250吨每天污泥干化及焚烧处理工艺设计_毕业设计

2 设计背景

随着印染行业蓬勃发展，我国对印染废水处理力度在不断加大，印染企业配套的废水处理厂投入运行后，每天产生相应大量污泥，而且印染废水趋向集中处理后，污泥量日益增加，产生的污泥的组成成分日益复杂。所产生的大量污泥通常的处理方法是利用机械压滤装置将污泥的含水率压滤到80％以下后外运，以填埋、堆放、或倾倒的方式作最终处置。这样的处置方法往往会对自然环境造成二次污染，存在比较严重的环境安全隐患。

2.1 国内外污泥处理处置现状

欧美、日本等发达国家对污泥处理、处置的装备在20世纪60年代就已达到先进的成套化水平。国外污泥处理处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用（多为农用）、填埋及焚烧等。由于各国具体情况不同，选择的方法各有侧重。在美国土地利用逐渐占据主角。日本由于国土面积较小，以焚烧为主约占63%，土地利用22%，填埋5%，其它约10%；欧盟各成员国的侧重不尽相同，目前卢森堡、丹麦和法国主要以污泥农用为主，爱尔兰、芬兰和葡萄牙等国污泥农用的比例还会逐步增加，而法国、卢森堡、德国和荷兰则计划加大焚烧的比例。即使一个国家的不同地区也有所侧重，如在英国北部大型工业城市，由于污泥中重金属含量较高且含有一些有毒成分，因此焚烧比例较大约占50%，而英国的其它城市则以污泥土地利用为主。污泥的资源化综合利用，以及高温焚烧是解决污泥减速量化、无害化处理的主要趋势。

我国污泥处理处置严重滞后。截至2011年底，全国已建成和在建城镇污水处理厂4495座，处理能力1.65亿立方米/日。我国每天产生湿污泥至少达到16.5万吨。目前，我国污泥处理处置主要方法中，污泥农用约占44.8%、陆地填埋约占31%、其它处置约10.5%、没有处置约13.7%，严格来说，全国近80%的污泥没有得到减量化、稳定化、无害化处理处置，污泥的二次污染成为亟待解决的环境问题[2-4]。

我国污泥处理率低，技术装备落后。存在着重废水处理，轻污泥处理的倾向。很多城市没有把污泥处理作为污水处理厂的必要组成部分。且污泥处理投资低，只占污水处理厂总投资的10%-20%，而发达国家污泥处理投资要占总投资的65%以上[5]。当前我国的污泥处理水平还停留在发达国家上世纪70、80年代的水平，而且有些污泥处理技术

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不合乎国内的污水污泥特性。污泥处理设备也比较落后，性能差、效率低、能耗高，专用设备少，未能形成标准化、系列化。 2.2 项目意义

由于印染污泥中含有大量的污染物质，如重金属、病原菌、寄生虫、有机污染物及臭气等。如不进行无害化处理，必将对周边环境，及周边人民的生产生活带来巨大灾难。随着人民群众环保意识、可持续发展意识的提高，广大人民群众要求治理污泥给周边环境带来的影响的呼声越来越大。因此，对印染污泥进行无害化处置具有重要意义。本项目投运后可最大限度解决印染污泥问题，并真正做到污泥减量化、稳定化、无害化、资源化处置。 2.3 印染污泥的特点

印染废水污泥按含有的主要成分来进行分类。分为有机污泥和无机污泥两大类。生物法污泥为有机污泥．是以有机物为主要成分。典型的有机污泥是剩余生物污泥．此外还有油泥及废水中固体有机物沉淀形成的污泥等。有机污泥的特性是有机物含量高，容易腐化发臭。污泥颗粒细小，往往呈絮凝体状态，相对密度小。含水率高，持水性强，不易下沉、压密、脱水，流动性好，便于管道输送。无机污泥是以无机物为主要成分，亦称泥渣，为化学处理方法产生的污泥，如混凝沉淀和化学沉淀物。无机污泥的特性是相对密度大、团体颗粒大，易于沉淀、压密、脱水，颗粒持水性差，含水率低，污泥稳定性好，不腐化，流动性差，不易用管道输送。一般生活污水处理后，产生0．3％-0．5％的污泥(含水率97％)。即处理1000吨废水产生3.5 m，污泥经脱水成约0．6 m3干泥(含水率80％左右)。由于印染废水有机物含量大、浓度高，仅物化处理其污泥量就可高达1％一3％。以生化加物化处理工艺产生l％的污泥计算，每处理1000吨染整废水将产生10吨湿污泥，脱水后为1.5 m干污泥。对一个日处理10000吨印染废水厂，每天就有15 m3干污泥产生。另外印染污泥由于含有染料、浆料、助剂等。成分非常复杂。其中染料的结构具有硝基和氨基化合物及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的生物毒性，对环境的污染很强，属危险废物。 2.4 印染污泥适用处理方法

从印染废水的处理技术上说，污泥由于产生的工序不同，性质也就完全不同，处置

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方法的难易不同，相应处置成本也不同。目前适合应用于印染废水污泥处理方法主要有： 2.4.1

印染污泥稳定化方法

印染污泥含有大量纤维，染料浆料等相对稳定的有机物，因此在处理之前先要调整污泥的性质，以便与污泥处理的后序工艺的实施。可以使用的方法有厌氧消化或者是好氧消化等工艺。 (1) 厌氧消化

污泥厌氧消化在印染污泥处理上应用的主要目的是．也就是通过降解使高分子物质转变为低分子氧化物。在实现这一主要目的的同时．还可以改善污泥脱水性质、减少病原菌和产生异味物质的含量。厌氧消化常用的有中温和高温两种方法，常用的中温厌氧消化在消化时间为20天。有机物理论降解率为83％．30 d的有机物理论降解率为88％。但受短流、投加方式、有毒物质等的影响，实际降解率远低于理论降解率．一般仅为理论降解率的60％左右。因此在实际处理过程中认为当有机物的降解率达N40％～50％时．或者消化后污泥中有机酸含量小于300 mg／L时．则可认为消化后的污泥达到稳定。

理论上说．厌氧消化最主要的产物是CO：与C心等的混合气体俗称沼气或者污气。一般甲烷含量为60％左右．在理论上降解每千克COD产生标准状况下甲烷0.35 m3．印染废水污泥中COD．甚至高达上万mg／Lc61．则经过处理印染污泥获得的CH。可以用于解决污水处理厂部分能源需求．国外利用污泥气可以解决30％污水处理站30％左右的能源需求。 (2) 好氧消化

污泥好氧消化分为两大类．一是湿法．二是固态法。相比较来说湿式好氧消化耗能较高，而固态好氧消化，操作工艺较为复杂。湿式好氧消化．直接将空气通入污泥。微生物在氧气充足的条件下对污染物进行降解。固态好氧发酵俗称“好氧堆肥”是利用污泥微生物进行发酵的过程。在脱水污泥中加入一定比例的膨松剂和调理剂如秸杆、稻草、木屑等，微生物群落在潮湿环境下对多种有机物进行氧化分解并转化为类腐殖质。由于印染污泥中的浆料、染料、助剂等都属于难降解的有机物质．因此好氧消化应用于印染污泥需要消耗大量的能量，好氧消化一般不适用于印染污泥的处理。 2.4.2

印染污泥的无害化方法

污泥无害化是一个非常广泛的概念，实际上现在还做不到对污泥无害化处理。如现

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代技术还无法将污泥中的重金属完全去除。但是从狭义上讲，污泥无害化处理可以理解为减量、去除、分解或者固定污泥中的有害物质及消毒灭菌，以减轻处理后的污泥在污泥最终处置中对环境造成的危害。狭义上的污泥无害化处理过程．往往包括在稳定处理之中。如厌氧和好氧消化除了降解有机物外，还可以大大减少病原体的数量。脱水前的石灰调理、热工调理、巴氏灭菌或者长期储存可使污泥消毒，在污泥固态好氧发酵中．通过腐质酸等可以与污泥中离子态重金属发生反应，从而钝化重金属的危害。 2.4.3

印染污泥的最终处置

(1) 印染污泥干化和焚烧

热干化是利用热能将污泥烘干。干化后的污泥呈颗粒或粉末状，体积仅为原来的 l／5～l/4。而且由于含水率在10％以下时，微生物活性受到抑制而避免产品发霉发臭，利于储藏和运输。热干化过程的高温灭菌作用很彻底，产品可完全达到卫生指标并使污泥性能全面改善。产品可作替代能源，但是需要说明的是污泥热干化仅使污泥中的水分得到缩减，污泥中有机物含量并没有减少。故其并不是稳定化处理。

干化处理技术耗能量过高，应用于印染污泥处理成本较高。如果稳定化工艺中厌氧消化产生的沼气能够充分利用，可以考虑使用消化过程中产生的沼气来辅助干化污泥，达到以废治废的目的。

污泥焚烧的优点是可以迅速和最大限度地实现减量化。它既为解决污泥的出路创造了条件，又充分消耗了污泥中的能源，且不必考虑病原菌的灭活处理。污泥焚烧的热能可回收利用，有毒污染物被氧化，灰烬中的重金属活性大大降低[6]。缺点是高成本和可能产生污染废气、噪声、震动、热和辐射。随着将二氧化硫等作为大气污染控制物，将对污泥的焚烧提出更加严格的要求。

印染污泥中含有大量有毒有害物质。燃烧过程中产生的有毒有害气体也比普通污泥要多的多，燃烧过程中的条件不易控制，产生的污染物较难处理，而且热值不高，需耗费大量辅助燃料。一般不适宜单独对印染污泥进行焚烧处理，有条件的可以用当地的城市固体废物焚烧厂来混合焚烧处理印染污泥。 (2) 印染污泥填埋处理

印染污泥要进行填埋处理。污泥必需满足填埋场对其力学指标的要求：横向剪切强度>25 kPa。单轴压强>50 kPa。要达到这样的要求．关键在于污泥脱水前的调理方式和

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