深度脫水市政污泥的熱干化特性研究.pdf

1、市政污泥的產量逐年增加，污泥的減量化、穩定化、無害化以及資源化處置方式得到了廣泛關注。脫水污泥含水率高是制約其處置的瓶頸問題，干化操作可以進一步降低其含水率。在傳統脫水污泥的干化過程中，水分的釋放速率較慢且容易產生多種污染性氣體。本文對比傳統的聚丙烯酰胺（PAM）調理脫水、干化路線，采用FeCl3+助凝劑、芬頓試劑（Fenton’s reagent）+助凝劑對污泥進行調理，以獲得深度脫水效果，隨后進行干化，探究深度脫水調理劑對污泥干化過

2、程水分釋放以及污染性氣體釋放的影響，同時關注不同干化氣氛以及溫度對這一過程的影響。
　　實驗結果表明復合調理劑可以破壞污泥結構，釋放內部水，同時增大污泥孔隙結構，使得干化過程中具有相比 PAM調理污泥更高的水分釋放速率，得到更短的干化時間。污泥干化過程所釋放的含硫污染性氣體主要有H2S、SO2、COS以及 CS2，其中H2S、SO2占總硫釋放量的82.4％；含氮污染性氣體主要有NH3和HCN。Fe3+以及Fenton試劑將污泥中H

3、2S等還原性分子以及不穩定有機物氧化固定，Fe2+、CaO與污泥中游離H2S、SO2等分子發生化合反應生成鹽，從而實現對主要含硫污染性氣體的抑制。同時，CaO調理形成的堿性環境加強了污泥中游離NH3分子的釋放，促進NH4+向NH3轉化，導致更高強度的NH3釋放。干化固相的XPS結果表明，相比于PAM調理污泥，干化后調理污泥的無機硫酸鹽含量升高，易釋放的有機硫含量、無機氨氮（N-H）含量下降，說明調理劑可以有效固硫，同時促進NH3的提前釋

4、放。調理污泥促進NH3釋放而使得其干化冷凝液溶解了更多的NH3，導致較高的pH值。調理劑對污泥中易揮發有機物的破壞，使得調理污泥冷凝液COD低于PAM調理污泥。
　　CO2因為與CaO發生反應而減弱調理劑對H2S、SO2的固定作用，同時在水蒸氣存在條件與NH3反應而抑制其釋放；O2因為對H2S氧化而抑制其釋放，對SO2的影響不明顯。O2存在可能會加強污泥有機質分解而產生更多的NH3。CO2與冷凝液中溶解NH3反應，降低冷凝液的pH

5、，也減少含硫氣體的溶解，降低SO42-濃度。
　　干化溫度從400℃提高到800℃，干化時間減少為20%左右。高溫條件可能由于調理劑與主要含硫氣體反應的生成物受熱分解而導致其固硫效果降低。調理污泥在高溫條件下的NH3釋放量高于PAM調理污泥，主要來自有機氮的熱分解。提高干化溫度，冷凝液中有機物逐漸由脂肪族化合物轉變為焦油，說明低溫過程主要是易揮發性有機物釋放，高溫則發生有機物熱分解產焦油過程。測定固相C、H、N元素含量，結果表明調