污泥固化机理研究及工污泥固化机理研究及工程案例程案例
万若(北京)环境工程技术有限公司万若(北京)环境工程技术有限公司赵 媛赵 媛 Envirosystems
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23/4/2223/4/22
主要介绍内容主要介绍内容
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污泥固化机理污泥固化机理
污泥固化工艺的主要影响因素污泥固化工艺的主要影响因素
设备特点及应用案例设备特点及应用案例
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生 物 稳 定 化
农业利用、土壤改良 卫生 / (特殊)填埋 工 业 利 用
杀菌、干化、固化热 干 化
焚 烧
原 始 污 泥
机 械 脱 水
堆 肥
关于脱水污泥加钙在污泥处置中的位置的理解
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反应原理及工艺应用
石灰与水的反应
1 kg CaO + 0.32 kgH1 kg CaO + 0.32 kgH22O O
1.32 kg Ca(OH) 1.32 kg Ca(OH) 22+ + 1177 kJ1177 kJ
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•混合反应中以及后续的时间里,污泥还会发生很多
后续反应,如:1.32 kg Ca(OH)1.32 kg Ca(OH)22 +0.78kg CO +0.78kg CO22
1.78kg CaCO1.78kg CaCO33 + 0.32 kg H + 0.32 kg H22O + O + 2212 kJ2212 kJ
• 结果: 进一步增加固体物的总量、放热,进而增加处理后 污泥的含固量。
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干化、硬化(人为强化或自然发生)
• 铝盐(来自混凝剂或人为加入),• 磷酸根、硫酸根(如污泥中已含或人为加入),等等 如:
2AlPO2AlPO44 + 3Ca(OH) + 3Ca(OH)22 Ca Ca33(PO4)(PO4)22 +2Al(OH) +2Al(OH)33
• 结果: 进一步增加固体物的总量、放热,进而增加处理后 污泥的硬度。
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原始污泥含固率 TS:22 %1 :加钙 2.5%,TS: 31-33%2 : 5%, TS: 36-38%3: 7%, TS: 39-41%4: 9%, TS: >48%5: 11%, TS: >52%6: 14%, TS:>55%
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归纳
1. CaO 与水反应 导致温度升高、 pH 增加
2. CaO 与水反应 导致游离水的减少(结合 + 蒸发)
3. CaO 和 / 或其生成物 Ca(OH)2 与 CO2 、 SiO2
、 Al+3 、 PO4-3 、 SO4
-2 Cl-1 等等反应(或受其影响),导致放热和 / 或固体物增加、硬度增加
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• 脱水污泥含水率
• 生石灰品质
• 工程中物质流变化
• 混合方式
工程中的影响因素
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脱水污泥含水率的影响
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以1t 干物质为例,含水率每增加 1% 意味着脱水污泥总量增加约 0.3t ,约5-6% ;
过去污泥仅考虑清运和管理费用, 5-6% 增加量并不明显。
脱水污泥含水率的影响
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脱水污泥含水率的影响
以干化 100t 脱水污泥为例,含水率对几种污泥处理技术运行费用的影响:
含水率增加 1% 需多处理水量 1t
干化形式 蒸发 1t 水需增加能耗 运行费用(元)热干化 50-80kWh (不含废气净
化)50-100 元
生物干化 约 30kWh (未考虑增加的占地)
50-100 元
石灰固化 需多添加约 0.3t 生石灰 50-100 元
机械脱水每处理 1t 含水污泥的电耗仅为 1-2 kWh
可见,在污泥的后续处理过程中,含水率是致命影响因素!
1 公斤水蒸发所需要的热量为 2260 千焦
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生石灰品质的影响
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生石灰品质的影响
生石灰的水化反应效率的影响因素有:• 活性• 纯度• 粒径• 孔隙度• 比表面积• … …
工程上便于快速检测生石灰活性,引入 T60 概念( DIN EN459-2 )
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工程中物质流的变化生石灰与污泥混合反应过程中蒸发水分:
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混合方式
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CaO
快速、均匀、低能耗
含水率高粘稠性致密性触变性触变性
技术难题——污泥特性
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反应动力学反应动力学
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将某品牌的混合设备改成罗迪格设备后:
“ 保证大肠杆菌指标达到 EPA 标准的A 级
石灰的投加量从 25% 降到 15%”
DC WASA 污泥管理 2005 年报
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CaO
不同的物料混合形式(瓶颈)
机械驱动流化床混合
搅拌和翻转为主
如转筒混合
物料输送为主
如螺杆混合
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流化床混合反应器 – 工作原理
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物料预调理的核心设备—— 混合反应器工作原理
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物料预调理的核心设备—— 混合反应器工作原理
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反应速度
1979年德国 KA杂志
12 秒完成混合
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将某品牌的混合设备改成罗迪格设备后:
“ 保证大肠杆菌指标达到 EPA 标准的A 级
石灰的投加量从 25% 降到 15%”
DC WASA 污泥管理 2005 年报
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应用案例
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应用案例
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北京小红门污水处理厂石灰干化项目
北京小红门北京小红门 400 t/d400 t/d
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河北廊坊河北廊坊
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燕郊污水处理厂燕郊污水处理厂
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