可控湿法氧化污泥零排放处置热动力学研究

As the economy presents a fast growth tendeney, China is facing great pressure in energy supply due to the out - of - date renewable energy ransformation as well as the relative low effieiency of utilization. So the development of renewable energy comes to be a developing trend in our country..Municipal sewage sludge is a kind of the solid, semisolid and liquid floccule sludge with high moisture, organic substances produced in the treatment of waste water, and it is a kind of potential biomass energy also. As development of urbanization, capacity of treating wastewater in wastewater treatment plant was enhancing, with producing lots of sludge. Safetily disposaling sludge have become major problem which troubles environmental fields. So, according to previous research- the technology for advanced treatment of sludge with controlled oxidizing in wet-process in our group, we try to adopt thermal treatment technology and analyse the parameters of pyrolytic kinetics such as apparent activation energy, order of reaction and pre-exponential factors are obtained with thermogravimetric instrument through investigating the pyrolysis for the moisture content of 50% in sludge cake . Pyrolysis kinetics equation of sludge cake will be obtain. With the help of Fluent, we also try to discuss the distributions of the velocity field and the temperature field to set up numerical simulation and analysis of incineration blending sludge in a pulverized coal combustion boiler. The research will provide the application of the sludge harmless technology to zero discharge treatment with some theory and scientific basement.

随着我国工业化建设加快，国民经济呈现快速增长态势，由于可再生能源利用技术及利用效率相对较低，造成我国能源供应面临巨大压力。因此从提高能源战略安全的角度考虑，发展可再生能源是实现环境保护和资源利用重要举措。.市政污泥是污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物，其中富含有机质，是潜力较大的生物质能源。随着城镇污水处理能力不断提高，污泥产量急剧增加，污泥安全处置是我国环境化工中重大难题。本项目在前期"可控湿法氧法深度处理市政污泥"的基础上，以含水率50%以下的污泥作为研究对象，通过热解技术及热分析动力学研究方法，利用数学积分法与微分法，求解污泥配煤热解的表观活化能和频率因子，探寻资源利用理论模型；采用Fluent软件对电厂煤粉炉内掺混污泥的燃烧过程在线检测结果进行数值模拟与分析，通过对其速度场、温度场分布探讨，确定污泥与煤掺烧的合适数学模型。为实现污泥零排放安全处置工艺提供理论和实验依据。

市政污泥是污水处理过程中产生的固体、半固体或液体残留物，其中富含有机质，是潜力较大的生物质能源。随着城镇污水处理能力不断提高，污泥产量急剧增加，污泥安全处置是我国环境化工中重大难题。.　　本项目在前期“可控湿法氧法深度处理市政污泥”的基础上，以氧化破膜干化的市政污泥(含水率<50%)为研究对象，利用氧弹测量了在不同条件下污泥的热值；同时，对在低温低压下热解的污泥三相产物进行了热重、SEM、GC-MS分析，初步研究了产物特性。也利用热重分析法对污泥热解过程中催化剂、污泥粒径、升温速率进行了优化选择。主要结论有：.（1）适合污泥热值测定的前处理方法有：烘干干化的最佳烘干时间为2h；室温干化的最佳存放时间为8d; 冷冻干燥优于室温和CaO干燥；添加高比例的助燃剂有利于更精准的测定含水率较高的污泥热值。.（2）热解油热解分为三个阶段，挥发分析出主要在第二阶段（130℃-350℃），失重率为64.04%；燃烧分为两个阶段，最大失重在第二阶段（130℃-770℃），130℃-600℃保持着较高的失重速度。其组分主要由烷烃、单环芳香烃类化合物、多环芳香烃类化合物、含氮化合物、脂肪酸等构成，其中烷烃类和芳香烃类物质含量最高。热解气体中的CO2、CH4、CO的产率随加热时间延长都是先增加后减少，CO2最先达到最高点，整体产率较高，CO最后达到最高点。固体残渣空隙发达、含碳量较高，具备开发为吸附剂及制备富氢燃气的潜力。.（3）印染污泥热解残渣催化效果优于市政污泥热解残渣，催化效果与Fe2O3相似。污泥粒径大小对污泥热解总失重影响不大，粒径为0.154mm < d < 0.180 mm的污泥为最佳反应粒径。升温速率对污泥热解减量化影响较大，最佳升温速率为20℃/min。