主要研究?jī)?nèi)容：

（1）具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污泥碳化、熱解系統(tǒng)，采用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的生產(chǎn)。

（2）具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污泥資源化綜合處理裝置，該裝置可以使市政污泥在缺氧狀態(tài)下生產(chǎn)活性炭；也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)配料后，通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)整裝置的燃燒情況，在裝置中煅燒陶粒。

（3）采用的熱工流場(chǎng)分析，研發(fā)高效能氣固換熱設(shè)備，應(yīng)用于污泥資源化綜合處理裝置內(nèi)。

（4）研發(fā)高效、安全的污泥碳化、煅燒專(zhuān)用燃燒裝置。

（5）研發(fā)安全的污泥碳化密封裝置

（6）研究污泥碳化、煅燒后的廢氣機(jī)理及性能，開(kāi)發(fā)高效、安全的廢氣處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)清潔環(huán)保生產(chǎn)。

（7）研究同套處理裝置在碳化時(shí)和煅燒陶粒時(shí)不同的狀態(tài)和要求，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)整。

項(xiàng)目背景及意義

隨著我國(guó)城市污水處理率的提高，城市污水處理廠產(chǎn)生的污泥越來(lái)越多，伴隨而來(lái)的是污泥無(wú)害化問(wèn)題日益嚴(yán)重。我國(guó)固體廢棄物處理和處置的基本方針是“穩(wěn)定化、減量化、資源化”。1993年實(shí)施的《污水污泥使用或處置的標(biāo)準(zhǔn)》將污泥定義為“生物固體”，生物固體是一種可以有益回收和再生利用的初級(jí)有機(jī)固體產(chǎn)品，資源化處置是以資源化利用為目標(biāo)的一種安全、有效、經(jīng)濟(jì)、有生命力的處置方式，再實(shí)現(xiàn)污泥無(wú)害化處置的同時(shí)還有利于保持生態(tài)平衡，降低處置成本，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

污泥作為污水處理工程中產(chǎn)生的不可避免的固體廢物，其產(chǎn)量也不斷增加。污水污泥成分復(fù)雜，不僅含有氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還含有大量的有機(jī)物、重金屬以及各種致病微生物。其容量大、易腐敗、不穩(wěn)定、有惡臭等如不妥善處理，不僅會(huì)產(chǎn)生極大的危害而且是對(duì)污泥中有用能源的浪費(fèi)。國(guó)家環(huán)保總局發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》也特別增加了有關(guān)污泥控制標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容。積極為污泥的處置尋求合理有效的途徑，實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化、無(wú)害化和資源化，已成為當(dāng)今世界廣泛關(guān)注的課題。

污泥的處理方法主要是濃縮、消化、脫水、干燥等，其目的主要是三個(gè)方面：

1、減少水分，為后續(xù)處理、利用和運(yùn)輸創(chuàng)造條件。

2、使污泥無(wú)害化、穩(wěn)定化，通過(guò)處理消除生物固體中的有毒有害物質(zhì)，防止散發(fā)惡臭，避免二次污染。

3、改善生物固體的成分和某些性質(zhì)，使其便于資源化。

當(dāng)前污水廠污泥的傳統(tǒng)處置方式有很多，主要的有以下幾種：

土地利用：直接利用是將城市污泥作為肥料，直接撒施在土壤中，成為土壤成分之一；間接利用是通過(guò)堆肥或制成復(fù)合肥，作為肥料應(yīng)用在農(nóng)業(yè)中。土地利用已有多年歷史，國(guó)內(nèi)外應(yīng)用廣泛。優(yōu)點(diǎn)是能耗低，可利用污泥養(yǎng)分；缺點(diǎn)是減量化和無(wú)害化不徹底，病原微生物難消除，重金屬超標(biāo)，占地面積大、周期長(zhǎng)。

填埋：國(guó)內(nèi)普遍的的污泥處理方式，投資少、容量大、見(jiàn)效快、也是短期內(nèi)重要的過(guò)渡性處理途徑；由于資源化不能利用，污染嚴(yán)重終將被淘汰。

傳統(tǒng)建材利用：作為水泥添加料和制磚，也因?yàn)槲廴緡?yán)重終將被淘汰。

焚燒：優(yōu)點(diǎn)是污泥減容量大，有機(jī)物熱分解徹底，實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的理念，但由于資源化不能更好的利用，造成能源大量的浪費(fèi)，同時(shí)污染問(wèn)題不能得到徹底的解決，已不具備廣泛推廣的條件，期待更好的處理方法。

發(fā)電廠摻燒及水泥窯協(xié)同處理，是焚燒處理的一種擴(kuò)展，優(yōu)點(diǎn)是污泥減容量大，有機(jī)物熱分解徹底，實(shí)現(xiàn)了“節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)”的理念，但由于資源化不能更好的利用，造成能源大量的浪費(fèi)，同時(shí)污染問(wèn)題不能得到徹底的解決，并且會(huì)對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)造成干擾，影響水泥質(zhì)量等問(wèn)題期待更好的處理方法。

傳統(tǒng)的污泥無(wú)害化、資源化處理方法均有不同的問(wèn)題期待解決，隨著環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高和對(duì)污泥無(wú)害化、資源化利用的深入研究，對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化、資源化綜合利用，回收污泥中的能源，使污泥中的有用成分變廢為寶，獲得廣泛關(guān)注。國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家、個(gè)別高校和研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了各種研究，并取得了很大的進(jìn)步和顯著的成果。污泥資源化利用的途徑主要有：污泥熱解制油、污泥炭化制生物炭及活化后制活性炭、污泥制陶粒。其中污泥炭化制生物炭及活化后制活性炭、污泥制陶粒是重要的兩種方式。

    對(duì)污泥進(jìn)行無(wú)害化、資源化綜合利用新的研究成果種為污泥低溫?zé)峤庵朴停?

    污泥低溫?zé)峤庵朴图夹g(shù)是通過(guò)無(wú)氧加熱污泥至一定的溫度，由干餾和熱分解作用使污泥轉(zhuǎn)化為油、反應(yīng)水、不凝氣和炭等4種可燃產(chǎn)物。該技術(shù)成本小于直接焚燒的80%，同時(shí)還能獲得油，成本將更低

。

    第二種方式為污泥的炭化處理：

    干餾法處置污泥制備生物炭是在密閉、無(wú)氧、非燃燒、高溫狀態(tài)下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，干餾處理污泥產(chǎn)品為生物炭，其化學(xué)性能穩(wěn)定，用途廣泛，能夠長(zhǎng)期保存。生物炭產(chǎn)品比表面積大，可以通過(guò)吸附作用起到緩沖肥料養(yǎng)分釋放和土壤孔隙度的調(diào)節(jié)作用，另外含有較高數(shù)量土壤速效養(yǎng)分對(duì)作物的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。能夠提高酸化土壤PH值、保水防止土壤沙化和退化、改善土壤結(jié)構(gòu)、防止土壤流失、減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入因素和成本、增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、吸附和固定土壤中的重金屬等污染物均起到良好作用。

    污泥中含有較多的碳，經(jīng)過(guò)炭化處理后，再活化可制成活性炭吸附劑，可做有機(jī)廢水處理劑，同時(shí)污泥中的重金屬得到固化。利用污泥制備活性炭有極大的優(yōu)越性，可節(jié)省木材、煤炭等原料，同時(shí)降低活性炭的生產(chǎn)成本，在解決污水處理廠污泥污染問(wèn)題的同時(shí)，泥制活性炭用于前端水處理，以廢治廢。

    第三種方式為污泥制陶粒：

    陶粒作為一種輕骨料，以其輕體、環(huán)保、保溫等特性受到人們極大的重視，陶粒具有密度小、強(qiáng)度高、保溫、隔熱抗震性能好的特點(diǎn)，在建筑、環(huán)保、冶金、化工、石油、農(nóng)業(yè)等部門(mén)有著廣泛的用途。目前中國(guó)的陶粒以黏土陶粒為主，而黏土原料的來(lái)源絕大部分取自于耕地，不符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，因此尋求燒制陶粒的替代原料具有重要的意思，以污泥制備陶粒，既解決污泥的二次污染問(wèn)題，同時(shí)又將污泥變廢為寶，使其成為一種有用的資源，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的結(jié)合，走出了一條可持續(xù)發(fā)展的道路。

    目前污泥炭化處理及污泥制陶粒均取得不錯(cuò)的研究成果，市場(chǎng)應(yīng)用前景良好。但污泥炭化和污泥制陶粒屬于不同的工藝路線，對(duì)污泥的配比、成型、燃燒溫度、處理時(shí)間、附屬設(shè)備均有不同的要求，傳統(tǒng)的方式只能對(duì)污泥進(jìn)行單一的處理，生產(chǎn)裝置和設(shè)備不通用，處理成本及建設(shè)成本比較大，不能適應(yīng)市場(chǎng)的變化。

    現(xiàn)在市場(chǎng)變化很快，要根據(jù)市場(chǎng)及國(guó)家方針的需要開(kāi)發(fā)一種適應(yīng)性強(qiáng)，既能生產(chǎn)陶粒，又能對(duì)污泥進(jìn)行炭化活化處理的裝置和核心裝備，該裝備通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)整適應(yīng)不同的處理要求，生產(chǎn)出兩種合格的產(chǎn)品，并且做到熱效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定、無(wú)污染等，顯得越來(lái)越重要。

本項(xiàng)目主要研究?jī)?nèi)容：開(kāi)發(fā)一套適應(yīng)性強(qiáng)，既能生產(chǎn)污泥陶粒，又能對(duì)污泥進(jìn)行炭化活化處理的裝置和核心裝備，該裝備通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)整適應(yīng)不同的處理要求，生產(chǎn)出污泥陶粒和活性炭?jī)煞N合格的產(chǎn)品。

其要點(diǎn)包括：

（1）具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污泥碳化、熱解系統(tǒng)，采用的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的生產(chǎn)；

（2）具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污泥資源化綜合處理裝置，該裝置可以使市政污泥在缺氧狀態(tài)下生產(chǎn)活性炭；也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)配料后，通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)整裝置的燃燒情況，在裝置中煅燒陶粒；

（3）采用的熱工流場(chǎng)分析，研發(fā)高效能氣固換熱設(shè)備，換熱效率大幅提高，熱耗降低，動(dòng)力消耗下降，應(yīng)用于污泥資源化綜合處理裝置內(nèi)；

（4）研發(fā)高效、安全的污泥碳化、煅燒專(zhuān)用燃燒裝置；

（5）研發(fā)安全的污泥碳化密封裝置；

（6）研究污泥碳化、煅燒后的廢氣機(jī)理及性能，開(kāi)發(fā)高效、安全的廢氣處理設(shè)備，實(shí)現(xiàn)清潔環(huán)保生產(chǎn)；

（7）研究同套處理裝置在污泥碳化時(shí)和煅燒陶粒時(shí)不同的狀態(tài)和要求，適應(yīng)性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)切換，完全實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)整；

（8）污泥投入量可實(shí)現(xiàn)0.5~3倍的變化；

（9）啟動(dòng)需要燃料可使用氣、油等；

（10）設(shè)備實(shí)現(xiàn)模塊化、集中化程度高；

（11）投資相當(dāng)于建設(shè)污泥制陶粒、污泥制活性炭?jī)蓷l生產(chǎn)線的15%～20%；

（12）利用污泥自身的熱值，生產(chǎn)過(guò)程中不需要消耗外燃料；

本項(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：

（1）具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的污泥綜合處理裝置，采用計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)污泥生產(chǎn)活性炭和污泥生產(chǎn)陶粒的不同需要，生產(chǎn)過(guò)程中的調(diào)整通過(guò)計(jì)算機(jī)完成；

（2）采用的氣固換熱流場(chǎng)分析系統(tǒng)，使裝置換熱效率大幅提高，熱耗降低，動(dòng)力消耗下降；

（3）開(kāi)發(fā)出炭化過(guò)程中要求的缺氧狀態(tài)下的密封關(guān)鍵技術(shù)；

（4）裝置有效解決環(huán)保問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)處理污染物徹底，排放完全滿足目前我國(guó)排放標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)清潔環(huán)保生產(chǎn)。

預(yù)期目標(biāo)為：

（1）循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)的污泥炭化、活化、煅燒陶粒等要求，設(shè)備外溫不超過(guò)60℃，運(yùn)行過(guò)程中無(wú)氣體泄漏；

（2）污泥陶粒粒徑范圍為：3~20mm；

     松散容重: 600~1500 kg/m3；

     筒壓強(qiáng)度:1.5~4 MPa；

（3）活性炭碘值達(dá)到400~600mg/g；

（4）環(huán)保指標(biāo)：優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)；

（5）每年處理含水率20%的干化污泥2萬(wàn)噸。