城市污泥两段式干化及协同焚烧研究

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1、城市污泥“两段式”干化及协同焚烧研究(申请清华大学工学硕士学位论文)培养单位：环境学院学科：环境科学与工程研究生：孙明华指导教师:王凯军教授二○一五年十二月ResearchonTwo-stageDryingandSynergeticIncinerationofMunicipalSludgeThesisSubmittedtoTsinghuaUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringbySunMinghua(EnvironmentalEngineering)

2、ThesisSupervisor:ProfessorWangKaijunDecember,2015摘要摘要城市的污泥处理与处置已成为环保行业中的热点领域。本文以苏州园区污泥干化焚烧项目为研究对象，通过对其两段式污泥干化工艺的系统设置、运行状况以及污泥干化产品的后续利用等方面进行了深入系统的分析和研究，得到了如下的主要研究成果：采用两段式污泥干化工艺，利用干化厂、热电厂协同处置园区污泥，经过优化和改进，1999天实际运行的结果表明，干化1吨湿污泥（含水率大于80%）的蒸汽耗量为0.63吨，电耗为35.6kWh，冷却水耗量为16.4吨，与原设计值相比分别下降28%、21%和48%。两段式污泥干化

3、工艺的一段干化温度在133℃以下，二段干化温度在105℃以下时，可有效保留污泥热值，并降低排水中COD、TOC、NH4+-N的浓度恶臭污染物的排放，使重金属污染物主要积聚在污泥中。当干化污泥与煤的掺烧比为5.8%时，其排放烟气中各项指标均能达到《城镇污水处理厂污泥处置-单独焚烧用泥质》的要求，二噁英的浓度只有0.018ngTEQ/m3；污泥中的铜、铬、镍、砷等重金属主要转移到飞灰及炉渣中，二者的浸出毒性检测结果表明掺烧后的飞灰和炉渣均不属于危险废弃物。在长时间的运营过程中，该污泥干化项目取得了良好的资源综合利用效果：通过干污泥与煤在电厂掺烧，每年为热电厂节约标准煤12000吨；热电厂销售发电

4、余热蒸汽每年可获得900多万的收入；污泥干化厂销售干污泥每年可获得300多万元的收入，通过冷凝水回收利用，每年可节约脱盐水66960吨；干化厂的生产废水回排至污水厂减少了干化厂尾水处理设施投资；中水在干化厂的利用每年为污水厂增加120余万元的收入，同时也减少了干化厂内新鲜水的消耗；炉渣飞灰外销至建筑材料商，每年可生产建筑辅料10000吨。关键词：污泥处置；两段式干化；协同焚烧；能量回收；资源化ⅠAbstractAbstractSludgetreatmenthasbeentheareainthespotlightoftheindustry.ThisthesisusesSuzhouIndustr

5、yParksludgesynergeticincinerationprojectastheresearchsubject,thefruitfuloutcomeshavebeenobtainedthroughtheresearchandanalysisontheTwo-stageSludgeDryingprocesssystemdesigning,operationanddriedsludgeproductsrecovery.Themainresearchoutcomesaredrawnasfollow:1.The1999daysoperationresultoftheTwo-stageSlu

6、dgeDryingprocess,usingdryingprocessandthemolelectricityplantasassistance,showsthattheenergyconsumptionfordrying1tonofwetsludge(Moistureratioislargerthan80%)isefficient.Theconsumptionofvapor,electricityandcoolingwateris0.63t,35.6kWhand16.4trespectfully,whichislowerby28%,21%and48%comparingtheoriginal

7、designing.2.Whenthetemperatureof1stand2ndphaseoftheTwo-stageSludgeisrespectfullylowerthan133℃and105℃,theheatofsludgecanbeefficientlyremainedandtheeffulentconcentrationofCOD,TOC,NH4+-Nandodorpollutantcanbere