污水处理厂脱水污泥热解处理工艺解析（附工艺、设备图）

  目前，中国污泥处置的现状是70%以上弃置，20%填埋，不到10%的污泥是通过堆肥等技术处理后回用于土地，因此，污泥的二次污染慢慢的变成了亟待解决的环境问题，污泥问题是目前困扰城市健康加快速度进行发展的一个严重而紧迫的问题。

  污泥热分解是一种新兴的污泥热处置工艺。热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧条件下受热分解，形成气体、液体和固体残留物的过程。

  近年来污泥热解炭化得到了慢慢的变多的关注，污泥热解炭化为污泥的减量化、无害化和资源化提供了新的有效途径。

  从70年代开始，热解技术作为从城市垃圾和工业固态废料等可燃性固态废料回收能量的技术获得了广泛的开发。但是，对于具有负热值的污泥，该技术的应用不能以回收能量为最大的目的，其重点主要放在解决焚烧存在的问题，即实现污泥的节能型低污染处理。

  污泥热解炉型一般会用竖式多段炉，为了更好的提高热解炉的热效率，在能够控制的二次污染物质（Cr6+、NOx）产生的范围内，尽量采用较高的燃烧率（空气比0.6～0.8）。

  此外，热解产生的可燃气体及NH3（氨）、HCN（氢化氰）等有害化学气体组分一定要经过二燃室以实现其无害化，通常情况下，HCN的热解温度在800～900℃，还应对二燃室排放的高温气体进行余热回收。

  国际上对热解技术的开发过程，一是以美国为代表，以回收贮存性能源（燃料气、燃料油和炭黑）为目的；另一个是以日本为代表，以无公害型处理系统的开发为目的，将污泥焚烧炉改进为热解炉。西欧、北美正在研制带加热夹套的卧式搅拌反应器。

  污泥低温热解处理的效果好，总成本在理论上低于直接焚烧法，而且热解过程可以将废物转化为有能量的物质和有用的化学物，符合污泥资源化利用的要求，且能量回收率较高。以低温热解(200-500℃)为主要反应机理的污泥低温热化学转化制油技术作为焚烧的替代技术已慢慢地发展为生产性技术，并显现出了能量经济性与二次污染可控性的显著优势 。

  1 焚烧的产物主要是二氧化碳和水；而热解的产物主要是可燃的低分子化合物：气态的有氢气、甲烷、一氧化碳；液态的有甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等；固态的主要是焦炭或碳黑。

  3 焚烧产生的热能量大的可用于发电量小的只可供加热水或产生蒸汽，适于就近利用；热解的产物是炭黑、燃料油及燃料气，便于贮藏和远距离输送。

  1 可以将固态废料中的有机物转化为以燃料气、燃料油和炭黑为主的贮存性能源；

  3 废物中的硫、重金属等有害成分大部分被固定在炭黑中。热解虽不能去除重金属，但固体残留物在高温下被玻璃化，重金属固化在玻璃体中，可避免重金属二次污染的危害。

  对于含碳较多的污水处理剩余活性污泥，在无氧或缺氧条件下高温热解碳化—活化，可将其制成吸附剂。例如，用剩余活性污泥为原料，添加一定的活化药品，隔绝空气，在一定的温度下炭化可得到活性炭。制成的活性炭对难处理的农药废水，COD的去除率也可达到63.25%。

  国内外各种研究报告认为，土壤施用生物黑炭对于改良土壤，节能减排，减缓气候变化效益明显，炭基肥是今后改良土壤的重要手段。污泥热解碳化产物可作为炭基肥的基本原料。

  研究利用小型及实际生产用回转热解炉，针对不同市政污水处理厂的脱水活性污泥，进行不一样的温度情况下的热解实验，探寻：热解的最佳温度；热解能耗；实测可燃气体产量；碳化料产物得率；对产物进行理化指标测定及性能实验（着重关注了污水处理吸附性能）。分析热解过程、物料平衡及热量平衡。

  污泥热解实验室主体设备有：蒸汽发生器、卧式电加热回转炉、尾气净化及计量装置、无纸记录仪等。下图为污泥热解实验室。

  目前污水处理厂脱水污泥热解处置工艺存在能耗及运行成本高的根本原因是湿污泥中80%水分的去除，干燥1吨湿污泥约需80m³天然气。本工艺从两个方面做热能 回收，以降低能耗。

  一是，将污泥热解产生的可燃气体及热解高温烟气经余热锅炉产生饱和蒸汽，用于桨叶干燥机对湿污泥的干燥。二是，利用热泵技术，回收污泥蒸汽的潜热。也就是：利用蒸汽压缩机，将污泥蒸汽在真空蒸发器中加热干燥机清洁蒸汽冷凝水产生的负压蒸汽，使其成为高品位蒸汽，再用于桨叶干燥机对湿污泥的干燥。由于现行桨叶干燥机污泥蒸汽参数不稳定，需在实践过程中对干燥机进料进行改进，故第二项节能措施暂不实施，仅留出安装的地方，经实际运行改进，污泥蒸汽参数不稳定后再实施污泥蒸汽的潜热回收系统。

  高温热解有机物被分解碳化，细菌完全灭杀，实现了无机化和“无害化”。热解产生的有害化学气体（HCN、NH3、二噁英等）及焦油通常情况下的热解温度在800～900℃，它们进入二燃室的焚烧温度高达1500℃，不仅可得到充分分解，还能回收热能，不会造成二次污染。

  热解产品可作为吸附剂或改良土壤的炭基肥，实现“资源化”。热解虽不能去除污泥中的重金属，但固体残留物在高温下被玻璃化，重金属固化在玻璃体中，可避免重金属二次污染的危害。大量资料和实验证明，我国市政污水的污泥热解碳化料中绝大部分重金属含量可满足农用肥标准，唯Zn超标（见碳化料化学成分分析），但，我国北方人群存在缺Zn问题，是众所周知的。

  作为土壤改良剂，土壤的理化性质也决定了重金属的富集影响，在北方碱性土壤其影响是较小的。

  《“十二五”节能减排综合性工作方案》重点支持“低品位余热利用”，热泵技术属于十二五规划鼓励类型。污泥处置能耗最大的是干燥，本工艺利用热解产生的可燃气体及高温烟气余热生产蒸汽用于桨叶干燥机；利用热泵技术回收污泥二次蒸汽潜热，也用作桨叶干燥机污泥干燥；此两项使本工艺处置每吨湿污泥运行成本仅180元左右，优于其他工艺。

  通过实验和分析知，本工艺吨污泥处理成本小于200元/吨.湿污泥（不考虑生物炭销售），是各种污泥处置工艺中，性价比最好的。

  2008年，美国联邦首次在联邦层面建立了对世界上生物黑炭研究、生产、应用与推广的鼓励机制，专门设立了农业基金支持生物黑炭研究与示范；2009年8月10日，美国农业部长表示美国农业部正在组织一系列的生物黑炭研究、技术开发与推广和培训的合作项目，旨在全方面推进生物黑炭这项绿色技术在农业和能源领域的应用。2011年9月在中国南京召开国际生物质黑炭与绿色农业专题研讨，呼吁在中国推行以生物黑炭技术改良土壤为核心的新土地革命，恢复健康绿色农业。国内外各种研究报告认为，土壤施用生物黑炭对于改良土壤，固化重金属，节能减排，减缓气候变化效益明显。

  当前我国现有的污泥处置技术有的虽简单易行，但占地面积大，有严重二次污染；有的虽处置效果尚可，但一定要采用高温、高压或微波等复杂手段才能实现。。经综合比较，可看出污泥热解处置技术具有工艺及设备简单，制约因素少，投资及运行成本合理，符合我国污泥处置的三化原则，是标准的绿色环保工艺，应大力推广。

  特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更加多信息而非盈利之目的，同时并不意味着赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权属于原本的作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

  近日，中科合肥煤气化技术有限公司（以下简称“中合气化”）中标河南淇县污水处理厂污泥碳化（一期）EPC总承包项目，该项目是中合气化在污泥处理领域中标的首个项目，同时也是中合气化首个与地方政府建立合作的项目，标志着中合气化产业布局取得突破性进展。该项目规划建设一套处理量为50t/d的污泥碳化

  目前，国内外有关污泥热解技术的研究大多集中在固定床和流化床等特定处理单元内的热解动力学、热解特性及产物特征等方面，且实验室规模的热解研究往往只聚焦在热解单元，对于污泥热解系统的运行过程、尤其是热解系统的核心问题——能量平衡研究较少，难以为设备系统化、工程化应用提供参考。因此，研

  2024年1月19日，龙口市污泥处置中心特许经营（BOO）项目公布中标结果，中标供应商为山东高速湖北发展有限公司，成交金额330.5元/吨，其中，污泥处置310.64元/吨，污泥运输19.86元/吨。龙口市污泥处置中心特许经营（BOO）项目成交公告一、项目编号：SDGP000272项目名称：龙口市污泥处置

  1月5日，广东惠州仲恺高新区污泥处置服务项目招标，预算金额1962.33125万元，服务期限3年，自合同约定生效之日起计算，本项目采用一年一签的方式。仲恺高新区污泥处置服务项目招标公告项目概况仲恺高新区污泥处置服务项目招标项目的潜在投标人应在广东省政府采购网获取招

  1月9日，绵阳北控水务污泥减量化及资源化中心项目设计施工总承包评标结果公示。第一名：中核华辰建筑工程有限公司（联合体牵头人）、中国市政设施建设工程西南设计研究总院有限公司（联合体成员）投标报价：7410.871991万元第二名：利港建设集团有限公司（联合体牵头人）、中国市政工程东北设计研究总院有限公

  1月5日，兰州市污泥处置厂升级改造项目二期工程填埋库污泥表层固化及填埋库异味控制建设项目EPC总承包项目资格预审公示，十方联合体通过。项目总投资约11591.3万元，二期工程占地面积约110000平米，建筑面积约3500平米，主要建设约81万方污泥填埋库、污泥深度脱水设备改造、污泥脱水车间生物除臭改造、

  项目概况：原阳县污水处理厂污泥处置项目的潜在投标人应在新乡市公共资源交易中心网获取招标文件，并于2024年01月23日9点00分（北京时间）前递交投标文件。一、项目基本情况1、项目编号：原交采2024GB01号2、项目名称：原阳县污水处理厂污泥处置项目3、采购方式：公开对外招标4、项目预算金额：污泥处置费

  12月29日，烟台龙口市污泥处置中心特许经营（BOO）项目公开对外招标，龙口区域内所有污水处理厂的污泥处置综合最高单价为340.37元/吨。该项目为龙口市污泥处置中心特许经营（BOO）项目。本项目为龙口市污泥处置中心特许经营（BOO）项目选取社会资本方及特许经营实施方。中标的社会资本方负责新建污泥处置厂

  12月19日，河南范县城南污水处理厂建设及配套管网工程评标结果公示，第一中标候选人为陕西建工集团股份有限公司，投标报价9805.288082万元。招标人为范县住房和城乡建设局，项目新建日处理1.8万立米的污水处理厂一座，新建污泥处置中心1座（日处理规模为15吨绝干污泥）及污水提升泵站一座；污水处理工

  2023年12月11日，山东省临沂市临沭县污水处理厂污泥处置项目中标公示，中标供应商为临沭光大环保能源有限公司，中标金额197元/吨，服务期限一年。临沭县污水处理厂污泥处置项目中标公示一、项目编号：SDGP000126二、项目名称：临沭县污水处理厂污泥处置项目三、中标信息：标包：A供应商

  12月7日，广东高州市城区及PPP项目镇级水质净化设施污泥处置(二次)结果公布，中标供应商为广东正山生物科技有限公司，中标金额556元/吨。高州市城区及PPP项目镇级水质净化设施污泥处置(二次)结果公告一、项目编号：GDQH2023-ZG033二、项目名称：高州市城区及PPP项目镇级水质净化设施污泥处置(二次)三、

  项目概况：海口市17万吨/年垃圾渗滤液无害化处理服务的潜在投标人应登录海口市公共资源交易网（）网站主页，选择“交易公告-政府采购”专栏查看采购公告，免费下载项目采购文件并在海口市公共资源交易系统点击关注项目，并于2023年12月19日9时00分（北京时间）前递交投标文件

  项目概况：利津县综合行政执法局生活垃圾污水处理厂新生污泥处置项目采购项目的潜在供应商应在规定时间内登陆利津县公共资源交易系统，自行下载招标文件。因未及时下载招标文件所造成的后果，供应商自行承担。获取采购文件，并于2023-12-1114:00:00（北京时间）前提交响应文件。一、项目基本情况：项目编号