小型生活污水處理設備質(zhì)量安全可靠

氣化。衛(wèi)輝市50t/d污泥(含水率80%)綜合處置工程采取深度脫水處理工藝干化至含水率60%以下，然后經(jīng)過造粒，輸送至固定床熱解氣化裝置，經(jīng)一系列反應后污泥有機質(zhì)被熱解氣化成可燃氣，剩余物質(zhì)形成熔渣，可燃氣經(jīng)發(fā)電裝置余熱用于污泥烘干系統(tǒng)。

　　示范工程采用氣化發(fā)電余熱預干燥污泥，存在干化污泥造粒、氣化氣發(fā)電致使系統(tǒng)較為復雜，運行能耗較高等問題。根據(jù)我國城市污泥干燥后的粒度、熱值等特點，本文提出一種污泥耦合生物質(zhì)流化床熱解氣化工藝。

　　二、污泥耦合生物質(zhì)流化床熱解氣化工藝設計

　　1、工藝流程概述

　　由污泥運輸車將含水率為80%的濕污泥運送至污泥儲倉，污泥儲倉內(nèi)的污泥經(jīng)濕污泥輸送系統(tǒng)將濕污泥輸送到污泥干燥系統(tǒng)入口內(nèi)，濕污泥在間接干燥機內(nèi)將含水率80%的濕污泥干燥到含水率30%-40%，再由送入氣化機內(nèi)與生物質(zhì)熱解氣化產(chǎn)生的熱解氣供干燥系統(tǒng)使用，熱解氣化廢渣可用于土壤改良和建材利用。

　　2、工藝設計

　　污泥耦合生物質(zhì)流化床熱解氣化工藝由濕污泥儲存系統(tǒng)、污泥干燥系統(tǒng)、熱解氣化系統(tǒng)、熱能利用系統(tǒng)、尾氣處理系統(tǒng)和灰渣系統(tǒng)六大系統(tǒng)構成。

　　2.1 濕污泥儲存系統(tǒng)

　　由污泥運輸車將含水率為80%的濕污泥卸入濕污泥存儲系統(tǒng)，然后用泵或刮板輸送輸送至污泥中轉倉，中轉倉為污泥干燥給料計量裝置。

　　2.2 污泥干燥系統(tǒng)

　　污泥中轉倉內(nèi)的污泥經(jīng)螺旋輸送機定量將濕污泥輸送到閃蒸干燥機內(nèi);濕污泥在干燥機內(nèi)被高速氣流流化后，由來自熱風爐提供的熱煙氣進行干燥，可將污泥的含水率由80%干化到30%-40%;流化干燥后的污泥隨氣體進入具有污泥專用布袋除塵器內(nèi)除塵實現(xiàn)泥氣分離。

　　2.3 熱解氣化系統(tǒng)

　　除塵器收集的泥粉再由氣力輸送至氣化機內(nèi)與生物質(zhì)燃料一起在缺氧條件下送入流化床氣化爐中進行熱解氣化，借助于部分空氣(或氧氣)作用，使污泥和生物質(zhì)的高聚物發(fā)生熱解、氧化、還原、重整反應，熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化為小分子碳氫化合物，獲得含CO、H2和CH4的可燃氣體。氣化機產(chǎn)生的可燃氣則作為熱風爐的燃氣進入熱風爐燃燒。

　　2.4 熱能系統(tǒng)

　　可燃氣體在熱風爐內(nèi)進行燃燒，產(chǎn)生的高溫熱煙氣(溫度為800-1000℃)通入干燥進用于污泥干燥，來自換熱器加熱后的空氣作為助燃空氣進入熱風爐，進一步提高熱能利用效率。

　　2.5 尾氣處理系統(tǒng)

　　干燥后污泥經(jīng)污泥專用布袋除塵器進行固氣分離，再通過空氣換熱器回收余熱用于氣化系統(tǒng)和熱能系統(tǒng)空氣預熱，然后后進入洗滌塔進二次除塵、急冷，送入生物除臭系統(tǒng)進行除臭處理達標后排入大氣。

　　2.6 灰渣系統(tǒng)

　　經(jīng)氣化爐熱解氣化后廢渣經(jīng)冷卻螺旋冷卻至200℃以下，經(jīng)倉泵輸灰系統(tǒng)送入灰渣倉，然后由汽車運輸出廠，該灰渣可用于土壤改良和建材原料。

　　三、處理效果

　　小型生活污水處理設備質(zhì)量安全可靠系統(tǒng)廢氣經(jīng)尾氣凈化系統(tǒng)處理后達到《生活垃圾焚燒污染物控制標準》(GB18485-2014)中表4生活垃圾焚燒爐排放煙氣中污染物限值、表5生活污水處理設施

在石油開發(fā)和生產(chǎn)過程中，如鉆井、壓裂、試采和煉制等環(huán)節(jié)，泥土或其他雜質(zhì)混入原油或者成品油中，形成由水、油、泥砂及礦物質(zhì)等構成的混合廢物稱為含油污泥，簡稱油泥。目前世界上油泥的三大來源為石油化工、金屬加工和食品加工，我國僅石油開采和煉制行業(yè)每年產(chǎn)生的油泥就達數(shù)百萬噸，而且每年還在快速增長。在美國，石化行業(yè)產(chǎn)生的油泥已被列入其資源保護與回收法(RCRA)中，并將其定義為危險廢物，原因就是該類油泥含有各種致畸、致癌的有毒物質(zhì)，如苯系物、酚、蒽、芘類等。隨著我國的環(huán)保力度越來越大，油泥也被列入我國的《國家危險廢物名錄》HW08條目中，強制對其進行無害化處理。我國最近發(fā)布的《農(nóng)用地土壤環(huán)境質(zhì)量標準》和《建設用地土壤污染風險篩選指導值》第三次征求意見稿中，又分別對農(nóng)用地和建設用地接納的污泥油含量及重金屬含量提出了明確的限值，為油泥的高標準處理處置提供了依據(jù)。

　　國內(nèi)外學者針對油泥的復雜特性，在控制油泥產(chǎn)生的源頭、對已有油泥進行資源化利用、對油泥不可利用的部分進行安全化處置等方面開展了大量的研究工作，欲將油泥殘渣中的油含量和重金屬含量降至標準規(guī)定的限值以下，形成了如溶劑萃取技術、熱洗處理技術、熱萃取脫水處理技術、焚燒處理技術、生物處理技術、熱解處理技術等多種油泥處理技術，實踐表明，溶劑萃取技術、熱洗處理技術和熱萃取脫水處理技術對油泥的處理均不夠生物處理技術條件要求苛刻，無法回收油品且難以實現(xiàn)工業(yè)化;焚燒處理后的油泥雖能達標排放，但是處理成本高、耗能大，還會產(chǎn)生二次污染。

　　油泥熱解技術研究起步于20世紀80年代。Schmidt等利用循環(huán)流化床裝置研究了油泥的熱解特性，該裝置的缺點是熱解氣帶走大量顯熱，且處理的物料粒度需小于1cm;Karayildirim等分別利用熱質(zhì)聯(lián)用和固定床熱解處理油泥，研究了不同溫度下的熱解油、氣及殘渣的產(chǎn)率和品質(zhì)差異;Dominguez等分別利用微波爐和電阻爐研究了不同爐型對油泥熱解產(chǎn)物油成分的影響，微波爐熱解處理油泥主要得到高熱值的正構烷烴、芳香族化合物和長鏈脂肪族羧酸等物質(zhì)，而電阻爐熱解處理油泥主要得到菲、熒蒽、苯并芘等多環(huán)芳香烴產(chǎn)物。已有研究表明，油泥經(jīng)熱解技術處理后的體積減量化效果可以達到一半以上;油泥的熱解過程還是一個促使重金屬在殘渣中不斷富集的過程，重金屬在熱解殘渣中富集后，其形態(tài)所具有的耐浸出性比在焚燒后底灰中的更高。因此，油泥的熱解處理技術是一種非常有潛力的油泥處理技術，具有其他處理方式不可比擬的顯著優(yōu)勢。但是國內(nèi)由于之前政策寬松，油泥熱解技術發(fā)展遲緩，多為實驗研究階段，存在著效率較低、處理不達標、二次污染嚴重等問題，急需進一步完善。針對目前油泥熱解處理技術不成熟的問題，本課題以新疆某地區(qū)的油泥為例，通過對其基本物理化學性質(zhì)和熱解特性進行研究，得到該油泥熱解處理過程的相關參數(shù)，為其無害化、減量化和資源化處理提供借鑒和參考。

　　1、實驗

　　1.1 原料

　　油泥原料取自新疆某地區(qū)，如圖1所示，可以看出，該油泥含液率較高，呈乳化狀態(tài)并具有一定程度的流動性，在進行固定床熱解時不利于傳熱并導致受熱不均勻，需要對其采取預處理后再進行試驗。將該油泥靜置24h并進行油水分離后，將下層泥渣在105℃條件下干化2h，使其水質(zhì)量分數(shù)控制在20%以內(nèi)，即預處理后的油泥應呈現(xiàn)固體狀態(tài)，而不是流動狀態(tài)，以便于熱解過程

產(chǎn)生的污泥、一般工業(yè)固體廢物專用焚燒爐排放煙氣中二噁英類限值執(zhí)行。廢氣處理后NH3和H2S排放速率達到《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)中二級標準，廠界惡臭污染物應滿足《惡臭污染物排放標準》(GB14554-93)中二級標準。

　　系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水經(jīng)簡單處理后達到《污水排入城市下水道水質(zhì)標準》(GB31962-2015-T)表1中B級標準。

　　污泥熱解氣化殘渣是惰性，疏松和干燥的物質(zhì)，富含鉀和磷，因此具有極多的利用可能。殘渣主要成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等無機氧化物，與電廠粉煤灰成分類似，滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處理處置制磚用泥質(zhì)》GB/T25031-2010)標準要求