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污泥炭化技术

污泥炭化技术


       市政污泥、工业油泥、餐厨垃圾中含有可燃物质,如大量的活性污泥、细菌、有机质残片等。根据上海、天津等地的污泥发热量试验,中国市政污泥中的发热量约为2200~3300 大卡/千克干物质,为污泥炭化奠定了技术基础。


       污泥炭化技术是指市政污泥、工业油泥、餐厨垃圾等废弃物,经过深度脱水、节能干化、高效热解炭化过程,制得复合吸附材料的减量化、稳定化、无害化、资源化的技术。高效热解炭化阶段产生的热解气可以为节能干化及高效炭化系统供能,降低整个系统能耗。污泥中的病原体和持久性有机物被炭化,重金属则被固化,不会对环境造成二次污染。复合吸附材料呈黑色,颗粒状,与工业用碳的形态相似,经检测合格后可作为复合吸附材料。复合吸附材料可以再生循环利用,可广泛应用于传统活性炭领域,处理废水废气、替代建筑材料辅材、土壤改良及土壤修复、富营养化水体及蓝藻治理等改善环境,同时可作为低值燃料,真正实现资源化利用。


处置要求
预期目标
减量化
含水率:≤3%
稳定化、 无害化

病原体和持久性有机物被炭化;

重金属则被固化;不会对环境造成二次污染

资源化

复合吸附材料可广泛应用于传统活性炭领域,处理废水废气、替代建筑材料辅材、

土壤改良及土壤修复、富营养化水体及蓝藻治理等,同时可作为低值燃料。


典型工艺流程图:


复合吸附材料


1、复合吸附材料性能

       污泥经过干化炭化后产生的复合吸附材料,性质与工业用碳的形态相似,复合吸附材料外形如下图所示。该材料外观呈黑色,颗粒状,具有发达的孔隙结构,比表面积大。经分析检测,材料中矿物相主要含有石英、铝硅酸盐、磷铁矿、磷铝矿、针铁矿和铁铝矿等,总孔容积在0.07~0.15 cm3/g左右,其中微孔占30~40%(多在炭相),其余为中孔。












高性能

应用广泛

成本低

可持续

表面积较大,空隙疏松,表面有

大量的功能团,对有机污染物、

无机污染物等有较好的吸附性能。

新型复合吸附材料比

传统活性炭有更广的应用领域。

原材料成本低、低碳、环保。

木质活性炭及椰壳活性炭资源有限;

煤质活性炭资源有限且制作过

程中污染严重;

污泥活性炭资源取之不尽。


2、复合吸附材料有着非常广阔的应用前景,主要应用领域如下:


广泛应用于传统活性炭领域、处理废水废气

       复合吸附材料比表面积较大,空隙疏松,表面有大量的功能团,对废水废气中的污染物吸附效果明显,对硫化氢、氮氧化物、二氧化硫等吸附效率达到甚至超过优质木质活性炭,对水相污染物吸附能力可以达到木制活性炭的三分之一。复合吸附材料成本远低于木制活性炭,因此可以替代部分现有商用活性炭的应用场合,解决活性炭原材料有限的问题,具有极强的市场竞争力。


作为陶粒滤料、人工湿地基质等吸附材料

       以复合吸附材料的吸附、过滤、化学等作用为基础,可替代现有污水处理中陶粒滤料,作为人工湿地基质等用途,具有密度小、强度高、吸水率大、保温、透水性好,不易板结等特点,吸附性能优于粘土、普通砂石,特别对磷吸附性能强,无需添加药剂,即可达到除磷的效果,新型的水处理吸附剂、透水路面材料,还可以用作农业、园林中无土栽培 的培养基等。


富营养化水体、蓝藻等黑臭水体治理

       复合吸附材料对蓝藻、磷、抗生素、有机挥发性物质具有较强的吸附、絮凝效果,其对湖泊等流动性较差、自净能力较差的富营养化水体的治理提供了一个新的技术路线和解决思路。与传统絮凝材料、药剂相比,具有原材料来源可控,价格低廉,可重复回收等优点,可替代传统研究中的粘土及改性粘土,作为新兴的除藻剂,对蓝藻治理具有重要意 义。


污染土壤修复、土壤改良

复合吸附材料孔隙率高,可以改善土壤的透气性和排水性,可以有效的保存土壤中的水分、养料,促进土壤中微生物的繁殖,提高地温,加速生根,提高土壤持水能力,可以显著改善农耕土壤性能,促进农作物、植物生长,提高产量。在中国的“沃土工程”实施过程中,可以起到重要作用。目前在英国、德国、美国、澳大利亚等地,已经广泛将热解产生的生物炭应用在贫瘠的土壤里,土壤性能得到全方位的改善。




生物碳改良的土壤
无生物碳与加生物碳植物生长对照

作为热值燃料

       经多次试验测定,市政污泥干基热值约为2700大卡/千克,经热解后的复合吸附材料含水率仅为1~3%,热值1500~2000大卡/千克,可作为与褐煤、石煤相接近的低热值燃料销售提供能源,可以在工业锅炉、燃煤电厂、生物质电厂、垃圾电厂和水泥窑进行协同焚烧。


建筑材料辅材

       复合吸附材料可以与传统建材按比例加工,改善砌体、砖块、基层材料的性能。



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