破坏二、水热技术的工艺研发3、水热技术特点技术特点1——通过对污泥改

8、性提高脱水性能固体水水热处理前的污泥水热处理后的污泥污泥胶体结构破坏二、水热技术的工艺研发3、水热技术特点技术特点1——通过对污泥改性提高脱水性能907560control80℃120℃451