污泥低温碳化技术分析和应用实例
污泥低温干化技术应用分析
图1污泥低温干化技术应用分析63热泵烘干Heat Pump Drying 参照CJT221-2005《城市污水处理厂污泥检验方法》;重金属测定，参照GB7475。
1.3.2� 污泥低温干燥将三种污泥分别烘干至含水率约80％左右，并按1:1:1的比例进行混合。
在密封干燥仓上端入口有一设备把湿污泥均匀地分配在整条污泥传送带上，运泥传送带分两层，把污泥送到密闭干燥仓尾部再返回前端。
在密闭干燥仓旁是干空气发生器，其产生的干燥空气由干燥仓底部吹进密闭干燥仓。
干燥空气把污泥中的水分蒸发带走，潮湿空气再进入空气干燥机，机中的冷凝器把水分凝结再从底部流出，凝结的水分可再用。
空气再经热泵加热至38℃、42℃、46℃、50℃、55℃，再循环至密闭干燥仓底部，整个过程空气在设备内循环，基本没有任何挥发物排放。
在密闭干燥仓前方底部处，一台螺旋运输带把干燥污泥排出。
污泥干燥流程图如图1所示。
近年来，随着我国城市经济的高速发展，我国的城市污水处理基础设施取得了很大的进步，城市污水处理量从1997年的30多座，增加到2000多座，污水处理能力每天约8000多万立方。
但是，在污水处理能力提高的同时，一个曾经忽视，而今又必须面对的问题是污泥必须得到妥善的处理处置。
热干化是一种有效和环保的污泥处理方式，干化后的污泥可直接填埋、制作环保砖或焚烧)然而，热干化处理污泥需要消耗较大的能量、处理成本高，这成为制约该技术广泛应用的最大障碍。
为探索污泥低温热干化技术，以海南省危险废弃物处置中心为平台，采用某印染废水厂、造纸废水厂及市政污水厂的剩余污泥为干化对象，通过对污泥泥质、进出水含水率等特性为研究对象，对污泥低温热干化技术进行论证。
1.1 材料实验污泥取自海南省危险废弃物处置中心。
1.2 主要仪器污泥低温干化机GZEPGH-6、AA6000型原子吸收分光光度计、101C-B-2型电热鼓风干燥箱、PHS2.5酸度计、SCT-3型水分快速测定仪、TG332A型微量天平等。
污泥干化炭化技术
市政污泥干化-炭化技术目录一、常用污泥干化概述四、干化-炭化工艺介绍二、传统污泥干化工艺三、炭化技术的介绍五、工艺特点六、污泥炭产品性能及利用七、污泥炭化技术案例一、常用污泥干化概述工艺和设备，直接或间接的使污泥中水分快速的蒸发的一种工艺。
二、常用污泥干化工艺• 2.1流化床干化工艺优点：结构简单、操作方便、投资成本低、占地面积小排空缺点：热效率低、设备易磨损、运行成本高、尾气处理量大，易造成二次污染湿物料洗涤塔旋风除尘器蒸汽换热器冷凝水鼓风机自然空气引风机成品成品进水回水料仓二、常用污泥干化工艺• 2.2薄层干燥工艺优点：无返料混合，处理时间短、尾气处理量少、物料适应范围广缺点：热效率低、设备易磨损、占地面积大、投资运行成本较高二、常用污泥干化工艺• 2.3 圆盘式干燥工艺优点：热效率较高、噪声低、占地面积小、运行成本较低缺点：设备投资成本高、处理量受限、易磨损、不适用于粘性物料二、常用污泥干化工艺• 2.4浆叶式干燥工艺优点：占地面积小、热效率高、投资成本低、尾气处理量少缺点：设备结构复杂、检修困难，易磨损、使用寿命短、运行成本较高三、传统炭化技术介绍四、干化-炭化工艺介绍由上述分析，可知目前国内常用的污泥干化、炭化方式均存在热效率低、能源消耗量大、易产四、干化-炭化工艺介绍•污泥二级干化-炭化技术，具有物料适应能力强，速度快，能耗低等优点，拥有多项国家专利。
该系统将一级烘干机、二级烘干机、污泥炭化机立式串联设计，大幅度提高了能源利用效率，实现了污泥资源化利用。
一级干化机安装位置二级干化机安装位置裂解炭化机安装位置系统安装图一级干化系统80%含水污泥•二级干化-炭化流程图四、干化-炭化工艺介绍污泥炭裂解炭化系统尾气处理系统生物质汽化炉二级干化系统四、干化-炭化工艺介绍• 4.1生物质气化炉原理：生物质气化炉是通过热化学过程，将生物质裂解气化成为气体燃料，俗称“木煤气”。
生物质气化炉为整套工艺系统提供热源四、干化-炭化工艺介绍实现以可燃气体热值高四、干化-炭化工艺介绍一级干化污泥二级干化污泥四、干化-炭化工艺介绍污泥裂解炭化技术污泥裂解炭化装置•炭化裂解技术原理本技术立足于传统生物质汽化炉四、干化-炭化工艺介绍制炭工艺，研发出更适用于污泥裂解炭化的设备，设备成本较低，能量利用效率及处理效果均有明显提高。
污泥经过污泥低温干化处理一体机处理后的好处和用途有哪些
污泥经过污泥低温干化处理一体机处理后的好处和用途有哪些?
污泥主要分为制革污泥、电镀污泥、城市污水处理厂污泥、活性污泥、下水污泥、石化污泥、油田污泥、造纸污泥、印刷污泥化工污泥等种类。
污泥低温干化处理就是为了更好的利用污泥进行再次循环利用，杜绝二次污染。
现在常规的污泥处理就是利用污泥烘干机进行烘干，然后可以作为农业肥料、建筑材料、焚烧、填埋等使用。
污泥最初始的时候含水率很高，最高可达99%，首先经过污水处理厂的浓缩池，污泥含水率在95%左右，在通过板框压滤机脱水，可达到80%含水率。
所以污泥最主要的处理流程就是干化，污泥干化机的工作原理就是将含水率80-99%的污泥干化至30%左右然后在进行处理和利用。
污泥干化具有以下几大优点：
(1) 减量化：由于污泥含水量很高，体积很大，且呈流动性。
经以上流程处理之后，污泥体积减至原来的十几分之一，且由液态转化成固态，便于运输和消纳。
(2) 稳定化：污泥中有机物含量很高，极易腐败并产生恶臭。
经以上流程中消化阶段的处理以后，易腐败的部分有机物被分解转化，不易腐败，恶臭大大降低，方便运输及处置。
(3) 无害化：污泥中，尤其是初沉污泥中，含有大量病原菌、寄生虫卵及病毒，易造成传染病大面积传播。
经过以上流程中的消化阶段，可以杀灭大部分的姻虫卵、病原菌和病毒，大大提高污泥的卫生指标。
(4) 资源化：污泥是一种资源，其中含有很多热量，其热值在10000～
15000kJ/kg(干泥)之间，高于煤和焦炭。
另外，污泥中还含有丰富的氮磷钾，是具有较高肥效的有机肥料。
污泥碳化技术简介精选文档
污泥碳化技术简介精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-污泥碳化技术简介:1、污泥低温碳化技术1.1、什么是低温碳化市政污泥中含有可燃物质，尤其是生化污泥（二沉池排出的剩余污泥），由于其中含有大量的活性污泥细菌，可燃物质量更大。
根据上海、天津等地的污泥发热量试验，中国市政污泥中的发热量约为2200－3300大卡/吨干物质。
其中消化后的污泥发热量较低，一般仅为未消化污泥的70％左右。
夏季污泥的发热量比冬季低。
所谓污泥碳化，就是通过给污泥加温和加压，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程。
污泥碳化的优势在于，污泥碳化是通过裂解方式将污泥中的水分脱出，能源消耗少，剩余产物中的碳含量高，发热量大，而其它工艺大多数是通过加热，蒸发的方式去除污泥中的水分，耗能大，灰分中的碳质低，利用价值小。
污泥碳化的发展世界上污泥碳化技术的发展分为以下三个阶段（1）理论研究阶段（1980－1990年）。
这个阶段的研究集中在污泥碳化机理的研究上。
这个阶段一个突出特点就是大量的专利申请。
Fassb ender, 等人的STORS专利，Dickinson 污泥碳化专利都是在这期间申请和批准的。
（2）小规模生产试验阶段（1990－2000年）。
随着污泥碳化理论研究的深入和实验室试验的成功，人们开始思考将污泥碳化技术转变成为真正商业化污泥处理的装置。
在大规模商业化之前，为了减少投资风险，需要对该技术进行小规模生产性试验（Pilot Trial）。
通过这些试验，污泥碳化技术开始从实验室走向工厂。
这期间设计和制造了许多专用设备，解决了大量实际工厂化的技术问题。
这个阶段的特点如下：规模小。
例如1997年日本三菱在宇部的污泥碳化厂规模为20吨/天；1992年，日本ORGANO公司在东京郊区建了一个污泥碳化试验厂；1997年Thermo Energy 在加利福尼亚州Colton市建立了一个污泥碳化实验厂规模为每天处理5吨干泥。
污泥炭化处理2
污泥碳化处理技术原理
3. 污泥碳化处理技术
污泥碳化处理技术
Sludge carbonization technology
污泥炭化技术是将污泥在炭化机中进行无氧或微氧的条件下的“干 溜”，使污泥中的水分蒸发出来，同时又最大限度地保留了污泥中 的碳值过程。污泥中的有机物被炭化，炭化后的污泥性质类似于活 性碳，可以广泛用于吸附除臭脱水等用途。而且炭化后的污泥体积 小，污泥中无有毒气体等，不会造成二次污染。
Sludge carbonization technology
随着中国社会经济和城市化的发展，城市污水的产生及其数量在不断 增长。根据有关预测，我国城市污水量在未来二十年还会有较大增长， 2010年污水排放量将达到440亿立方米/d；2020年污水排放量达到536亿立 方米/d。
污泥是污水处理后的附属品、是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗 粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体。污泥量通常占污水量的0.3%～ 0.5%（体积）或者约为污水处理量的1%～2%（质量），如果属于深度处理， 污泥量会增加0.5～1倍。污水处理效率的提高，必然导致污泥数量的增加。 目前我国污水处理量和处理率虽然不高（4.5%），但城市污水处理厂每年 排放干污泥大约30万吨[3]，而且还以每年大约10%的速度增长。
回收系统
燃烧系统
自控系统
4. 污泥碳化应用实例
有机化肥：
传统的污泥好氧发酵由于占地面 积大、周期长、易产生臭气、厌氧消 化过程中大约只有一半的有机物转化 为甲烷气体，产气率，能源回收率低 而逐渐的被一些新工艺取代。该工艺 直接将生污泥转化为干化污泥，辅料 一次混拌配料，再经过特制的螺杆挤 压造粒机造粒。肥料的比表面积增大， 这样就能保证均匀的烘干效果，烘干 效率也大大提高；最后投入烘干机烘 干，经过筛分，可立即将污泥快速制 成颗粒燃烧（或有机复合肥）。
污泥低温碳化技术的中试研究
市政污泥中含有可燃物质，尤其是生化污泥（二沉池排出的剩余污泥），由于其中含有大量的活性污泥细菌，可燃物质量更大。
根据上海、天津等地的污泥发热量试验，中国市政污泥中的发热量约为2000－3500大卡/公斤干物质。
其中消化后的污泥发热量较低，一般仅为未消化污泥的70％左右。
夏季污泥的发热量比冬季低[1]。
所谓污泥碳化，就是通过一定的手段，使污泥中的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中的碳值，使最终产物中的碳含量大幅提高的过程。
污泥碳化分为高温碳化、中温碳化和低温碳化三种。
其中高温碳化以日本的巴工业、荏原，三菱重工，以及美国的IES为代表；中温碳化以澳大利亚ESI为代表；低温碳化以美国的EnerTech和ThermoEnergy为代表[2-3]。
污泥低温碳化技术的特点是，通过加温加压使污泥中的生物质裂解，将其中的水分释放出来，通过普通的机械脱水即可将污泥中75％的水分脱除。
由于该技术没有蒸发过程，极大地节省了运行中的能源消耗，而且污泥低温碳化过程中保留了污泥中的绝大部分碳值，为碳化物的能源再利用创造了条件。
一、试验装置与方法1、工艺流程及试验装置污泥低温碳化装置的设计处理规模为5吨湿泥/天，工艺流程如图1所示，将含水率80％左右的脱水污泥切碎、搅拌后，加入催化剂和卤素添加剂，通过高压柱塞泵送入碳化系统，在外部热源（本次试验采用电加热导热油炉）的作用下，通过预热器和加热器，把污泥加热到210-260℃，并在反应釜中停留12min，污泥中的生物质发生裂解，水分得到释放。
反应釜出来的裂解液回流到预热器，对进泥进行预热，能够把进口污泥从0-30℃提高到120-150℃，实现能量的回收。
经过预热器的裂解液随后进入冷却系统，冷却后的温度在80℃以下，经过安装在冷却器后的背压装置排出。
背压装置保证系统各点的压力在相应点温度的饱和蒸汽压以上，避免蒸发过程的发生。
裂解液从背压装置排出后进入常压状态，经过常规脱水后，污泥的含水率在50％以下，可以直接进行填埋，也可根据客户的要求进行进一步的干化造粒，进行资源化利用。
污泥低温处置新技术
一、污泥现状:污泥中含有具有潜在利用价值的有机质，氮、磷、钾和各种微量元素，寄生虫卵、病原微生物等致病物质，铜、锌、铬等重金属，以及多氯联苯、二噁英等难降解有毒有害物质，如不妥善处理，易造成二次污染.我们认为处理后的污泥或污泥产品在环境中或利用过程中达到长期稳定，并对人体健康和生态环境不产生有害影响才是最终消纳方法。
对于一些污水厂所在地区的工业经济比较发达而且没有空余土地消纳污泥的可以采取对污泥进行适当处理后作为生产水泥的辅助燃料或电厂补充燃料。
污水厂污泥是市政污泥，市政污泥的细胞水含量多且具有发热量，低位发热量约为2000－3400大卡/吨干污泥。
如卖给发电厂做燃料每吨干泥可以产生2000-3300大卡的热量，现在5500大卡的热量的燃煤在中国卖到800元/吨左右，而且用量每天很大，火电厂都有烟气和粉尘处理设施，如把干燥后的污泥（70%含固率）作为燃料送到发电厂，不仅可以产生效益，而且合理利用电厂环保设施资源，避免投资浪费（污水厂减少处理污泥的环保投入），高效环保的最终处置了污泥，而且污泥作为燃料发挥了自身最大化的利用率，真正做到了再生能源。
二、除湿热泵污泥干化原理：除湿热泵-是利用制冷系统使湿热空气降温脱湿同时通过热泵原理回收空气水份凝结潜热加热的一种装置。
除湿热泵=除湿(去湿干燥)+热泵(能量回收)结合。
污泥除湿干化机是利用除湿热泵对污泥采用热风循环冷凝除湿烘干；传统污泥热干化系统供热量90%转化成排风热损失(水蒸汽潜热及热空气显热)；除湿干化是回收排风中水蒸汽潜热和空气显热，除湿干化过程没有任何废热排放；三、除湿热泵特点详述：1、可充分实现对污泥进行“减量化、稳定化、无害化和资源化”处理，最终污泥颗粒可做肥料、燃料、焚烧、建筑材料、生物燃料、填埋场覆土、土地利用等。
2、采用连续网带干燥模式，适合各类型污泥干化系统，使用寿命长。
3、可将含水率80%泥饼干燥成含水10%污泥颗粒或泥条；污泥减容量为1/4-1/5，城镇污泥干化后污泥热值可达3000kcal/kg。
污泥低温碳化技术分析和应用实例
6. 污泥低温碳化技术的投资
蓝色部分为污泥碳化车间，绿色部分为原污泥脱水机房
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8. 污泥低温碳化技术的应用前景
污泥低温碳化技术的前景有如下几个方面： （1） 取代传统工艺，独立实现污泥的处理和处置； （2） 作为干化、焚烧和堆肥的前处理工艺，用很低的投资和很小的运行费用首先将
污泥总体积减少 60%，极大的降低了污泥处置的总投资和运行成本； （3） 该技术可以应用于对其他类似的生物质固体的处理，例如秸秆，椰壳等。
将 1 公斤含水率 80%的污泥干化为含水率 50%，理论上所需要的总能量为：
1568 + 48 ＝ 1616 KJ
污泥焚烧理论上所需要的能量
污泥焚烧的过程实际上就是干化和焚烧过程的结合。理论上其所需要的能量与干化是完 全相同的。但焚烧过程中，污泥中原有的热值被利用，因此，减少了污泥焚烧实际所需要的 热量。
一百摄氏度所需要的热量）。而把 1 公斤污泥中的 80%水分用蒸发的方法降至含水率 50%需 要的热量计算如下。
蒸发的水量： Wz = （1 － （1-80%）/(1-50%)）= 0.6kg 蒸发的能耗： Ez = 4.18*0.6*（100-20）+ 2280 * 0.6 = 1568 KJ 剩余物质升温所需要的热量：1.5*（1-0.6）*（100-20）＝ 48 KJ
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污泥低温干化技术分析
污泥低温干化技术分析作者：武奇郁亚磊吴建军来源：《科学导报·学术》2019年第47期摘 ;要：市政污泥产量逐年增加，污泥的减量化无害化处理方式得到广泛关注，脱水污泥含水率是制约其处置的瓶颈问题，传统脱水污泥干化中水分释放速率较慢，本文对传统聚丙烯酰胺条例脱水，采用芬顿试剂对污泥进行处理，探究深度脱水调理剂对污泥干化中水分释放的影响。
分析污泥低温干化设备的作用原理，介绍旋转压滤机污泥低温干化设备工艺流程，工艺对生活工业混合污泥进行干化处理，可获得污泥回收率较高良好效果，成本较低，具有一定市场推广价值。
关键词：污泥处理;干化技术市政污泥主要来自城市生活污水处理，污水中部分沉淀物作为剩余污泥被排出系统，污水处理模块化导致副产物市政污泥量增加，通常污水处理厂浓缩污泥含水率在93%，常规脱水后脱水泥饼含水率在80%左右，高水率使得污泥体积较大，提高后续运输成本，针对国内外污泥调理脱水等技术做了大量研究，污泥可作为生物质类固体废弃物进行热处理，由于污泥成分复杂，含有大量病原体及重金属等，容易腐化发臭，产生后处理中释放恶臭气体，处理不当会造成二次污染，对水体产生危害。
城镇排水处理条例规定，污水污泥处理必须满足国家相关标准，污泥问题提上城市建设日程，污泥产量增长导致各种经济环境问题，如何有效实现污泥减量化无害化处理将引起广泛关注。
污泥调理剂干化直接决定污泥最终处置效果，值得重点关注。
一、污泥调理技术研究污泥处理主要是污泥处置前对污泥进行稳定化等操作，污泥调理脱水是处理中的重要步骤，污泥脱水前通过理化手段复合使用改善污泥脱水性能。
通过对污泥水分存在形式分析，污泥调理主要集中于破除污泥中有机聚集体结构，及在污泥中构建脱水通道方面，通过调理可改变污泥组织结构等特性，减少其粘性，污泥经调理后可降低脱水压力，降低脱水泥饼含水率【1】。
传统污泥脱水方式为混合污泥经过简单浓缩，添加有机高分子絮凝剂，利用离心脱水得到脱水污泥。
污泥低温碳化处理循环利用
污泥低温碳化处理循环利用我国城镇污水处理今年来取得前所未有的发展，处理污水的同时会产生大量的污泥，这些污泥中含有大量的重金属、物生物及病菌，不妥善处理，就会对环境产生二次污染，污泥的碳化处理即将污泥变废为宝，实现资源化利用，达到无害化、减量化和资源化的效果。
标签：污泥处理;低温碳化;焚烧;热解1 技术原理城镇污泥低温炭化循环利用技术是在低温（≤240度）环境下将污泥气化、炭化制成有机炭，有机炭是一种新能源，其热值可达3，800kcal/kg，可替代一次性燃料（煤、油或气）返回至本系统锅炉3，800kcal/kg，可替代一次性燃料（煤、油或气）返回至本系统锅炉中高温（≥1000 度）燃烧供熱，热量回用于污泥气化、炭化处理（实现污泥热值的循环利用）;产生的废气经喷淋、洗涤、冷却、除臭、除雾处理符合《生活垃圾焚烧污染物控制标准》排放;尾气处理产生的废水进污水处理厂处理;有机炭高温（≥1000 度）燃烧产生的炉渣经检测无重金属浸出毒性危害，活性，可作为水泥、混凝土、保温砖的生产原料，实现污泥资源化利用。
2 工艺流程说明污水处理厂污泥通过车载运至项目所在地，经地磅称重计量后倒入料仓中，料仓底部设置有推杆闸阀及水平螺旋输送机，打开闸阀，污泥掉入水平螺旋机内，经输送进入倾角螺旋输送机中，然后经密闭进料装置进入气化反应器中，在气化反应器内，污泥与换热装置发生热交换，污泥发生热化学反应，泡体结构破坏，污泥中的水变成水蒸气从污泥中分离出来;气化反应后的污泥跌落进入炭化反应器内继续反应，污泥的含水率进一步降低，污泥转变成有机炭颗粒，然后经螺旋输送机进入锅炉料斗中，经锅炉进料装置进入炉膛内高温燃烧，高温燃烧产生的炉渣经刮板机输送进入大倾角皮带输送机中，然后进入炉渣料仓中储存，待料仓满后，运输车辆开至料仓下，开启料仓门，炉渣跌落进入运输车辆车斗中，外运制砖。
辅助燃料经装载机装载进入辅助燃料斗中，经皮带输送机输送进入锅炉料斗中与有机炭颗粒混合进入炉膛内高温燃烧。
污泥碳化技术
污泥处理最新技术汇总（1）：美国SlurryCardTM污泥碳化工艺本文出自: 水世界网作者: menu771222 点击率: 12091.1 什么是污泥碳化市政污泥中含有可燃物质，尤其是生化污泥（二沉池排出的剩余污泥），由于其中含有大量的活性污泥细菌，可燃物质量更大。
根据上海、天津等地的污泥发热量试验，中国市政污泥中的发热量约为2200－3300大卡/吨干物质。
其中消化后的污泥发热量较低，一般仅为未消化污泥的70％左右。
夏季污泥的发热量比冬季低。
所谓污泥碳化，就是通过给污泥加温和加压，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程。
污泥碳化的优势在于，污泥碳化是通过裂解方式将污泥中的水分脱出，能源消耗少，剩余产物中的碳含量高，发热量大，而其它工艺大多数是通过加热，蒸发的方式去除污泥中的水分，耗能大，灰分中的碳质低，利用价值小。
1.2 污泥碳化的发展世界上污泥碳化技术的发展分为以下三个阶段。
（1）理论研究阶段（1980－1990年）。
这个阶段的研究集中在污泥碳化机理的研究上。
这个阶段一个突出特点就是大量的专利申请。
Fassb ender, A.G等人的STORS专利，Dickinson N.L污泥碳化专利都是在这期间申请和批准的。
（2）小规模生产试验阶段（1990－2000年）。
随着污泥碳化理论研究的深入和实验室试验的成功，人们开始思考将污泥碳化技术转变成为真正商业化污泥处理的装置。
在大规模商业化之前，为了减少投资风险，需要对该技术进行小规模生产性试验（Pilot Trial）。
通过这些试验，污泥碳化技术开始从实验室走向工厂。
这期间设计和制造了许多专用设备，解决了大量实际工厂化的技术问题。
这个阶段的特点如下：规模小。
例如1997年日本三菱在宇部的污泥碳化厂规模为20吨/天；1992年，日本ORGANO公司在东京郊区建了一个污泥碳化试验厂；1997年Thermo Energy 在加利福尼亚州Colton市建立了一个污泥碳化实验厂规模为每天处理5吨干泥。
污泥低温干化全方位解析
污泥低温干化全方位解析污泥处理一直是环境保护领域的一个重要课题。
近年来，污泥低温干化技术逐渐受到人们的关注，被认为是一种环保、高效的处理方式。
本文将对污泥低温干化技术进行全方位解析，包括其原理、优势、应用以及未来发展趋势。
污泥低温干化技术是指在低温条件下对污泥进行干化处理的方法。
相比于传统的高温干化技术，低温干化技术具有以下优势：首先，低温干化过程中产生的有机物挥发少，能有效减少甲醛等有害物质的排放；其次，低温干化过程中对污泥的营养成分破坏较小，有机物质的残留率更高；再次，低温干化过程中耗能更低，处理成本更为经济。
因此，污泥低温干化技术在环保领域有着广阔的应用前景。
污泥低温干化技术的应用主要包括生活污水处理厂、工业废水处理厂、农业污水处理厂等场所。
通过低温干化处理，可以将污泥中的水分蒸发，减少体积，降低运输成本。
同时，低温干化过程中产生的有机物质可以作为肥料或生物能源，实现资源化利用。
因此，污泥低温干化技术在污泥处理行业有着广泛的应用前景。
未来，随着环保意识的提高和技术的进步，污泥低温干化技术将会得到进一步推广和应用。
同时，行业标准的制定和政策法规的支持也将促进污泥低温干化技术的健康发展。
我们相信，在不久的将来，污泥低温干化技术将成为污泥处理领域的主流技术，为环境保护事业作出更大的贡献。
综上所述，污泥低温干化技术是一种环保、高效的污泥处理方式，具有广阔的应用前景和发展空间。
通过不断探索和创新，我们可以更好地利用这一技术，为环境保护事业做出更大的贡献。
愿污泥低温干化技术在未来得到更广泛的应用，为建设美丽中国贡献力量！。
污泥低温热泵干化技术分析及其应用
Vol.39,No.2 2021年2月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization©应用研究污泥低温热泵干化技术分析及其应用李卓君，王磊（上海巴安水务股份有限公司，上海201716）摘要：市政污泥是污•水处理后的副产物，具有含水率高的特点，无法直接利用，所以实现污泥减量是达成污泥资源化利用至关重要的一步。
污泥低温热泵干化是直接干化的一种形式，具有运营费用低、配套设施少、环保能效高等特点。
本文简要介绍了低温热泵干化的原理与运行特点，结合应用案例，探索污■泥低温干化的发展方向，并进行经济分析，论证了低温热泵干化技术在污泥干化领域推广的可行性，为污泥处理行业添砖加瓦。
关键词：资源利用；污泥处置；污泥干化；低温热泵；环保中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1008-9500（2021）02-0027-04DOI:10.3969。
.issn.1008-9500.2021.02.010Analysis and Application of Sludge Low Temperature Heat Pump DryingTechnologyLI Zhuojun,WANG Lei(SafBon Water Service(Holding)Inc.,Shanghai201716,China)Abstract:Municipal sludge is a by-product of sewage treatment,which has the characteristics of high water content and cannot be used directly,therefore,the realization of sludge reduction is a crucial step to achieve resource utilization of sludge.Sludge low-temperature heat pump drying is a form of direct drying,which has the characteristics of low operating costs,fewer supporting facilities,and high environmental protection and energy efficiency.This paper briefly introduces the principle and operating characteristics of low-temperature heat pump drying,combined with application cases,explores the development direction of low-temperature sludge drying,and conducts economic analysis to demonstrate the feasibility of low-temperature heat pump drying technology in the field of sludge drying,thereby contributing to the sludge treatment industry.Keywords:resource utilization;sludge disposal;sludge drying;low temperature heat pump drying;environmental protection改革开放以来，我国经济建设飞速发展，其间对环保问题的重视也在不断加强，在过去的20多年里，中国城镇污水处理率从不足16.2%飙升至96%。
浅析低温污泥碳化技术
浅析低温污泥碳化技术
浅析低温污泥碳化技术
摘要:城市产生的生活污水、工业废水严重影响着城市从综合水平的提高和居民的生活质量。
然而在污水处理过程中会产生一定数量的有机污泥,如果得不到有效处置,会严重影响当地环境质量,甚至造成二次污染。
低温污泥炭化技术是一种近年来比较先进的污泥处理技术。
本文主要对低温污泥炭化技术进行了探讨。
关键词:污水处理生活质量污水碳化
1 国内外污泥处理的现状
目前我国有将近80%的污泥没有科学处理,污泥存在随便对方的情况,有的已经造成了二次污染,并且引起了社会的关注。
2010年初,住建部副部长仇保兴称,“十五”期间我国主要进行污水处理厂工作。
据国家环保部门统计,到2015年,我国城镇污水处理率将达到60%,届时每年全国污泥产生量将达到3560万吨,污水处理厂将达到1800座。
2 低温污泥炭化技术
目前低温碳化的应用远远高于其它两种,在此我们仅对低温碳化进行简要的分析。
对于低温污泥碳化我们可以这样理解,就是利用某种设备给污泥加温、加压,迫使污泥中的细胞裂解,达到可以将其水分释放的效果,同时又最大限度的将污泥中的碳质保留的过程。
低温污泥碳化技术同其它污泥处理工艺相比较,其它工艺大多数是通过加热,。
低温碳化介绍1页
污泥低温碳化宣传页天津机电进出口有限公司一个100万人口的城市，每天约产生100吨以上，含水80%的污泥。
污水净化后，洁净水返回到自然界，污泥沉淀在污水处理厂。
由于污泥中含有大量生物细胞，使用一般的机械脱水，污泥的含水率仍在80%左右。
国家要求送往填埋场的污泥含水率必须降至60%以下。
为达到此目标，一般需要向污泥中添加石灰，或将污泥干化，或将污泥焚烧。
污泥还可以堆肥，制砖。
这些方法均为传统工艺。
传统工艺技术成熟、可靠，但投资大，运行成本高，处置后的污泥往往无法找到最终出路。
中国目前沿海大城市还有一半以上的污泥没有处置，中小城市和内地城市的污泥处置比率更低。
人们希望找到一种新的工艺，它的投资更小，运行费用更低，处置后的污泥如能变成资源再利用更好。
低温碳化就是这样一种新型工艺。
低温碳化的原理就是将污泥加温、加压，将其中的细胞裂解，使污泥中的水分失去细胞的束缚，再用简单的机械将水分挤出，挤出的水分中含有较高的有机质，可作为有机液体能源使用；而剩余干物质中含有较高的碳值，可作为能源。
低温碳化原理虽然简单，要实现连续生产，必须开发适应高粘度污泥的泵、阀、换热器。
国外从1980年开发，目前已经有大型应用实例。
天津机电从2006年开始开发，2009年中试成功，2011年与山西国际能源合作，开发了中国第一座污泥低温碳化工厂，处理能力100吨/日。
2014年，该技术推广至山西阳泉市、太原市两地，目前项目正在建设中。
与传统污泥处置技术比较，污泥低温碳化的投资小。
一般每天处置100吨的污泥处置厂，干化投资约5000万元，焚烧约7000万元，堆肥约2500万元，投加石灰约2000万元。
低温碳化约3000万元。
堆肥和加石灰的投资虽然低于低温碳化，但后期出路有问题，堆肥产品不能农用，投加石灰需要占用填埋场资源。
与传统工艺比较，污泥低温碳化的运行费低。
处理一吨污泥，干化约需400元，焚烧约350元，堆肥约200元，投加石灰约250元。
污泥碳化工艺及应用
污泥碳化工艺及应用每年中国的固体废弃物有数百亿吨，主要包括污泥、粪便，秸秆、餐厨、沼渣等等，这些都是我们处理的对象。
那么我们怎么去处理？是否有新技术来主导未来的产业方向呢？东北的黑土地是经过数万年由死亡的动植物通过自然界的自然炭化形成的，还有亚马逊的黑土地，其流域12%是黑土地，但它是人造的，不是天然形成的，它的黑土地的形成是土著通过焖烧动植物形成的生物碳施到土壤里面形成的，它是人工的。
人工生物碳形成的黑土地，它的产出是没有经过生物碳改良土地的一两百倍，因为生物碳是多孔的，其中除了含有营养物质，多孔可以形成各种微生物的载体，如果耕地退化，通过施用生物碳是恢复耕地生态功能的根本途径，根据我国耕地面临的窘境，现实意义深远，‘生物碳’必将成为超级肥料成为未来土壤改良的重点。
碳化技术是将污泥在炭化设备中进行无氧或微氧条件下加温加压的“干溜”，使污泥中的细胞裂解使水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中的碳值过程。
污泥中的有机物被碳化后的性质稳定，可以广泛用于吸附除臭、污水过滤、环保融雪剂、燃料、土壤改良、活性炭等诸多用途。
碳化后的污泥体积小，污泥中无有毒有害气体等，不会造成二次污染。
所以污泥碳化是一种既不会损坏环境又能资源回用的经济型处理技术。
污泥碳化技术不但能有效处理了污泥污染难题，还能将其制成具有高附加值的商品，真正实现了废弃物的资源化利用。
在世界范围内污泥碳化主要分为三种(1) 高温碳化。
碳化时不加压，温度为649—982℃。
先将污泥干化至含水率约30%，然后进入碳化炉高温碳化造粒。
碳化颗粒可以作为低级燃料使用，该技术主要应用在日本或美国，可以实现污泥的减量化和资源化，但由于其技术复杂，运行成本高，产品中的热值含量低，目前尚未有大规模地应用。
(2) 中温碳化。
碳化时不加压，温度为426—537℃。
先将污泥干化至含水率约90%，然后进入碳化炉分解。
工艺中产生油、反应水(蒸汽冷凝水)、沼气(未冷凝的空气)和固体碳化物。
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干化生产线
干化生产线
低温碳化
干化线
干化生产线
引入低温碳化工艺降低污泥干化的投资和运行费
中国在 2000 年以前目前还没有一个真正的污泥热分解试验装置。1996 年，何品晶，顾 国维，绍立明等人就曾经在《中国环境科学》杂志上介绍过污泥热分解技术。在这之后，武 汉工业大学和上海同济大学均在试验室中进行过污泥热分解的试验。试验结果与目前国外几 个厂家所得出的结论基本相同。
2005 年，日本高温碳化技术开始在中国几个大城市宣传和推广，但由于当时污泥处置 问题在各个城市中尚未得到高度重视，加之高温碳化设备价格高昂，技术推广在中国受阻。 2012 年初，采用日本高温碳化技术，日处理能力为 10 吨脱水污泥的生产线在武汉正式投产 运行。
将 1 公斤含水率 80%的污泥干化为含水率 50%，理论上所需要的总能量为：
1568 + 48 ＝ 1616 KJ
污泥焚烧理论上所需要的能量
污泥焚烧的过程实际上就是干化和焚烧过程的结合。理论上其所需要的能量与干化是完 全相同的。但焚烧过程中，污泥中原有的热值被利用，因此，减少了污泥焚烧实际所需要的 热量。
4. 晋中污泥低温碳化工程的成果
项目概况： 项目名称： 项目建设单位： 工程规模： 项目地点： 占地面积： 开工日期： 完工日期： 投入运行：
晋中市城区污泥处置试点工程 山西正阳污水净化有限公司（国际能源全资控股） 100 吨脱水污泥/天 山西省晋中市第二污水处理厂内 1500 平方米（其中车间占地 864 平方米） 2010 年 12 月 2011 年 6 月 2011 年 8 月
蓝色部分为污泥碳化车间，绿色部分为原污泥脱水机房
8. 污泥低温碳化技术的应用前景
污泥低温碳化技术的前景有如下几个方面： （1） 取代传统工艺，独立实现污泥的处理和处置； （2） 作为干化、焚烧和堆肥的前处理工艺，用很低的投资和很小的运行费用首先将
污泥总体积减少 60%，极大的降低了污泥处置的总投资和运行成本； （3） 该技术可以应用于对其他类似的生物质固体的处理，例如秸秆，椰壳等。
进泥处理
加温加压
脱水
烘干
导热油炉
2. 污泥低温碳化的理论能耗
污泥低温碳化所需要的能量
污泥低温碳化后的污泥裂解液流动性很好，可以作为原始污泥预热的热源。生产中的实 际数据证明，用碳化裂解液一般可将原始污泥加热至 160℃以上。如果碳化裂解温度设定为 250℃，水在 10MPa，200℃以上的比热按 5.0×kJ/(kg ℃)计算，则将 1 公斤污泥升高至 250 ℃所需要的理论热量为
3. 污泥碳化发展的历史
早在上世纪 80 年代，美国、加拿大和日本的科学家就开始了污泥碳化的研究。1980 年， 加拿大曾经建设了一个每天可处理 25 吨污泥的碳化试验工厂；1986 年，日本通产省开展了 污泥碳化的研究； 1978 至 1990 年间，美国有许多关于污泥碳化的专利。上世纪 90 年代， 美国、日本、澳大利亚等国相继研发出各种各样的污泥碳化装置。2000 年以后日本的高温 碳化技术和美国的低温碳化技术已经相继成熟。各种各样的生产性装置相继投入运行。2008 年 10 月，美国 Enertech 公司在加州 Rialto 建设了日处理能力达到 750 吨脱水污泥的低温碳 化厂。
1. 污泥低温碳化原理
将市政生化污泥中的细胞裂解，强制脱出污泥中水分，使污泥中碳含量比例大幅度提高 的过程叫做污泥碳化。由于生化污泥中大量生物细胞的存在，采用机械方法将其中的水分脱 出十分困难，若将其中的细胞破解，其中的固体物质和水分将很容易分离。脱水后的污泥碳 化物含水量极小，发热值相对较高，孔隙率大，松散，黑色，与煤炭外观极为相似。
原始脱水污泥
碳化后污泥
日本在最初研究时，将这种处理技术称为“炭化”，示意处理后的生物质固体有如木炭 一般。欧美等国在最初研究时，使用了“Carbonization”一词，译为“碳化”，后来日本的 资料中也多采用“碳化”代替“炭化”。学术界将此项技术归为“热分解”或“裂解”，英文 均为 Pyrolysis。
5*（250-160）＝ 450 KJ
裂解液
污泥 20
预热器
加热器
反应釜
160
250
去冷却器 100
以上热量就是污泥低温碳化所需要的全部理论热量。即使不使用裂解污泥预热原始污 泥，将全部污泥升高至 250℃以上也只需要 1150 KJ，相比干化和焚烧所需要的理论能耗都 低。
污泥干化理论上需要的能量
标准大气压下， 将 1 公斤污泥从 20℃升高至 100℃所需要的能量为 80 大卡，折合 335KJ。 将 1 公斤水在其沸点蒸发所需要的热量为 2280KJ。（五倍于把等量水从零摄氏度加热到
建设中的场地
建成后的车间
换热设备安装中
除臭设备安装中
碳化料仓
污泥料仓水机
导热油泵
反应釜安装中
山西电视台的报导
运行中的污泥低温碳化设备
进泥处理
加温加压
脱水
烘干
导热油炉
污泥低温碳化原理很简单，做一个污泥低温碳化试验很容易，很多大学的实验室都可以 完成。但由于污泥的粘稠度很高，流动性很差，要制作一套连续运行的系统，绝非易事。污 泥低温碳化的许多专利和技术，大部分都是在解决污泥流动性的问题。晋中市第二污水处理 厂的污泥低温碳化系统就是在解决了污泥流动性问题的基础上完成的。
污泥低温碳化是一种低成本污泥处理技术，它的低成本体现在两个方面。一方面是投资 成本低，由于它的技术简单、工艺流程短，工艺中使用的绝大部分设备为中国目前已经非常 成熟的化工设备（如换热器，反应釜，柱塞泵等），使得该技术的投资大大减少；另一方面 是运行成本低，通过连续运行中的热量回收，污泥实际的净升温不超过 100℃，整个工艺中 污泥中的水分不蒸发，避免了蒸发热所需要的大量能量。
60
50
40
30
20
10
0 卫生填埋
好养堆肥
干化
焚烧
低温碳化
各种污泥处置工艺投资比较示意图
系列1
350 300 250 200 150 100 50
0 卫生填埋 好养堆肥
干化
焚烧 低温碳化
各种污泥处置工艺运行费比较示意图
系列1
7. 污泥低温碳化技术的占地
污泥低温碳化工艺占地面积很小，与污水处理厂原有的脱水机房相当。这就为在污水处 理厂内进行污泥处置创造了条件。
经济指标：
项目概算：
3435 万元
运行费：
109 元/吨湿污泥
其中：
煤电合计： 49 元
药剂合计： 29 元
人工及管理：31 元
技术指标： 进水污泥含水率： 80%±5% 碳化脱水后含水率： 50%以下 碳化物烘干后含水率：30%以下 低位发热值 原始脱水污泥：1.74MJ/kg（415 大卡/kg，一般 400~500 大卡/kg） 裂解脱水污泥：9.01MJ/kg（2152 大卡/kg，一般 2000~2200 大卡/kg） 裂解烘干污泥：12.16MJ/kg（2904 大卡/kg，一般 2500~3000 大卡/kg）
污泥低温碳化的原理非常简单，由于市政污水处理厂多数采用活性污泥法处理污水，剩 余污泥脱水后，内部含有大量的生物细胞，机械方法很难将其中与细胞有联系的水分脱出。 污泥低温碳化就是采用低温（300℃以下），中压（10MPa 以下），将污泥中的细胞裂解，裂 解后的污泥再次脱水，水分很容易脱出，使污泥含水率降至 50%以下。脱出水后的污泥样似 砂状，很容易干燥，强制风干可使含水率进一步降低至 30%以下，自然风干（3-5 天）含水 率可达 10%以下。
污泥低温碳化技术分析和应用实例
太原正阳环境工程有限公司 副总经理 于洪江
目录：
1. 污泥低温碳化原理 2. 污泥低温碳化的理论能耗 3. 碳化发展的历史 4. 晋中污泥低温碳化的成果 5. 污泥低温碳化工程现场照片 6. 污泥低温碳化的投资 7. 污泥低温碳化技术的占地 8. 污泥低温碳化技术的应用前景
2006 年，天津机电进出口有限公司开始了污泥低温碳化的研究。2009 年 3 月，日处理 能力为 5 吨脱水污泥的生产线通过了天津科学技术中心的鉴定。2010 年，山西国际能源集 团与天津机电成立了以推广污泥低温碳化技术为主要目标的正阳环境工程有限公司，天津机 电以污泥低温碳化技术入股。山西国际能源以现金方式入股。2010 年 6 月，山西国际能源 决定在其自有的晋中市第二污水处理厂内建设一座日处理脱水污泥 100 吨的污泥低温碳化 示范工程，并得到山西省发改委的批准和部分资助。2011 年 8 月，中国第一座采用污泥低 温碳化技术的污泥处置工厂正式运行。2012 年 9 月，该项目通过了山西省科技厅组织的技 术鉴定。
含水约 80％的污泥首先切碎，进入高压泵，经过预热和加热进入反应釜，在反应釜反 应 15~20 分钟后，经过冷却器就变成了裂解液，污泥从原来的半固体状态变成了液态。液态 裂解液经普通脱水装置即可将其中 75％的水分脱出，达到含水率 50％，体积减小为原来的 40％以下。如果脱水后的污泥进一步烘干，即可达到含水率 30%以下。
一百摄氏度所需要的热量）。而把 1 公斤污泥中的 80%水分用蒸发的方法降至含水率 50%需 要的热量计算如下。
蒸发的水量： Wz = （1 － （1-80%）/(1-50%)）= 0.6kg 蒸发的能耗： Ez = 4.18*0.6*（100-20）+ 2280 * 0.6 = 1568 KJ 剩余物质升温所需要的热量：1.5*（1-0.6）*（100-20）＝ 48 KJ
碳化后污泥脱水裂解液指标（回流至污水处理厂反硝化段）：
BOD5： 8950 mg/L
COD：
19200 mg/L
TN：
1810 mg/L
TP：
199 mg/L
其他指标： 臭气排放： 合格 烟气（硫）： 合格 烟气（颗粒）：合格