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欄目

污泥炭化技術

污泥炭化技術


       市政污泥、工業油泥、餐廚垃圾中含有可燃物質,如大量的活性污泥、細菌、有機質殘片等。根據上海、天津等地的污泥發熱量試驗,中國市政污泥中的發熱量約為2200~3300 大卡/千克干物質,為污泥炭化奠定了技術基礎。


       污泥炭化技術是指市政污泥、工業油泥、餐廚垃圾等廢棄物,經過深度脫水、節能干化、高效熱解炭化過程,制得復合吸附材料的減量化、穩定化、無害化、資源化的技術。高效熱解炭化階段產生的熱解氣可以為節能干化及高效炭化系統供能,降低整個系統能耗。污泥中的病原體和持久性有機物被炭化,重金屬則被固化,不會對環境造成二次污染。復合吸附材料呈黑色,顆粒狀,與工業用碳的形態相似,經檢測合格后可作為復合吸附材料。復合吸附材料可以再生循環利用,可廣泛應用于傳統活性炭領域,處理廢水廢氣、替代建筑材料輔材、土壤改良及土壤修復、富營養化水體及藍藻治理等改善環境,同時可作為低值燃料,真正實現資源化利用。


處置要求
預期目標
減量化
含水率:≤3%
穩定化、 無害化

病原體和持久性有機物被炭化;

重金屬則被固化;不會對環境造成二次污染

資源化

復合吸附材料可廣泛應用于傳統活性炭領域,處理廢水廢氣、替代建筑材料輔材、

土壤改良及土壤修復、富營養化水體及藍藻治理等,同時可作為低值燃料。


典型工藝流程圖:


復合吸附材料


1、復合吸附材料性能

       污泥經過干化炭化后產生的復合吸附材料,性質與工業用碳的形態相似,復合吸附材料外形如下圖所示。該材料外觀呈黑色,顆粒狀,具有發達的孔隙結構,比表面積大。經分析檢測,材料中礦物相主要含有石英、鋁硅酸鹽、磷鐵礦、磷鋁礦、針鐵礦和鐵鋁礦等,總孔容積在0.07~0.15 cm3/g左右,其中微孔占30~40%(多在炭相),其余為中孔。












高性能

應用廣泛

成本低

可持續

表面積較大,空隙疏松,表面有

大量的功能團,對有機污染物、

無機污染物等有較好的吸附性能。

新型復合吸附材料比

傳統活性炭有更廣的應用領域。

原材料成本低、低碳、環保。

木質活性炭及椰殼活性炭資源有限;

煤質活性炭資源有限且制作過

程中污染嚴重;

污泥活性炭資源取之不盡。


2、復合吸附材料有著非常廣闊的應用前景,主要應用領域如下:


廣泛應用于傳統活性炭領域、處理廢水廢氣

       復合吸附材料比表面積較大,空隙疏松,表面有大量的功能團,對廢水廢氣中的污染物吸附效果明顯,對硫化氫、氮氧化物、二氧化硫等吸附效率達到甚至超過優質木質活性炭,對水相污染物吸附能力可以達到木制活性炭的三分之一。復合吸附材料成本遠低于木制活性炭,因此可以替代部分現有商用活性炭的應用場合,解決活性炭原材料有限的問題,具有極強的市場競爭力。


作為陶粒濾料、人工濕地基質等吸附材料

       以復合吸附材料的吸附、過濾、化學等作用為基礎,可替代現有污水處理中陶粒濾料,作為人工濕地基質等用途,具有密度小、強度高、吸水率大、保溫、透水性好,不易板結等特點,吸附性能優于粘土、普通砂石,特別對磷吸附性能強,無需添加藥劑,即可達到除磷的效果,新型的水處理吸附劑、透水路面材料,還可以用作農業、園林中無土栽培 的培養基等。


富營養化水體、藍藻等黑臭水體治理

       復合吸附材料對藍藻、磷、抗生素、有機揮發性物質具有較強的吸附、絮凝效果,其對湖泊等流動性較差、自凈能力較差的富營養化水體的治理提供了一個新的技術路線和解決思路。與傳統絮凝材料、藥劑相比,具有原材料來源可控,價格低廉,可重復回收等優點,可替代傳統研究中的粘土及改性粘土,作為新興的除藻劑,對藍藻治理具有重要意 義。


污染土壤修復、土壤改良

復合吸附材料孔隙率高,可以改善土壤的透氣性和排水性,可以有效的保存土壤中的水分、養料,促進土壤中微生物的繁殖,提高地溫,加速生根,提高土壤持水能力,可以顯著改善農耕土壤性能,促進農作物、植物生長,提高產量。在中國的“沃土工程”實施過程中,可以起到重要作用。目前在英國、德國、美國、澳大利亞等地,已經廣泛將熱解產生的生物炭應用在貧瘠的土壤里,土壤性能得到全方位的改善。




生物碳改良的土壤
無生物碳與加生物碳植物生長對照

作為熱值燃料

       經多次試驗測定,市政污泥干基熱值約為2700大卡/千克,經熱解后的復合吸附材料含水率僅為1~3%,熱值1500~2000大卡/千克,可作為與褐煤、石煤相接近的低熱值燃料銷售提供能源,可以在工業鍋爐、燃煤電廠、生物質電廠、垃圾電廠和水泥窯進行協同焚燒。


建筑材料輔材

       復合吸附材料可以與傳統建材按比例加工,改善砌體、磚塊、基層材料的性能。



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