污泥碳化的缺陷和原理分析（污泥碳化后出路是什么）　　

　　工艺及技术介绍

　　1、工艺路线

　　本工艺采取机械过滤+热水解+基肥接种或裂解炭化的工艺路线，主要是采用亚临界热水解工艺将污水处理工艺过程产生的含水率约80%的污泥高温高压密闭热水解处理，根据不同污泥成分添加催化剂或抑制剂，将污泥含有的高分子细胞水快速破壁，达到无害化、减量化的目的。副产品为含水率不高于55%粉状物，有机质含量高的粉状污泥经过无害化、减量化后作为基肥接种生物菌用于园林绿化，有机质含量低的污泥调质后进入碳化装置，添加吸附剂裂解成污泥基生物碳，用于环保废水或废气处理，实现污泥的资源化利用。裂解过程中产生的不可凝燃气经环保处理后作为燃料用于热风循环系统提供能量用于裂解生产，节约外接能源。

　　针对热解和裂解工艺过程中有害、有毒有机废气的产生采取源头控制，限制产生废气的必要条件，采取离子吸附和络合吸收的工艺设计，容器内密闭反应，定向排放废汽经环保处理后无二次污染，符合国家环保政策要求。

　　2、污泥基生物碳的出路

　　目前我国处于环境问题频发阶段，大量含重金属废水废液亟待处理。废水废液处理过程中吸附材料的用量日益增加，其处理成本也进一步上升。

　　本工艺针对市政污泥处理处置中面临的问题以及当前环境现状，提出利用裂解污泥制备污泥基生物碳作为吸附材料这一思路，可以在实现污泥减量无害化同时开发出廉价的吸附材料，在提供污泥基生物碳产品的同时解决了市政污泥的资源化利用问题，具有显著的社会效益和生态效益，并有良好开发前景。

　　本工艺制成的污泥基生物碳，可作为性能优良的吸附材料并用于处理含重金属废水，吸附完成后再次加料调整进行碳化，重新制成吸附材料用来处理重金属废水，多次循环后使重金属富集达到一定限度后将其集中处理，从而实现市政污泥减量化和资源化以及废水重金属的减量化、无害化处理。

　　3、碳化技术简述

　　由于我国市政污水中通常会有部分化工污水、造纸污水等混入，导致污泥中的污染物（重金属，代表性的种类有镉、汞、铅等；多环芳烃、多氯联苯）含量可能超标。

　　因为Cu2+、Cr6+、Cd2+等离子的粒径不同，在不同孔径分布的吸附材料中通过能力就不同。因此相对合适的孔径分布是选择性吸附实现的基本条件。影响孔径分布的主要因素就是制备工艺和制备条件的不同。

　　吸附材料对重金属离子的吸附除了在孔隙表面沉淀的物理吸附，同时还有和吸附材料空隙表面含氧官能团之间的化学吸附。由于金属离子和官能团的亲和性不同，官能团的位置和数量也不同，这使得吸附材料对不同金属离子的吸附效果存在选择性。

　　本工艺通过对碳化温度、活化温度、活化剂选择与配比、活化时间、升温速率的合理设计与精确控制及添加制备辅料，制备出具有特定官能团构成的污泥基生物碳。

　　污泥基生物碳不可能作为吸附材料无限循环使用，重金属富集达到一定限度后必需将其集中处理，达到市政污泥减量化和资源化以及废水重金属的减量化、无害化处理的效果。

　　4、本工艺与“干化+焚烧”工艺的对比

　　（1）调质碳化VS焚烧

　　焚烧方案即所谓的“最大”减量化方式。最终污泥去向可分为两个方面：一方面，大部份干化污泥（多为无机成分）焚烧后产生的固相残渣和飞灰进行填埋处置；另一方面，污泥中的水分及有机物通过焚烧后转换成气相，除部分捕捉环保处理外，大部分挥发到大气中。

　　市政干化污泥的有机质含量经检测，普遍在12%~40%之间，因而其自身热值（约在500Kcal/kg~1700Kcal/kg之间）太低，无法直接焚烧利用，即干化污泥如要采用焚烧方案处置，需要掺入煤等烧料进行一同焚烧。但是如按焚烧方案进行污泥处理，会出现因燃烧干化污泥无机质过多引起灰分过多导致燃烧不充分，热效率降低、热损失增加等影响锅炉性能的现象。并且在焚烧过程中将会产生大量飞灰，又因污泥中如有氯化物和苯系污染物存在，会低温分解成二噁英等污染物质，势必造成环境的二次污染。

　　所以说目前大部分的污泥干化+焚烧方案是在无更好的替代工艺路线实施的条件下只是为“减量化”而减量化，不仅无法实现干化污泥的资源化循环利用，而且还需要借助其他能源来协助处理，能耗太大、造成更多的碳排放，不利于节能减排；在处理处置过程中还有可能带来“二次污染”，造成环境的危害。因此我们认为无论是在处理成本方面，还是在环境保护方面，或者是在资源化利用方面，干化污泥+焚烧方案都不是最优的污泥处理方案。

　　而我们工艺中调质碳化技术采取密闭热解原理，保证污泥热解和裂解碳化过程是在无氧环境下进行，控制处理压力和温度，从源头上抑制了二噁英的合成。其次，经过净化处理后的热解气不存在具有催化作用的物质(金属或其氧化物)，热解气的燃烧过程是一个彻底而洁净的氧化过程，热解气燃烧产生的热能将回用裂解碳化工艺。裂解碳化后的污泥基生物碳可用于污水治理、废气治理等环保品质提升工艺，且成本较为低廉，性能较为可靠，必定有广大的市场空间。

　　综合以上两种工艺对比，我们认为调质碳化技术，虽然在减量化方面稍逊于焚烧方案，但在资源化循环利用和环保处理方面，要明显优于焚烧方案。（2）热水解VS新能源干化

　　新能源干化技术多采用板框脱水技术+外接热源干化技术。

　　现在工业污水排往污水处理厂的COD限值为500mg/l,在污水处理厂需要添加大量的水处理絮凝剂才能达标，由此产生的无机絮凝污泥量会大幅增加，通常是市政生活污泥产生量的2倍多。这部分无机污泥属于含有高细胞水缩聚体，普通污泥脱水装置和新能源干化工艺技术无法将污泥含有的细胞水破壁，只能脱水处理到含水率80%左右，新能源污泥干化工艺技术一般用于含有机质多的生化污泥处理后好氧堆肥处理，对于市政工业污泥往往难以适用，对于这类污泥也难以达标处理。

　　新能源干化技术的干化能源采用太阳能与工业余热相结合，成本低廉，运行稳定。新能源污泥干化成套设备是福航环保自主研发的用于污泥干化处理的设备，该设备采用企业自主研发的长齿条式摊铺机对污泥进行布料、翻拌、收料;利用先进的自动控制技术与数控采集和调整理论相结合;与先进的实验监测设备及仪器所监测的结果相对比，确定科学的污泥泵送、自动布料、自动翻拌、自动收料等工序，最终达到太阳能和地热能最佳配比利用，实现污泥干化处理的高效稳定。

　　太阳能污泥干化温室与传统的热干化技术相比,其优点主要在于:

　　1能耗小,运行管理费用低;

　　2处理后污泥体积减少可达3～5倍,实现稳定化并仍保留其原有的农业再利用价值(低温干化);

　　3系统运行稳定安全,温度低,灰尘产生量小;

　　4操作维护简单、使用寿命长;

　　5系统透明程度高,环境协调性好;

　　6可同时解决污泥存储的需要;

　　7利用可再生能源太阳能作为主要能源来源,满足可持续发展的需求。

　　热水解技术是将湿污泥密闭在高温高压下进行热水解处理，从而使污泥含有的高分子细胞水快速破壁，达到污泥脱水、无害化、减量化的目的。经热水解处理后的污泥，其含水率不高于55%。处理后污泥的最终去向可分两个方面，如果污泥有机质含量高，因其经过无害化、减量化可作为基肥接种生物菌用于园林绿化、土壤改良；如果有机质含量低，进入下一步的热解碳化过程处理后再进行资源化利用。

　　综合以上两种工艺，热水解技术必须外接热能，能源成本高昂，运行技术要求较高，持续性不稳定因素较多。产生的碳产品品质较差，没有出路。简单说，是花大代价用一系列复杂工艺做出一堆没有用途的产物，远远看上去很美，到手后追悔不及。新能源污泥干化，以最简单使用的工艺技术，将脏臭的污泥低成本干燥后，可以作为燃料掺烧，可以作为制砖原材料，也可以作为园林绿化有机肥的原材料，出路较多，更具有发展优势。

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