深度脫水市政污泥的熱干化特性研究.pdf

1、市政污泥的產(chǎn)量逐年增加，污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化以及資源化處置方式得到了廣泛關(guān)注。脫水污泥含水率高是制約其處置的瓶頸問題，干化操作可以進一步降低其含水率。在傳統(tǒng)脫水污泥的干化過程中，水分的釋放速率較慢且容易產(chǎn)生多種污染性氣體。本文對比傳統(tǒng)的聚丙烯酰胺（PAM）調(diào)理脫水、干化路線，采用FeCl3+助凝劑、芬頓試劑（Fenton’s reagent）+助凝劑對污泥進行調(diào)理，以獲得深度脫水效果，隨后進行干化，探究深度脫水調(diào)理劑對污泥干化過

2、程水分釋放以及污染性氣體釋放的影響，同時關(guān)注不同干化氣氛以及溫度對這一過程的影響。
　　實驗結(jié)果表明復(fù)合調(diào)理劑可以破壞污泥結(jié)構(gòu)，釋放內(nèi)部水，同時增大污泥孔隙結(jié)構(gòu)，使得干化過程中具有相比 PAM調(diào)理污泥更高的水分釋放速率，得到更短的干化時間。污泥干化過程所釋放的含硫污染性氣體主要有H2S、SO2、COS以及 CS2，其中H2S、SO2占總硫釋放量的82.4％；含氮污染性氣體主要有NH3和HCN。Fe3+以及Fenton試劑將污泥中H

3、2S等還原性分子以及不穩(wěn)定有機物氧化固定，F(xiàn)e2+、CaO與污泥中游離H2S、SO2等分子發(fā)生化合反應(yīng)生成鹽，從而實現(xiàn)對主要含硫污染性氣體的抑制。同時，CaO調(diào)理形成的堿性環(huán)境加強了污泥中游離NH3分子的釋放，促進NH4+向NH3轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致更高強度的NH3釋放。干化固相的XPS結(jié)果表明，相比于PAM調(diào)理污泥，干化后調(diào)理污泥的無機硫酸鹽含量升高，易釋放的有機硫含量、無機氨氮（N-H）含量下降，說明調(diào)理劑可以有效固硫，同時促進NH3的提前釋

4、放。調(diào)理污泥促進NH3釋放而使得其干化冷凝液溶解了更多的NH3，導(dǎo)致較高的pH值。調(diào)理劑對污泥中易揮發(fā)有機物的破壞，使得調(diào)理污泥冷凝液COD低于PAM調(diào)理污泥。
　　CO2因為與CaO發(fā)生反應(yīng)而減弱調(diào)理劑對H2S、SO2的固定作用，同時在水蒸氣存在條件與NH3反應(yīng)而抑制其釋放；O2因為對H2S氧化而抑制其釋放，對SO2的影響不明顯。O2存在可能會加強污泥有機質(zhì)分解而產(chǎn)生更多的NH3。CO2與冷凝液中溶解NH3反應(yīng)，降低冷凝液的pH

5、，也減少含硫氣體的溶解，降低SO42-濃度。
　　干化溫度從400℃提高到800℃，干化時間減少為20%左右。高溫條件可能由于調(diào)理劑與主要含硫氣體反應(yīng)的生成物受熱分解而導(dǎo)致其固硫效果降低。調(diào)理污泥在高溫條件下的NH3釋放量高于PAM調(diào)理污泥，主要來自有機氮的熱分解。提高干化溫度，冷凝液中有機物逐漸由脂肪族化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榻褂?，說明低溫過程主要是易揮發(fā)性有機物釋放，高溫則發(fā)生有機物熱分解產(chǎn)焦油過程。測定固相C、H、N元素含量，結(jié)果表明調(diào)