微波熱解污水污泥H2S釋放影響因素及其處理研究.pdf

1、城市化過(guò)程伴隨著城市污水處理廠的大量建立,而污水污泥是城市污水處理的必然產(chǎn)物。污水處理過(guò)程隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,日趨成熟,污泥減量化、無(wú)害化、資源化成為城市污水處理過(guò)程新的瓶頸和關(guān)注熱點(diǎn),污泥微波熱解過(guò)程因其有污泥減量效果明顯,熱解產(chǎn)物可資源化利用,熱解速度快,有效固定重金屬以及煙氣污染小的特點(diǎn)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。通過(guò)氣相色譜技術(shù)檢測(cè)熱解過(guò)程中的氣體濃度,排水法測(cè)定熱解生物氣的總體積,化學(xué)滴定法測(cè)定污水污泥及熱解固體中含硫物質(zhì)含量,研

2、究了污水污泥微波熱解過(guò)程中污泥性質(zhì)(包括污泥種類、含水率)以及微波熱解條件(熱解終溫、升溫速率以及添加礦物催化劑)時(shí)H2S氣體產(chǎn)率的影響,充分利用礦物質(zhì)的固硫作用和熱解后固體物質(zhì)的吸附能力,采用可循環(huán)利用的銅鐵吸收法吸收和污泥吸附劑吸附兩步工藝完成對(duì)H2S氣體的去除。
　　通過(guò)GC-MS分析,污水污泥微波熱解后含硫氣體種類有硫化氫、羰基硫、二硫化碳,以硫化氫為主。污泥本身性質(zhì)和微波熱解條件對(duì)污泥熱解過(guò)程硫化氫氣體產(chǎn)率均有影響,不同

3、的污水處理工藝以及對(duì)污泥進(jìn)行消化處理后,污泥中的物質(zhì)含量和種類有所變化,硫化氫產(chǎn)率也有所不同;在一定含水率范圍50％—80%內(nèi),硫化氫隨著污泥含水率的增加而增加,含水率達(dá)到90%時(shí),熱解過(guò)程中的氣體未能檢出;微波熱解條件中熱解終溫對(duì)硫化氫氣體產(chǎn)率的影響最大,熱解終溫越高,熱解生物氣和硫化氫氣體產(chǎn)率也越高,800℃時(shí),1g干污泥產(chǎn)生熱解生物氣976.7mL,H2S產(chǎn)率為5.86mg/g,還原性氣體(H2和CO)有利于H2S的釋放;升溫速率

4、越高,氣體產(chǎn)率反而降低,采用90℃/min的升溫速率升溫到700℃,1g干污泥產(chǎn)生5.25mg硫化氫,而在微波爐升溫模式“恒溫模式”升溫過(guò)程中,升溫速率高達(dá)300℃/min,氣體產(chǎn)率僅為5.21mg/g;礦物催化劑在微波熱解污水污泥過(guò)程中可有效固硫,鎳基催化劑固硫效果最好,800℃時(shí),添加鎳基催化劑時(shí)氣體產(chǎn)率4.15mg/g,比不添加催化劑降低30%,添加白云石時(shí)氣體產(chǎn)率5.72mg/g,降低約2.4%。
　　污水污泥微波熱解過(guò)程

5、中產(chǎn)生的H2S等惡臭氣體逸出,必將造成嚴(yán)重的大氣污染,形成酸雨,腐蝕建筑物,污染土壤,危害人體健康,應(yīng)用到固體氧化物燃料電池中影響電池壽命,必須加以控制。在濕污泥中加入一定量的CaO后能減少硫化氫氣體的產(chǎn)生。銅鐵吸收法對(duì)H2S氣體吸收效率高,回收單質(zhì)硫,吸收液經(jīng)空氣氧化后可循環(huán)利用,無(wú)物料損失。不添加催化劑時(shí)污泥微波熱解后固體殘留組分比表面積高達(dá)596m2/g,孔體積高達(dá)0.256cm3/g,液氮吸附—解吸曲線表明,熱解殘留固體以微孔為