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焚烧工艺在污水厂污泥处置中的应用

水厂处理污水的过程中,会产生大量的污泥,所以在这一过程中,我们必须要对其予以有效的处理,而处理污泥的方式比较多,当前比较主流且效果也比较好的就是焚烧工艺,这种方法在处理的过程中可以体现出非常好的环保性,同时还保证了处理的质量和水平,所以这种工艺也得到了人们的关注和重视。
污泥焚烧技术流程图
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1 污泥焚烧工艺的兴起与发展
当前污水中污泥处理的方式主要有以下几种,一种是填埋,一种是堆肥,最后一种是焚烧。
填埋法对污泥处理的过程中是非常方便的,同时其在操作方面也十分的简单,但是很多国家对这种方式还存在着一定的担忧,因为填埋的过程中需要有较大的空间支持,同时还需要在运输的过程中花费大量的资金,在填埋的过程中也会使得土地资源大大的减少。在填埋的过程中,周围的环境也会受到非常严重的破坏,这样一来也就使其所产生的综合效益大大的下降。
在处理的过程中,很多国家都在使用污泥进行农业生产,这种趋势在很长一段时间之内都得到了非常广泛的应用,在这段时间之内农业生产中使用污泥的比例在逐渐的升高,同时它也是最符合遵循自然规律的一种方法,但是因为污泥当中重金属的沉积和有机物的污染十分的严重,所以也就产生了较为明显的环境污染问题,所以在当前的污泥处理的过程中也对这种方法的使用做出了一个相对比较严格的限制和约束,为了在污泥使用的过程中更好的体现出其规范性,一些国家已经制定了相应的规范,在这样的情况下,我国也应该尽快的出台相应的政策。
相比之下,焚烧法在应用的过程中更能体现出自身的优势,这种技术也是所有技术当中最为有效且综合效益最高的一种,首先焚烧可以对污泥的体积进行有效的控制,如果将这种方法和机械脱水的污泥做一个比较,最终产生的污泥量只是一开始的10%作用。其次是焚烧的过程中可以杀灭很多的病菌,有机物在经过燃烧之后就会出现非常严重的分解现象,病原体和细菌也是这样,在经过高温燃烧之后,污泥的残渣当中基本上已经没有病菌,在这样的情况下也就减少了不利因素。此外焚烧之后还会减少污泥产生的异味。再次,经过脱水之后的污泥热值和褐煤的热值非常的接近,这样也就在很大程度上减少生产过程中所产生的污泥燃烧投资,此外因为焚烧设备在发展的过程中性能更加的完善,焚烧技术也越来越先进,从前的烟气二次污染问题已经得到了很好的改善。

2 污泥焚烧土艺在国内外的应用状况
在欧洲,许多国家诸如德国、丹麦、瑞典、瑞士等国以及日本从20世纪90年代起就开始以焚烧土艺作为处理市政污泥的主要方法。德国有近40个污水处理厂己经拥有多年的污泥焚烧土艺实际运行经验。其中10家混烧生活垃圾和市政污泥,20多家焚烧城市污水污泥,9家令门进行土业废水污泥的焚烧处理。在德国,污泥焚烧炉首先始十多段竖炉,而后流化床炉逐渐取代了多段竖炉。目前,流化床焚烧炉的市场占有率超过了90%。丹麦每年约有25%的污泥 焚烧处理。瑞士宣布从2003年1月1日起禁止污水厂的污泥用于农业,所有污水厂的污泥都要进行焚烧处理,这也意味着瑞士政府每年将耗资5800万欧儿用于污泥焚烧土艺。焚烧法处理污泥在日本应用得最广。
我国在污泥处理方面,目前大部分的研究局限于污泥的堆肥农用,而对污泥的能源化利用很少,造成很大的能源浪费。尤其是对污泥的焚烧处理方面,由于耗资大、设备复杂、对操作人员的素质和技术水平要求高,因此这方面开展的土作就更少。目前只有浙江大学、中国科学院、清华大学和华中理土大学对污泥的焚烧原理进行了一定的研究。

3 流化床焚烧工艺
流化床是从气体发生炉工业化转变开始,应用在化学生产工业当中的各种工业和不同的工艺流程。流化床焚烧炉自身的结构并不是十分的复杂。其主体结构是一个圆形的塔体,其下部还设置了气体的分配板,塔的内壁还设置了耐火性非常好的材料,气体分配板 在形式上也有着非常明显的不同,有些是多孔板制作而成,有的是平板上面设置一些固定形状和固定数量的专业喷嘴,砌体从下方进入,同时还会以固定的速度经过分配板,这样就适时地内载体会出现流化状态,流化床在运行的过程中还能进行干燥和粉碎处理,燃烧之后的气体会直接从塔顶排出。在尾气当中还存在着一些粒子和灰渣,这些有害物质会通过除尘器处理,载体就可以直接返回到流化床的内部。而流化床在运行的过程中具有非常显著的特点。
具体有:
a.单位面积的处理能力很大;
b.加入到流化床的固体废物,可以瞬间分散均匀(除特别粗大的块体之外);
c.不会产生急冷或急热现象(即使一次投入较多量的可燃性废弃物);
d.在处理含有大量易挥发性物质(如含油污泥)时,也不会像多段炉那样有引起爆炸的危险;
e.流化床的结构简单,设有机械传动部件,故障少,建造费用低;
f.空气过剩系数可以较小。

4 污泥焚烧土艺的影响因素
焚烧必然以良好的燃烧为基础,要使燃料完全燃烧,支配燃烧过程的有三个因素:时间、温度、废弃物和空气之间的混合程度。这三个因素有着相互依赖的关系,而每一个因素又可单独对燃烧产生影响。
4.1 时间。
燃烧时间与固体废物粒度的2次方成正比,加热时间近似与粒度的平方成正比。因此,确定废物在燃烧室内的停留时间时,必须考虑固体粒度大小。
4.2 温度。
一般来说,温度高则燃烧速度快,废物在炉内停留的时间短。而且此时燃烧速度受扩散控制,温度的影响较小,即使温度上升400,燃烧时间只减少1%,但炉壁及管道等容易损坏。当温度较低时,燃烧速度受化学反应控制,温度影响大,温度上升400,燃烧时间减少50%。所以,控制合适的温度十分重要。
4.3 废物和空气之间的混合程度。
为了使固体废物燃烧完全,必须往燃烧室内鼓入过量的空气,氧浓度高,燃烧速度快。但除了空气供应充足,还要注意空气在燃烧室内的分布,燃料和空气中氧的混合如湍流程度,混合不充分,将导致不完全燃烧产物的生成。

5.结语
焚烧法在应用的过程中具有很多的优势,其可以有效的降低污泥的重量,同时还有较好的杀菌作用,同时在处理之后,不需要对物质进行长期的储存,在运输方面也有着十分明显的优势,在这一过程中,我们也能够将一些物质重新的利用起来,这样一来也就在很大的程度上提高了处理的质量和水平。

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