S第城 2011年10月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering 市政污泥的燃料资源化利用
王娟“，潘峰，肖朝伦2，李鹏飞""，刘会洲
(1.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程实验室，北京100190：2.中国科学院研究生院，北京100049)
VoL11 No.5 Oct.2011
摘要：参考垃圾衍生燃料的制备方法考察了市政污泥作为能源的可行性及利用价值，研究了污泥资源化利用前的最佳脱水干化条件及煤粉添加量对污泥燃烧效果的影响。结果表明，污泥热源干化的最佳时间为4h，干化后污泥的发热量在18MJ/kg左右，能量较高，且污泥的发热量随含水率和有机物含量变化而变化.当干化温度在105~150C之间时，污泥的可燃有效成分几乎无变化，污泥含H量较高，燃烧时会有大量挥发分燃烧，这也是污泥燃点低于煤的原因关键调：污泥质燃料；垃圾衍生燃料；资源化利用：热值
中图分类号：x705 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2011)05-0800-06
成RDF，每年产量约635552t，产生的热量约为
近年来，随着城市人口密度的增长和工业的发展，市政污水量日益增加，污水处理过程中产生的污泥量随之迅猛增加,2010年中国约产生3600万t污泥，仅北京市年产污泥就有约130多万t.市政污泥组成非常复杂，含大量水分，污泥脱水是实现污泥处置减量化的瓶颈间题，且污泥中所含重金属、有毒有机物、病原菌、寄生虫和卵等严重污染环境，并带来系列经济问题(23)
广泛应用于市政污泥处置的方法主要有填埋、堆肥、楚烧和填海，但这些方法都各有不足之处围，填埋方法操作简单，成本低，已成为最普遍的污泥处置方式，但污泥填埋不仅占用大量土地资源，且渗沥液难以处理，易污染地下水(5；堆肥工艺简单，成本低，但污泥中所含重金属和细菌病毒易污染土壤和地下水6]；楚烧法能实现污泥的最大减容，同时燃烧产生的热量可被其他工程利用，在很长时间内被广泛应用，但污泥荧烧比较耗能，对设备要求高且易产生气体污染7.8；而填海方法最廉价，但易污染海洋环境，加之伦敦公约的限制也将于2012年被禁止[910)，由于污泥处置比较耗能，其能耗约占整个污水厂总运转成本的20%~60%[]，且我国的污泥产量较大，因此，寻求一种能满足经济和环境需要、适合中国国情的处置方式至关重要，
固体废弃物是再生的能量资源，可替代其他燃料[12]，一些国家为解决废弃物处置和能源短缺的双重难题，发展了垃圾衍生燃料(RefuseDerivedFuel,RDF)的制备方法，且被证实是一种比较有前途的城市固体废弃物利用技术[13,14]，RDF最大的优点是实现了固体废弃物的最大减容且也是一种有效的能源利用形式[13]，Dong等[16]将废纸、木头、橡胶、塑料、合成树脂及工业污泥混合制
9.378x10°MJ，可见产生的能量是很可观的，
国内外目前研究的污泥质RDF主要是将污泥与垃
圾和一些工业废弃物混合制备的，垃圾及工业废弃物文有各自不同的特点，如含大量重金属等，因此制备过程或后续处理较麻烦，且未对混合物的脱水条件进行优化本工作参考RDF的制备方法"7)，仅以城市污水厂污泥为实验材料，分析了污泥本身的特性，研究了污泥在不同温度、时间下的千化规律，从而分析得到最优的脱水干化条件，且研究了污泥作为燃料时煤粉添加量对燃烧效果的影响，以考察污泥作为能源的途径和可行性
2实验 2.1实验材料
实验用污泥为北京市方庄生活污水处理厂的脱水污泥，初始含水率为79.51%.煤为经脱硫处理的无烟
煤，发热量为21.90MJ/kg. 2.2实验仪器
QZ77-102型远红外辐射恒温干燥箱(青岛空调设备公司)，GQ-3C型智能多元素分析仪(南京固琦分析仪器有限公司)，CP4102电子天平(美国奥豪斯公司)，S-4-13 型箱式马弗炉(上海华岩仪器设备有限公司)，XRY-1B 氧弹热量计(湖南长沙昌吉试验仪器有限公司)，STA449
综合热分析仪(德国耐驰仪器制造有限公司) 2.3实验方法
2.3.1实验材料基本性质分析
脱水污泥经恒温干燥箱105℃干燥4h后，由重量法测得含水率为8.30%.将完全干化的污泥根据城市污水厂污泥检验方法(CJ/T221-2005)进行有机物总量的测定和固定碳的检测，然后再送至北京大学分析测试中心
收稿日期：2011-06-08，修图日期：2011-08-11
基金项目：国家重点基础研究发展规划(973)基金资助项目(编号：2009CB219904：2007CB714300)：国家基金委创新群体基金资助项月(编号：20821092) 作著简介：王姆(1983-)，女，山东省青岛市人，硕士研究生，化学工艺专业：刘会洲，通讯联系人，Tel:010-62554264,E-mail:hzliu@bome.ipe.ac.cn
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