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污水污泥是污水处理过程中必不可少的副产品。污水处理量的急剧增大和相关处理技术的深化发展,导致了城市污泥在排放量大幅量增加的同时,浓缩在其中的有毒有害物质数量和种类也逐渐增多,所以污泥问题是困扰各国城市健康发展的紧迫的问题。世界各国都在寻找处理污泥的途径。污泥一度仅被视为废弃物,只考虑其无害化处理,现在已经被认为是一种资源,并被考虑将其合理利用。因此,研究新的污水污泥处理处置方法具有深远的意义。
本文通过对扬子石化污水处理厂污泥进行热解特性研究,论证了污泥低温热解在理论上是可行的,通过低温热解实验和低温催化热解实验的研究,考察了热解最终温度和反应时间对低温热解实验的影响,得到污泥在不同条件下的产油率,从而确定合适的低温热解工艺条件。
首先,介绍国内外常用的污泥处置技术,并对这些技术进行分析,说明污泥低温热解制油技术是具有发展前景的。
其次,对污泥进行静态分析,包括工业分析、元素分析和热失重分析。结果表明污泥是一种高挥发分、低灰分的燃料;通过计算,污泥的低位发热量为17601.23KJ/kg。说明污泥低温热解在理论上是可行的。
污泥低温热解实验主要分别两部分,一部分为污泥低温热解实验,论述了热解最终温度和反应时间对实验的影响;另一部分为污泥低温催化热解实验,选用了污泥低温热解固体残留物“residues”和Na型ZSM两种催化剂,分别讨论了热解最终温度和反应时间对催化热解实验的影响。
无催化剂作用下,污泥低温热解得到最大液体产率30.5%,所需的最佳反应条件:热解温度为450℃,反应时间为30min。
residues 作用下,污泥低温热解得到最大液体产率 38.0%,所需的最佳反应条件为:热解温度 400℃,反应时间为 30min。
Na 型 ZSM 作用下,污泥低温热解得到最大液体产率 36.5%,所需的最佳反应条件:热解温度 450℃,反应时间为 10min。
催化剂的使用促进了挥发分的析出;加剧了热解二次反应的发生;增加了污泥低温热解固体产物减少率和液体、气体产率;提高了油品的热值。
污泥低温热解可以使废弃物得到资源化,更适应了可持续发展的需要,是一项很有发展前景的技术。