固废利用 详解 | 剩余污泥热处理稳定化技术之工艺说明

热处理系统能释放出细胞结构内的结合水，从而改善污泥脱水和浓缩性能。热处理系统包括热处理工艺和湿式空气氧化工艺。由于热处理工艺最终产物容积有限，是一种极具吸引力的减量化技术。然而，要结合燃料成本、设备开支、空气污染控制需求和最终产品中增加的金属浓度，对容积减量和产品质量进行评估。


* {( D! V  t% q! [- J0 P$ j& P/ T1.热处理工艺
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在热处理工艺中(见下图)，污泥首先破碎成可控的颗粒大小，并在超过2100kPa的压力下泵送(US.EPA,1986)，处理后污泥通过与直接蒸汽喷射热交换后污泥温度大约180℃，污泥在设定温度和压力的反应器中进行加热处理。最后通过与进料污泥热交换使热处理污泥得以冷却。
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; l9 H* ~4 ?# Y, O. A' `' f8 h热处理后的污泥在进行脱水步骤前与上清液进行沉淀分离。分离过程中释放出的气体通过340-400℃的催化补燃室或除臭装置。在有些情况下，分离过程中释放出的气体返回到曝气池中的空气扩散系统进行除臭。

( R6 I- S7 t! ?+ L2.湿式空气氧化
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/ s  r2 c0 D4 `, G  `湿式空气氧化工艺与热处理工艺类似，只是湿式空气氧化在比热处理工艺更高的温度(230-340°C)和更高的压力(8200-11000kPa)下进行(U.S.EPA,1986)。湿式空气氧化工艺基于一个原理，即温度在120370℃时，任何可燃物质在水蒸气存在的条件下能被氧化。达到的氧化程度各有不同，取决于温度、压力、反应时间和向反应器提供的空气量等。

( n  [- L( h' \2 ~3 X9 A+ `尽管湿式空气氧化所能达到的最大氧化程度低于真正焚烧工艺达到的有机物破坏程度，但其可作为一种热调节过程，也可作为一种相对的完全氧化系统。两种操作方法都能使液态污泥取得最佳的脱水性能。

8 A. I  w! ^) X) z0 x% r- ~湿式空气氧化工艺的进料污泥不需进行脱水，而涉及热干燥和焚烧工艺的进料污泥需要进行脱水，这一点本章将在后面讨论。但是，湿式辄化必须通过真空过滤、离心或其他固体分离技术进行灰水分离。
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, ]3 _$ }' Z8 n& k3 j1 Y+ L+ N, ]进料污泥的含水率可能超过95%。进料污泥同压缩空气棍合后通过热交换器进入反应器。离开反应器的氧化后污泥向热交换器提供热量。如果氧化程度较高且污泥具有较高的热值，反应器可自我维持其氧化过程；如果不能，可向热交换器喷射蒸汽提供热量。欲达到高氧化程度，反应器内温度通常在260℃左右，所以为了防止水汽化，反应器内必须维持商压(6900-20600kPa)。

根据安装位置不同，污泥通过热交换器之前或之后，气体通过压力控制阀进行分离后送人催化反应气体净化器除臭。除臭后气体可以回收能量或排放到大气环境中。如果分离前不进行任何工作，氧化后物质通过热交换器并通过压力控制阀释放然后脱水。液体部分会发出臭味，并且COD很高，这种侧流可能对其他处理工艺产生重大影响，通常会返回到污水处理厂。