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市政剩余污泥处理处置之石灰稳定

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1 原理与作用; R( q, D' v7 C0 W  |6 S& @© 2tech.cn
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© 环保之家[2tech.cn]# |- P  O! X) [/ R; s通过向脱水污泥中投加一定比例的生石灰并均匀掺混,生石灰与脱水污泥中的水分发生反应,生成氢氧化钙和碳酸钙并释放热量。石灰稳定可产生以下作用:$ U( f" o# L% P+ g6 X© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]+ @5 G4 ~& [# d, _$ p" x! F6 Y) K1)灭菌和抑制腐化。温度的提高和 pH 的升高可以起到灭菌和抑制污泥腐化的作用,尤其在pH≥12的情况下效果更为明显,从而可以保证在利用或处置过程中的卫生安全性;
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© 环保之家[2tech.cn]& F0 v7 Q/ S7 V! M5 h! u2)脱水。根据石灰投加比例(占湿污泥的比例)的不同(5%~30%),可使含水率80%的污泥在设备出口的含水率达到74.0%~48.2%。通过后续反应和一定时间的堆置,含水率可进一步降低;
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试算过程:
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氧化钙分子量56,氢氧化钙分子量74
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© 环保之家[2tech.cn]8 T% p$ \7 d* J. _: ]# O, X30份氧化钙可吸收9.64份水生产39.64份氢氧化钙。
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故污泥在未机械脱水的情况下,含水率可由80%降低至45.8%,但若考虑生石灰中的纯度及氧化镁的含量,含水率会有一定的偏差。
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© 环保之家[2tech.cn]0 C% Z6 A! u& ]* k3)钝化重金属离子。投加一定量的氧化钙使污泥成碱性,可以结合污泥中的部分金属离子,钝化重金属;
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4)改性、颗粒化。可改善储存和运输条件,避免二次飞灰、渗滤液泄漏。: U2 K0 x, ?! X: Q/ d© 2tech.cn
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2 应用原则
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污泥的石灰稳定技术可以做为建材利用、水泥厂协同焚烧、土地利用、卫生填埋等污泥处置方式的处理措施。
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© 环保之家[2tech.cn]) b) k2 y1 x% \; W5 z2 o采用石灰稳定技术应考虑当地石灰来源的稳定性、经济性和质量方面的可靠性。7 ?8 z$ {- O+ d/ u# `8 ^8 i) Z© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]+ u- s0 U5 U3 c# n3 z3 石灰稳定工艺与系统组成
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© 环保之家[2tech.cn]' A& k; R/ m& m7 T3 l3.1 工艺流程
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环保之家.JPG
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© 环保之家[2tech.cn]; j$ v: O4 `7 \" Z& I8 t3.2 系统组成* w2 l! y6 V* p: }+ @2 A9 s6 J© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]: i+ b' b/ Y4 a/ l1)输送系统(包括湿泥及成品污泥输送), v+ M- f8 a0 n/ B5 i© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]& S( ?" v# l# t1 [一般可选择螺旋输送机或带式输送机,应采用全封闭结构,以防止污泥散发的臭气排放到大气中,影响操作环境,危害操作人员的健康。2 q3 ]2 A" o9 w* W; l3 l' b. r1 S© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]* X' g! T  H7 F1 X1 j: z2)石灰仓储与计量给料系统
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© 环保之家[2tech.cn]: Z+ S# I! V8 M- p; N3 b3 z石灰料仓用来暂时储存罐车运送来的石灰粉料。设有破拱装置、仓顶布袋除尘器、料位器等。1 @, n% d0 L) _7 j© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]0 V0 y6 ^& U0 e6 z, [  {, Z计量给料系统应确保在混合反应器开启后,石灰能持续、定量输送至混合反应器内。主要由进料斗、进料料位监测和出料装置、计量投加装置等组成。  \1 I0 }  k8 F' g© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]( @5 E8 ~. d$ S4 H+ _+ _! x3)干化混合反应系统
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作为石灰干化稳定工艺的核心设备,其运行表现直接影响整个项目效果。目前一般选择传统卧式混合搅拌反应器,主要由混合圆筒、工作轴、搅拌元件、在线监测装置等组成。, U' c( J8 ]. O% l0 T: Q7 m0 v© 2tech.cn
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4)废气收集及处理系统) n' s2 J  d( O( F  u© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]( m. n, h- O5 K8 }# d! q2 N污泥石灰稳定工艺中,废气主要特点是高温、高湿、高粉尘浓度、低有毒气体浓度。它的主要成分为水蒸气、石灰粉尘、氨气,温度约为30℃~50℃。针对该类废气,一般选择湿式喷淋塔或增加净化单元可满足处理需求。) P8 K+ K) P/ |6 R# X$ Q# u© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]8 ?% T5 Q" \! `- r/ [# J4 设计与运行控制
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1)石灰掺混比例
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根据污泥含水率、石灰活性及最终处置方式差异,石灰掺混比例可在30%以内调整。不同加钙量的脱水效果,见表4-5。
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© 环保之家[2tech.cn]1 N! V6 F! p3 y+ v4 ?& A表4-5 加钙处理后污泥温度、pH值及含固量变化(原始污泥含固率22.7%)  r" c# N; Q1 T© 2tech.cn

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编号
石灰与污泥的重量比(%)
温度(℃)
(处理后30分钟测量)
在相应时间后的含固率(%)
pH值
50 小时
一周
1
2
28
30.8
33.1
12.5
2
4.6
30
35.9
38.0
12.6
3
6.9
43
39.2
41.4
12.6
4
9
45
48.1
未测
12.6
5
11
58
51.7
未测
12.6
6
14.4
59
54.8
未测
12.6

© 环保之家[2tech.cn]1 Z% V8 k& V; a* T. E9 J3 p, m
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2)混合物料的后续反应
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石灰—污泥在快速混合后反应仍将不同程度地持续数小时至数天,设计中应优化工艺条件有利于污泥的后续反应及水蒸汽的蒸发,可以通过设计混合物料堆置设施(一般为5~10d 混合物料的堆置空间)为其进一步的反应提供有利条件,但要考虑粉尘及有毒有害气体的控制。
© 环保之家[2tech.cn]3 H$ R+ Y+ F8 D5 e, L8 y5 D3 E& J! _© 2tech.cn
5 投资及运行成本的评价与分析
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相对污泥热干化、焚烧等处置方式,污泥石灰稳定工艺基建投资较低,根据规模及混合设备选型不同,固定资产投资约为2~4万元/t污泥(含水率80%)。  h/ Q7 [2 m0 l5 g3 f4 |© 2tech.cn

© 环保之家[2tech.cn]1 q$ @' }, v! G目前国内工程实例较少,工艺直接运行费用主要由石灰、电、人工、设备维护等费用组成。根据石灰掺混比例不同,单吨运行成本约为50~150元,其中,石灰消耗可占到总运行费用的70%~90%。6 `: r. c5 N- C* j: j0 C8 t3 L© 2tech.cn

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