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吉建斌的网易博客

吉建斌

 
 
 

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城市污水处理厂污泥热值及影响因素分析(下)  

2017-12-03 07:02:34|  分类: 废水污泥处理和资 |  标签: |举报 |字号 订阅

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从表4可以直观地看出,由于城南和北碚污水处理厂污泥具有较高的碳氢元素含量,所以具有比其他污水处理厂污泥更高的热值。

2.4 污泥热值及影响因素分析

2.4.1 干污泥热值及影响因素分析

(1)元素分析法与量热仪直接测定法得出的热值比较吻合,而工业分析法计算热值有时误差较大。导致工业分析法误差较大的原因可能和计算公式中经验系数的取值有关。

(2)污水处理厂的进水水质、受纳污水的排水体制、以及污水和污泥的处理工艺通过影响污泥挥发分的含量而影响污泥热值,经过消化处理的污水处理厂污泥、合流制排水系统的污水处理厂污泥,由于单位污泥中挥发分含量较低,而具有较低的单位污泥热值。

(3)虽然不同污水处理厂污泥的挥发分、灰分、甚至元素含量差异较大,但是污泥中C、H、O、N、S五种元素含量之和与污泥挥发分和固定碳含量之和却基本一致;进一步分析发现,这些元素在污泥挥发分中的相对含量以及元素物质的量之比都相对稳定,分别见图1和表5。这一特性说明污水水质、排水体制、污水及污泥处理工艺对构成污水处理厂污泥挥发组分的相对含量及元素组成的影响较小。基于污泥挥发分元素物质的量之比相对稳定的特性,建议污泥挥发分的计量化学式用CH1.72O0.55N0.12S0.03进行表征。

城市污水处理厂污泥热值及影响因素分析(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客
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2.4.2 水分对热值利用的影响

上述试验结果均为干污泥热值,而实际的污水处理厂污泥始终含有一定的水分,这些水分在污泥焚烧过程中将转变为蒸汽,并以气化潜热的形式带走部分能量,也就是说有部分热量无法利用。图2反映了试验污水处理厂污泥的含水率。从图2可以看出,试验污水处理厂污泥的含水率为70%?87%。其中,经过厌氧消化处理的唐家桥污水处理厂污泥含水率最低,约70%。结合表1发现,污泥浓缩脱水一体化技术的脱水效果差异较大,污泥的自然干化对降低污泥含水率有益。

城市污水处理厂污泥热值及影响因素分析(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

显然,这些水分的存在将严重影响污泥的焚烧。根据1个标准大气压下水的气化潜热(2,512 kJ/kg)可以确定污泥水分蒸发带走的能量,见图3。从图3可以看出,对于干基低位热值(QL)为10,000 kJ/kg的污泥,水分达到79.9%时,其热值将全部用于污泥含水的蒸发,即能量100%损失。大量研究表明[9,10],污泥自持燃烧的低位热值约3,500 kJ/kg,对照图3可知,重庆市主城区污水处理厂污泥(无灰基高位热值以23,000 kJ/kg计)可自持燃烧的最高限含水率为68%。显然,这一要求已超出了污泥机械脱水设备的脱水能力。因此,污水处理厂的脱水污泥不宜直接进行焚烧,而需要干化预处理,如采用预干化焚烧工艺降低含水率,或利用焚烧烟气热量对污泥进行干化预处理[10]

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3 结论与建议

(1)元素分析法和量热仪直接测定得出的污泥热值较吻合,建议污泥的热值用量热仪测定,没有量热仪时,采用元素分析法。

(2)污水水质、排水体制、污水及污泥处理工艺通过影响污泥挥发分的含量而影响污泥热值,消化污泥以及合流制区域的污水处理厂污泥,具有较低的热值,不宜采用焚烧处理。

(3)不同污水处理厂污泥的挥发分含量差异较大,但挥发分的元素计量组成却相对稳定,可用计量化学式CH1.72O0.55N0.12S0.03粗略地表示重庆市主城区城市污水处理厂污泥挥发分的组成。

(4)含水率是污水处理厂污泥焚烧的重要影响因素,建议通过预处理,使污泥的含水率降至50%?60%,以提高污泥的热值利用效率。

参考文献

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