小型生活污水处理设备质量安全可靠

小型生活污水处理设备质量安全可靠

气化。卫辉市50t/d污泥(含水率80%)综合处置工程采取深度脱水处理工艺干化至含水率60%以下，然后经过造粒，输送至固定床热解气化装置，经一系列反应后污泥有机质被热解气化成可燃气，剩余物质形成熔渣，可燃气经发电装置余热用于污泥烘干系统。

　　示范工程采用气化发电余热预干燥污泥，存在干化污泥造粒、气化气发电致使系统较为复杂，运行能耗较高等问题。根据我国城市污泥干燥后的粒度、热值等特点，本文提出一种污泥耦合生物质流化床热解气化工艺。

　　二、污泥耦合生物质流化床热解气化工艺设计

　　1、工艺流程概述

　　由污泥运输车将含水率为80%的湿污泥运送至污泥储仓，污泥储仓内的污泥经湿污泥输送系统将湿污泥输送到污泥干燥系统入口内，湿污泥在间接干燥机内将含水率80%的湿污泥干燥到含水率30%-40%，再由送入气化机内与生物质热解气化产生的热解气供干燥系统使用，热解气化废渣可用于土壤改良和建材利用。

　　2、工艺设计

　　污泥耦合生物质流化床热解气化工艺由湿污泥储存系统、污泥干燥系统、热解气化系统、热能利用系统、尾气处理系统和灰渣系统六大系统构成。

　　2.1 湿污泥储存系统

　　由污泥运输车将含水率为80%的湿污泥卸入湿污泥存储系统，然后用泵或刮板输送输送至污泥中转仓，中转仓为污泥干燥给料计量装置。

　　2.2 污泥干燥系统

　　污泥中转仓内的污泥经螺旋输送机定量将湿污泥输送到闪蒸干燥机内;湿污泥在干燥机内被高速气流流化后，由来自热风炉提供的热烟气进行干燥，可将污泥的含水率由80%干化到30%-40%;流化干燥后的污泥随气体进入具有污泥专用布袋除尘器内除尘实现泥气分离。

　　2.3 热解气化系统

　　除尘器收集的泥粉再由气力输送至气化机内与生物质燃料一起在缺氧条件下送入流化床气化炉中进行热解气化，借助于部分空气(或氧气)作用，使污泥和生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应，热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物，获得含CO、H2和CH4的可燃气体。气化机产生的可燃气则作为热风炉的燃气进入热风炉燃烧。

　　2.4 热能系统

　　可燃气体在热风炉内进行燃烧，产生的高温热烟气(温度为800-5775585℃)通入干燥进用于污泥干燥，来自换热器加热后的空气作为助燃空气进入热风炉，进一步提高热能利用效率。

　　2.5 尾气处理系统

　　干燥后污泥经污泥专用布袋除尘器进行固气分离，再通过空气换热器回收余热用于气化系统和热能系统空气预热，然后后进入洗涤塔进二次除尘、急冷，送入生物除臭系统进行除臭处理达标后排入大气。

　　2.6 灰渣系统

　　经气化炉热解气化后废渣经冷却螺旋冷却至200℃以下，经仓泵输灰系统送入灰渣仓，然后由汽车运输出厂，该灰渣可用于土壤改良和建材原料。

　　三、处理效果

　　小型生活污水处理设备质量安全可靠系统废气经尾气净化系统处理后达到《生活垃圾焚烧污染物控制标准》(GB18485-2014)中表4生活垃圾焚烧炉排放烟气中污染物限值、表5生活污水处理设施

在石油开发和生产过程中，如钻井、压裂、试采和炼制等环节，泥土或其他杂质混入原油或者成品油中，形成由水、油、泥砂及矿物质等构成的混合废物称为含油污泥，简称油泥。目前世界上油泥的三大来源为石油化工、金属加工和食品加工，我国仅石油开采和炼制行业每年产生的油泥就达数百万吨，而且每年还在快速增长。在美国，石化行业产生的油泥已被列入其资源保护与回收法(RCRA)中，并将其定义为危险废物，原因就是该类油泥含有各种致畸、致癌的有毒物质，如苯系物、酚、蒽、芘类等。随着我国的环保力度越来越大，油泥也被列入我国的《国家危险废物名录》HW08条目中，强制对其进行无害化处理。我国最近发布的《农用地土壤环境质量标准》和《建设用地土壤污染风险筛选指导值》第三次征求意见稿中，又分别对农用地和建设用地接纳的污泥油含量及重金属含量提出了明确的限值，为油泥的高标准处理处置提供了依据。

　　国内外学者针对油泥的复杂特性，在控制油泥产生的源头、对已有油泥进行资源化利用、对油泥不可利用的部分进行安全化处置等方面开展了大量的研究工作，欲将油泥残渣中的油含量和重金属含量降至标准规定的限值以下，形成了如溶剂萃取技术、热洗处理技术、热萃取脱水处理技术、焚烧处理技术、生物处理技术、热解处理技术等多种油泥处理技术，实践表明，溶剂萃取技术、热洗处理技术和热萃取脱水处理技术对油泥的处理均不够生物处理技术条件要求苛刻，无法回收油品且难以实现工业化;焚烧处理后的油泥虽能达标排放，但是处理成本高、耗能大，还会产生二次污染。

　　油泥热解技术研究起步于20世纪80年代。Schmidt等利用循环流化床装置研究了油泥的热解特性，该装置的缺点是热解气带走大量显热，且处理的物料粒度需小于1cm;Karayildirim等分别利用热质联用和固定床热解处理油泥，研究了不同温度下的热解油、气及残渣的产率和品质差异;Dominguez等分别利用微波炉和电阻炉研究了不同炉型对油泥热解产物油成分的影响，微波炉热解处理油泥主要得到高热值的正构烷烃、芳香族化合物和长链脂肪族羧酸等物质，而电阻炉热解处理油泥主要得到菲、荧蒽、苯并芘等多环芳香烃产物。已有研究表明，油泥经热解技术处理后的体积减量化效果可以达到一半以上;油泥的热解过程还是一个促使重金属在残渣中不断富集的过程，重金属在热解残渣中富集后，其形态所具有的耐浸出性比在焚烧后底灰中的更高。因此，油泥的热解处理技术是一种非常有潜力的油泥处理技术，具有其他处理方式不可比拟的显著优势。但是国内由于之前政策宽松，油泥热解技术发展迟缓，多为实验研究阶段，存在着效率较低、处理不达标、二次污染严重等问题，急需进一步完善。针对目前油泥热解处理技术不成熟的问题，本课题以新疆某地区的油泥为例，通过对其基本物理化学性质和热解特性进行研究，得到该油泥热解处理过程的相关参数，为其无害化、减量化和资源化处理提供借鉴和参考。

　　1、实验

　　1.1 原料

　　油泥原料取自新疆某地区，如图1所示，可以看出，该油泥含液率较高，呈乳化状态并具有一定程度的流动性，在进行固定床热解时不利于传热并导致受热不均匀，需要对其采取预处理后再进行试验。将该油泥静置24h并进行油水分离后，将下层泥渣在105℃条件下干化2h，使其水质量分数控制在20%以内，即预处理后的油泥应呈现固体状态，而不是流动状态，以便于热解过程

产生的污泥、一般工业固体废物专用焚烧炉排放烟气中二噁英类限值执行。废气处理后NH3和H2S排放速率达到《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中二级标准，厂界恶臭污染物应满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中二级标准。

　　系统产生的废水经简单处理后达到《污水排入城市下水道水质标准》(GB31962-2015-T)表1中B级标准。

　　污泥热解气化残渣是惰性，疏松和干燥的物质，富含钾和磷，因此具有极多的利用可能。残渣主要成分为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等无机氧化物，与电厂粉煤灰成分类似，满足《城镇污水处理厂污泥处理处置制砖用泥质》GB/T25031-2010)标准要求