工业污泥、生物质气化资源化处置工艺实验研究

发布时间：2020-05-19 22:02

【摘要】：随着我国在工业、经济上的飞速发展以及城市化水平逐渐加快,城市污水排放量和处理率不断提高,作为污水处理的副产物,污泥的产量也是水涨船高。众所周知污泥中含有大量的病原体和有毒有害物质,如果不加以有效处理就任意排放会对环境造成极大的污染,也间接的影响人们的健康。我国甚至于全世界范围内的研究人员都在积极寻找一种处理工艺,可以使污泥有效的减量并且变成可以利用的资源。目前普遍的污泥处置工艺主要包括厌氧发酵、干化焚烧以及卫生填埋等。但是这些处理方式都或多或少存在应用或推广方面的限制,所以,研究新型高效无污染污泥处理工艺势在必行。与其他处理方式相比较而言,污泥气化技术有着其他处理技术所不具备的优势。该技术减容效果与无害效果明显,而且可以将污泥中大部分重金属元素固定在灰渣中。此外,气化产气可以直接用作供热或发电,能量的利用率也高于其他处理技术。干燥问题是处理污水污泥的一个难点。污水污泥含水量较高,而且其中的一部分是结合水,与污泥颗粒内部结合,大大降低了干燥效率。所以本课题考虑在污泥中加入粉碎后的生物质,利用毛细现象吸出污水污泥中的结合水,增加干燥效率。而且生物质的热量密度较高,通过按一定的比率与污泥掺混可以提高反应物的热值。本文选用工业污水污泥、生物质以及污泥与生物质混合物作为研究对象,通过原料分析、热重实验、固定床、移动床的实验来研究污泥的气化特性。首先通过元素分析、工业分析和热重实验获得污泥的基本物性。之后进行污泥以及污泥、生物质按一定比例混合物固定床反应实验,探究不同温度、不同气化剂(空气、氧气、水蒸气)总量对产气百分比、热值、转化率的影响。然后进行污泥、生物质混合移动床实验。为了增加适当的孔隙率与床层,用造粒机将污泥、生物质混合物进行造粒。探究不同温度、不同进料速率、不同床层高度对产气百分比、热值以及焦油产率的影响。结果表明,产气中主要可燃组分为H2、CH4、CO。在污泥固定床的反应中,温度的升高可以提升产气量以及产气热值。污泥水蒸气气化产气热值高于污泥富氧气化、污泥空气气化产气热值。在反应温度为800℃、通入水蒸气量为125g时,产气热值达8588KJ/Nm3。在污泥、生物质混合反应中,同样,温度的升高可以提升产气量以及产气热值。污泥水蒸气气化产气热值高于污泥富氧气化、污泥空气气化产气热值。在反应温度为800℃、通入水蒸气量为150g时,产气热值达 10247KJ/Nm3。在移动床反应中,考虑能量损耗以及经济因素,800℃、15.7g/min的进料速率以及40cm的床层高度是最佳反应条件,产气热值达7145KJ/Nm3。
【图文】：

逡逑段分类：初沉污泥、腐殖污泥、浓缩污泥、干燥污泥等［水分逡逑即不经任何处理直接从污水处理流程中取出的污泥，，一，经过几道简单处理工艺如机械脱水、离心脱水后，污泥［１６］。再经过深度处理如热处理、微波处理等，含水率会体积来讲还是从质量来讲，污泥本身的绝大部分都是水泥干燥方式热处理、微波处理以及太阳能干燥法都是通过热的方式使污泥中的水分蒸发，但所需的能量往往高过污对污泥进行预处理，通过物理、化学方法来处理污泥中的含水率。污泥处理处置过程中重点考虑的问题在于怎么使节能的被脱除［１７］。逡逑

热重分析依据标准ＡＳＴＭ邋Ｅ２５５０－２００７，测定污泥样品质量与温度之间的关逡逑系。本实验于北京化工大学分析测试中心使用型号为ＴＧＡ－１０５热重分析仪进行，逡逑检测结果如图２－１所示。逡逑２．５污泥、生物质分析结果逡逑（１）污泥元素分析逦Ｉ逡逑首先对于本实验所用的污泥样品为秦皇岛龙海道污水处理厂的污泥样品、秦逦ｊ逡逑皇岛富士康的污泥样品和南京工业园区的污泥样品。经过预处理后，进行了基本逦ｊ逡逑的有机和无机元素分析。结果如表２－３和表２－４所示。逦ｊ逡逑表２－３污泥有机元素分析结果逦ｊ逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－３邋Ｓｌｕｄｇｅ邋ｏｒｇａｎｉｃ邋ｅｌｅｍｅｎｔ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｒｅｓｕｌｔｓ逦｜逡逑丨逦＇逦ｉ逡逑
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703

【参考文献】

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1 水落元之;久山哲雄;小柳秀明;杭世s

本文编号：2671551