[焚烧法在火电厂生活污泥处理的应用]利用火电厂焚烧固废

　　摘要：污泥含有大量有害物，对环境危害巨大。本文尝试探寻一种更为经济环保的污泥处置方式，通过将火电厂的生活污泥和煤按不同的比例进行混烧，确定最佳的混合比，进而取得较好的环境效益和社会效益，该处理方法可供类似项目参考。
　　关键词：焚烧法 火电厂生活污泥
　　Abstract: the sludge contains a large number of pests, huge damage to the environment. This paper tries to explore a more economic environmental sludge treatment and disposal of way, by the life of the power plant sludge and coal with different proportion &coal mixing, determine the best mixing ratio, and achieved good social and environmental benefits, this treatment method for the similar projects for reference.
　　Keywords: incinerating the power plant life sludge
　　
　　
　　中图分类号：TM621文献标识码：A 文章编号：
　　污泥是一种介于液体和固体之间、呈现浆态特征的浓稠物，可以用泵输送，但它很难通过沉降进行固液分离。它实际是由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成的集合体。除含有病原菌、寄生虫(卵)、重金属、难降解有机物等有毒有害物之外，还含有丰富的N、P、K、Ca等有机质以及植物所必需的微量元素。
　　1污泥的来源
　　在污水净化过程中，有机污染物得到降解、去除，污水得以净化，微生物的繁衍增殖则导致了大量的剩余污泥的产生[1]。本文研究的电厂内生活污水处理设备产生的污泥属于有机污泥，其特点是有机物含量高(60%-80%),稳定性差、容易腐败和产生恶臭；颗粒细小(0.02-0.2mm)，往往呈絮凝体状态；密度小(1.002-1.006g/cm3)，持水能力强，含水率高，不易下沉，压密脱水困难；成胶体结构，是一种亲水性的污泥，容易管道运输，流动性好但脱水性差。
　　2污泥组成及其对周围环境的污染
　　污泥含有大量病原菌、寄生虫(卵)，铜、锌、铬、汞等重金属，盐类以及多氯联苯、二恶英、放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质对环境和人类以及动物健康有可能造成较大的危害[2,3]。
　　（1）污泥盐分污染。污泥含盐量较高，会明显提高土壤电导率、破坏植物养分平衡、抑制植物对养分的吸收，甚至对植物根系造成直接的伤害，而且离子间的拮抗作用会加速有效养分的淋失。
　　（2）病原微生物。污水中的病原体(病原微生物和寄生虫)经过处理还会进入污泥。新鲜污泥中检测得到的病原体多达千种，其中危害较大的是寄生虫。
　　（3）氮磷等养分的污染。在降雨量较大地区的土质疏松土地上大量施用富含N. P等的污泥之后，当有机物分解速度大于植物对N,P的吸收速度时，N, P等养分就有一可能随水流失而进入地表水体造成水体的富营养化;进入地下引起地下水的污染。
　　（4）有机物高聚物污染。城市污泥中主要的有苯、氯酚，除此之外还有多氯联苯(PCBs)和多氯二苯并吠喃(PCDFs)和多氯二苯并二恶英(PCDDs)等持久性有机污染物。污水处理厂污泥中这些有机有害物质主要来源于化学工业，特别是与碳和氯有关的化学工业。
　　（5）重金属污染。在污水处理过程中，70%一90%的重金属元素通过吸附或沉淀而转移到污泥中。
　　3 焚烧法在污泥处理中应用
　　现在污泥处理处置的方法主要有堆肥处理、填埋、水体消纳、焚烧处理及其他方法等。目前最为彻底的方法还是污泥焚烧法。如果将污泥与煤在各火电厂进行混烧处理，不仅可以解决污泥的处置问题，使污泥得到利用，重新转变为新的能源，是一种行之有效的处置方法。
　　3.1燃烧热的测定方法
　　物质的燃烧过程也就是试样中碳转变为二氧化碳、氢转变成水、硫变成二氧化硫、其它元素变为游离状态或氧化物的过程。所谓物质的热值，是指单位重量的物质完全燃烧所产生的热量，这个值不外乎完全氧化反应的化学焓变[4]。热值的测定方法一般采用氧弹法，也称弹筒法。
　　3.2 前处理
　　污水污泥的高含水率对其燃烧热测定和元素分析都有很大的影响，因此在进行这两项试验前，首要的问题就是要去除样品中的水分。通常有两种方式来去除污水污泥中的水分。
　　第一种是在自然条件下晾干，相当于在40℃的低温条件下自然蒸发掉样品中的水分。
　　第二种是在一定温度条件下烘干样品中的水分。前处烘干温度和时间，对结果有重要影响，通常有两种温度:
　　（1）在180℃±2℃烘干时，残渣的吸着水都除去除，可能存留某些结晶水，有机物挥发逸失，但不能完全分解。
　　（2）103℃-105℃烘干的残渣保留结晶水和部分吸着水。重碳酸盐将转为碳酸盐，而有机物挥发逸失甚少。由于在105℃吸着水不易全部蒸发，故达到恒重较慢。对于热力学变化来说105℃的温度并不能使样品中的挥发份充分释放，发生剧烈的化学反应。
　　根据上述分析，为能够快速得到污水污泥中的残渣，最佳的理方法是在103~105℃条件下在鼓风烘箱中烘干污水污泥的水分。
　　3.3 污泥样品燃烧热的测定
　　用台秤称取约1g污泥样品，在压片机上压成松紧适当的圆片,轻轻去掉圆片上的粉末，再用分析天平精确称量。拧开氧弹，将样品片放置在金属小皿中部，剪取18cm长的引燃铁丝并将其中段绕成螺旋形约5～6卷，将螺旋部分紧贴在样品表面，两端固定在电极上，旋紧氧弹，通入2MPa的氧气。用量筒取已经被调节到低于室温1.0°C的自来水3000ml于盛水桶内，接好线路。开动搅拌马达，待温度上升后，每隔1min精确读取一次温度。15min后按下点火器上电键通电点火。自按下电键后，读数改为15s一次，当两次温度读数差数小于0.005°C 时，读数间隔恢复为每1min一次，15min后停止测量。然后拧开氧弹上的出气阀放出余气，旋开氧弹上盖，检查样品燃烧是否完全。若发现黑色残渣，应重新测定。若完全燃烧即可测量剩下的铁丝长度以求出铁线实际燃烧长度。
　　称取苯甲酸约1g，同前述方法进行测定量热计水当量。
　　测得污泥的燃烧热为10.266kJ/g，同样的方法煤的燃烧热为28.979kJ/g。
　　将干化污泥与煤分别以1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：6的比例混合，测得燃烧值对应为：19.122kJ/g、22.075kJ/g、23.551kJ/g、24.436kJ/g、25.027kJ/g、25.44kJ/g，随着污泥所占比例逐渐减小，混合物的燃烧值渐渐增大。
　　4 环境效益和社会效益
　　4.1 环境效益
　　在重庆地区采用污泥焚烧发电技术解决城镇污泥带来的环保问题具有显著优势。高温焚烧可将污泥中的有害物质、病原菌及寄生虫卵等有效消除，焚烧污泥产生的气体无臭无毒，排出的残渣无害，体积大幅缩小，实现了污泥无害化、减容化和资源化处理，电厂也不会产生二次污染，有利于保护三峡库区的水环境,具有很好的环境效益。
　　4.2 社会效益
　　污泥焚烧发电是一种将污染废弃物综合利用、资源化处理的循环经济模式，结合重庆市的具体条件，由企业投入部分资金，在部分区、县利用煤矸石资源综合利用电厂，选用投资省、建设期短、便于管理的污泥焚烧发电技术，可以缓解市政部门治理污泥的压力，同时也实现了企业的社会责任，形成政府、企业、全社会多方位受益的局面。
　　5 结论
　　污泥含有大量病原菌、重金属、盐类和放射性核素等难降解的有毒有害物。这些物质对环境和人类可能造成较大的危害，本文将火电厂的生活污泥和煤混烧，随着污泥所占比例逐渐减小，混合物的燃烧值渐渐增大。高温焚烧可将污泥中的有害物质无害化、减容化和资源化处理，电厂也不会产生二次污染，具有很好的环境效益和社会效益。
　　参考文献
　　[1] 刘翔，高廷耀.生物接触氧化法处理污水的一种新型填料一悬浮填料.重庆环境科学，
　　 1999，21(2):42-44
　　[2] 韩西海等.塑料多孔球形填料应用于石化废水处理的研究.石油化工环境保护，1998,
　　(2):5-11
　　[3] 谢曙光，张晓健，王占生.曝气生物滤池的低温挂膜研究[J]. 中国给水排水，2003，
　　 19（11）：13-15.
　　[4] 徐强，张春敏.污泥处理处置技术及装置.北京:化学工业出版社，2003.
　　[5] 刘亮，李录平，柏湘杨等. 泥煤热解特性及燃烧过程的实验研究[J]. 动力工程，2006，1：24-26
　　
　　

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