【摘要】：隨著我國(guó)在工業(yè)、經(jīng)濟(jì)上的飛速發(fā)展以及城市化水平逐漸加快,城市污水排放量和處理率不斷提高,作為污水處理的副產(chǎn)物,污泥的產(chǎn)量也是水漲船高。眾所周知污泥中含有大量的病原體和有毒有害物質(zhì),如果不加以有效處理就任意排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染,也間接的影響人們的健康。我國(guó)甚至于全世界范圍內(nèi)的研究人員都在積極尋找一種處理工藝,可以使污泥有效的減量并且變成可以利用的資源。目前普遍的污泥處置工藝主要包括厭氧發(fā)酵、干化焚燒以及衛(wèi)生填埋等。但是這些處理方式都或多或少存在應(yīng)用或推廣方面的限制,所以,研究新型高效無(wú)污染污泥處理工藝勢(shì)在必行。與其他處理方式相比較而言,污泥氣化技術(shù)有著其他處理技術(shù)所不具備的優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)減容效果與無(wú)害效果明顯,而且可以將污泥中大部分重金屬元素固定在灰渣中。此外,氣化產(chǎn)氣可以直接用作供熱或發(fā)電,能量的利用率也高于其他處理技術(shù)。干燥問題是處理污水污泥的一個(gè)難點(diǎn)。污水污泥含水量較高,而且其中的一部分是結(jié)合水,與污泥顆粒內(nèi)部結(jié)合,大大降低了干燥效率。所以本課題考慮在污泥中加入粉碎后的生物質(zhì),利用毛細(xì)現(xiàn)象吸出污水污泥中的結(jié)合水,增加干燥效率。而且生物質(zhì)的熱量密度較高,通過按一定的比率與污泥摻混可以提高反應(yīng)物的熱值。本文選用工業(yè)污水污泥、生物質(zhì)以及污泥與生物質(zhì)混合物作為研究對(duì)象,通過原料分析、熱重實(shí)驗(yàn)、固定床、移動(dòng)床的實(shí)驗(yàn)來研究污泥的氣化特性。首先通過元素分析、工業(yè)分析和熱重實(shí)驗(yàn)獲得污泥的基本物性。之后進(jìn)行污泥以及污泥、生物質(zhì)按一定比例混合物固定床反應(yīng)實(shí)驗(yàn),探究不同溫度、不同氣化劑(空氣、氧氣、水蒸氣)總量對(duì)產(chǎn)氣百分比、熱值、轉(zhuǎn)化率的影響。然后進(jìn)行污泥、生物質(zhì)混合移動(dòng)床實(shí)驗(yàn)。為了增加適當(dāng)?shù)目紫堵逝c床層,用造粒機(jī)將污泥、生物質(zhì)混合物進(jìn)行造粒。探究不同溫度、不同進(jìn)料速率、不同床層高度對(duì)產(chǎn)氣百分比、熱值以及焦油產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明,產(chǎn)氣中主要可燃組分為H2、CH4、CO。在污泥固定床的反應(yīng)中,溫度的升高可以提升產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣熱值。污泥水蒸氣氣化產(chǎn)氣熱值高于污泥富氧氣化、污泥空氣氣化產(chǎn)氣熱值。在反應(yīng)溫度為800℃、通入水蒸氣量為125g時(shí),產(chǎn)氣熱值達(dá)8588KJ/Nm3。在污泥、生物質(zhì)混合反應(yīng)中,同樣,溫度的升高可以提升產(chǎn)氣量以及產(chǎn)氣熱值。污泥水蒸氣氣化產(chǎn)氣熱值高于污泥富氧氣化、污泥空氣氣化產(chǎn)氣熱值。在反應(yīng)溫度為800℃、通入水蒸氣量為150g時(shí),產(chǎn)氣熱值達(dá) 10247KJ/Nm3。在移動(dòng)床反應(yīng)中,考慮能量損耗以及經(jīng)濟(jì)因素,800℃、15.7g/min的進(jìn)料速率以及40cm的床層高度是最佳反應(yīng)條件,產(chǎn)氣熱值達(dá)7145KJ/Nm3。
【圖文】：

逡逑段分類：初沉污泥、腐殖污泥、濃縮污泥、干燥污泥等［水分逡逑即不經(jīng)任何處理直接從污水處理流程中取出的污泥，，一，經(jīng)過幾道簡(jiǎn)單處理工藝如機(jī)械脫水、離心脫水后，污泥［１６］。再經(jīng)過深度處理如熱處理、微波處理等，含水率會(huì)體積來講還是從質(zhì)量來講，污泥本身的絕大部分都是水泥干燥方式熱處理、微波處理以及太陽(yáng)能干燥法都是通過熱的方式使污泥中的水分蒸發(fā)，但所需的能量往往高過污對(duì)污泥進(jìn)行預(yù)處理，通過物理、化學(xué)方法來處理污泥中的含水率。污泥處理處置過程中重點(diǎn)考慮的問題在于怎么使節(jié)能的被脫除［１７］。逡逑

熱重分析依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ＡＳＴＭ邋Ｅ２５５０－２００７，測(cè)定污泥樣品質(zhì)量與溫度之間的關(guān)逡逑系。本實(shí)驗(yàn)于北京化工大學(xué)分析測(cè)試中心使用型號(hào)為ＴＧＡ－１０５熱重分析儀進(jìn)行，逡逑檢測(cè)結(jié)果如圖２－１所示。逡逑２．５污泥、生物質(zhì)分析結(jié)果逡逑（１）污泥元素分析邐Ｉ逡逑首先對(duì)于本實(shí)驗(yàn)所用的污泥樣品為秦皇島龍海道污水處理廠的污泥樣品、秦邐ｊ逡逑皇島富士康的污泥樣品和南京工業(yè)園區(qū)的污泥樣品。經(jīng)過預(yù)處理后，進(jìn)行了基本邐ｊ逡逑的有機(jī)和無(wú)機(jī)元素分析。結(jié)果如表２－３和表２－４所示。邐ｊ逡逑表２－３污泥有機(jī)元素分析結(jié)果邐ｊ逡逑Ｔａｂｌｅ邋２－３邋Ｓｌｕｄｇｅ邋ｏｒｇａｎｉｃ邋ｅｌｅｍｅｎｔ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｒｅｓｕｌｔｓ邐｜逡逑丨邐＇邐ｉ逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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1 水落元之;久山哲雄;小柳秀明;杭世s

本文編號(hào)：2671551