剩余污泥 市政剩余污泥处理处置之石灰稳定 [复制链接]

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京东
1 原理与作用
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" x, O3 m3 L8 ~' Z7 R通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混,生石灰与脱水污泥中的水分发生反应,生成氢氧化钙和碳酸钙并释放热量。石灰稳定可产生以下作用:
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1)灭菌和抑制腐化。温度的提高和 pH 的升高可以起到灭菌和抑制污泥腐化的作用,尤其在pH≥12的情况下效果更为明显,从而可以保证在利用或处置过程中的卫生安全性;' N! W# M9 I7 M: }4 f

& v& |5 }9 @# x- t! ^# @4 u2)脱水。根据石灰投加比例(占湿污泥的比例)的不同(5%~30%),可使含水率80%的污泥在设备出口的含水率达到74.0%~48.2%。通过后续反应和一定时间的堆置,含水率可进一步降低;
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' P. I% |1 o0 ~" r$ }) r) ~试算过程:
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氧化钙分子量56,氢氧化钙分子量74, g' A7 K) O6 s6 ?

" u2 b6 {, Z" P30份氧化钙可吸收9.64份水生产39.64份氢氧化钙。  J, O0 Q! c. X* w) g  a" o

* D$ @! C3 n" x- C3 I* U故污泥在未机械脱水的情况下,含水率可由80%降低至45.8%,但若考虑生石灰中的纯度及氧化镁的含量,含水率会有一定的偏差。
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. d4 t2 @- N: u0 t% [- H& f3)钝化重金属离子。投加一定量的氧化钙使污泥成碱性,可以结合污泥中的部分金属离子,钝化重金属;4 ?5 L/ }; {( \7 x2 q" a" S) a' k

3 t& K8 ~" t  |3 U. a" ^* u4)改性、颗粒化。可改善储存和运输条件,避免二次飞灰、渗滤液泄漏。5 M, O) B+ T. A

+ H1 h& L( C. W, N2 应用原则
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: z4 Y( C; {5 E! a  |污泥的石灰稳定技术可以做为建材利用、水泥厂协同焚烧、土地利用、卫生填埋等污泥处置方式的处理措施。
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采用石灰稳定技术应考虑当地石灰来源的稳定性、经济性和质量方面的可靠性。
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: U" R- N: _9 d$ ^3 石灰稳定工艺与系统组成
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; ^: O  B" b8 v8 T  C+ C3.1 工艺流程
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/ k) z4 U( B7 S; @3.2 系统组成
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: X/ o+ H( X6 [# M, K1)输送系统(包括湿泥及成品污泥输送)0 w$ j( E. v: Z0 ?# X6 M# r. p  D
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一般可选择螺旋输送机或带式输送机,应采用全封闭结构,以防止污泥散发的臭气排放到大气中,影响操作环境,危害操作人员的健康。4 D- N) U" \( C3 H9 x  [

9 a' X) |4 b7 n, C3 s) P; Z2)石灰仓储与计量给料系统7 G) Z2 k+ A0 o5 v& h2 N+ e

. x  V/ [% y' e) \0 P石灰料仓用来暂时储存罐车运送来的石灰粉料。设有破拱装置、仓顶布袋除尘器、料位器等。9 S( n: i- M) b( L1 y
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计量给料系统应确保在混合反应器开启后,石灰能持续、定量输送至混合反应器内。主要由进料斗、进料料位监测和出料装置、计量投加装置等组成。
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3)干化混合反应系统
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作为石灰干化稳定工艺的核心设备,其运行表现直接影响整个项目效果。目前一般选择传统卧式混合搅拌反应器,主要由混合圆筒、工作轴、搅拌元件、在线监测装置等组成。
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4)废气收集及处理系统0 l& ?1 p6 P  x3 D: k) d' }9 J

4 a, v& \: j  r污泥石灰稳定工艺中,废气主要特点是高温、高湿、高粉尘浓度、低有毒气体浓度。它的主要成分为水蒸气、石灰粉尘、氨气,温度约为30℃~50℃。针对该类废气,一般选择湿式喷淋塔或增加净化单元可满足处理需求。
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7 i% _8 y8 `8 G; Q/ i4 设计与运行控制5 {" |2 @7 |9 j' T1 a
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1)石灰掺混比例
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, P" r2 i4 |* o( K% G% m根据污泥含水率、石灰活性及最终处置方式差异,石灰掺混比例可在30%以内调整。不同加钙量的脱水效果,见表4-5。5 p5 t! d, T8 t) a) z/ a& k# A

5 x. T- X5 m/ I. a( `4 K. I/ W% Z表4-5 加钙处理后污泥温度、pH值及含固量变化(原始污泥含固率22.7%)! U% Y6 q% D) F9 _' |" i, E* K  B
  T: F# s. C& R" H3 C/ H
编号
石灰与污泥的重量比(%)
温度(℃)
(处理后30分钟测量)
在相应时间后的含固率(%)
pH值
50 小时
一周
1
2
28
30.8
33.1
12.5
2
4.6
30
35.9
38.0
12.6
3
6.9
43
39.2
41.4
12.6
4
9
45
48.1
未测
12.6
5
11
58
51.7
未测
12.6
6
14.4
59
54.8
未测
12.6

" z, |1 T0 p; |' B
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2)混合物料的后续反应  h' ^9 U8 Z5 x4 n

! ?( B- S: s* {& f5 G# K1 D石灰—污泥在快速混合后反应仍将不同程度地持续数小时至数天,设计中应优化工艺条件有利于污泥的后续反应及水蒸汽的蒸发,可以通过设计混合物料堆置设施(一般为5~10d 混合物料的堆置空间)为其进一步的反应提供有利条件,但要考虑粉尘及有毒有害气体的控制。
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5 投资及运行成本的评价与分析
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相对污泥热干化、焚烧等处置方式,污泥石灰稳定工艺基建投资较低,根据规模及混合设备选型不同,固定资产投资约为2~4万元/t污泥(含水率80%)。
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" \. s: D4 Y3 b  n) l4 b) r( w目前国内工程实例较少,工艺直接运行费用主要由石灰、电、人工、设备维护等费用组成。根据石灰掺混比例不同,单吨运行成本约为50~150元,其中,石灰消耗可占到总运行费用的70%~90%。
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