1、學 號 20沈陽航空航天大學能源與環境學院畢業論文開題報告200 t/d脫水污泥處理廠干燥焚燒一體化清潔生產工藝設計 學生姓名付雙宇 專業名稱環境工程 指導教師王偉云 2014 年 3月 7 日 畢 業 論 文 開 題 報 告題目名稱： 說明：隨著社會不斷發展與人民生活水平的提高，對于周圍的生活環境要求越來越高，特別是對于水的治理，越來越引起政府部門與人民群眾的關注。在許多場合，都需要對污水進行處理，污泥是污水處理過程中產生的固體廢棄物，隨著國內污水處理事業的發展，污水廠總處理水量和處理程度將不斷擴大和提高，產生的污泥量也日益增加，目前在國內一般污水廠中其基建和運行費用約占總基建和運行費用20

2、%-50%。污水污泥中除了含有大量的有機物和豐富的氮、磷等營養物質，還存在重金屬、致病菌和寄生蟲等有毒有害成分。為防止污泥造成的二次污染及保證污水處理廠的正常運行和處理效果，污水污泥的處理處置在我國污水處理中占有的位置已日益突出。1.研究背景及意義1.1 城市生活污水和污泥的排放量情況 城市人口的持續增長使得城市生活污水排放量不斷提高，作為污水處理的必然伴生物，市政污泥的產量亦隨之日趨增加。以2008 年為例，全國生活污水排放總量330.1 億噸，城市污水處理率為65%。以1 萬噸污水產生1.3 噸干污泥計算，2008年全國共產生干污泥278.9 萬噸，折合含水率82%的市政脫水污泥1549.

3、6 萬噸。1.2我國污泥的處理情況 我國目前除了有獨特因素的幾個污水處理廠外，我國新建的中小型污水處理廠污泥處置方式多采用低成本的棄置與填埋，整體上還達不到無害化的水平。深圳、上海、北京、天津、廣州等建立了大型污水處理廠的城市，迫于污泥處置的壓力，正在嘗試著引進國外的污泥熱干化和焚燒技術及裝備，以提高污泥處理和處置水平及改善自身的應變能力。1.2.1農業利用 污水污泥含有氮和磷,特別是在從硝化-反硝化階段廢水處理過程中。因為這些元素包含在污泥中,這使污泥有獨特施肥效益,對工廠來說是必不可少的收益。然而,污泥同時可能包含其他元素,如重金屬、病原菌等。 而且污泥農用存在社會和技術障礙。技術問題是因

4、為污泥一年四季而產生，而應用在陸地上一次或兩次,因此污泥應該有存儲區。此外,污泥在特定的內容物質應滿足明確的標準,但是這些標準有時非常不統一。另一個禁止因素是污水污泥有重金屬存在。 此外,社會識別中的“黑洞”。發展污泥的回收利用,在農業、整理,與可能性提高污泥本身的質量,使公眾的信心在上面的問題。事實污泥處置和回收不斷增加歐洲表明,農民和他們的客戶之間的關系,食品行業和零售商是接受污泥在農業中使用至關重要的因素1.2.2 焚燒 目前在歐洲,焚燒仍然是最具吸引力的處理方法。特別是法律限制關于掩埋和農業重用同時,海洋處置不再是一個出口。在這種情況下,將會增加長期焚燒的作用。技術焚燒的過程工程、能源

5、效率和工廠最近經歷了巨大的改進。現代流化床焚燒爐變得越來越有吸引力的資金以及運營成本相比傳統的多個爐型。焚燒的優點可以概括如下: 大大減少污泥體積,研究人員得出結論,污泥最后焚燒的體積大約是機械脫水后的10%。加熱破壞了有毒有機化合物。污水污泥的熱值幾乎等于褐煤;因此焚燒提供能量。 最小化的氣味。 然而,焚燒不構成一個完整的處理方法大約30%的固體成為灰。這是一般掩埋和灰在某些情況下,它被認為是高度有毒的因為它的金屬含量。在的焚燒的廣泛使用的主要限制是公眾的擔憂有害排放。然而,控制氣體引入新技術排放可以預先提到的負面影響最小化,而減少成本給焚燒在未來比相當大的優勢其他可用的處理路線。 2. 課

6、題研究的基本內容及預期目標或成果2.1課題研究的基本內容：針對200t/d的污泥采用干燥-焚燒處理工藝。1）工藝選擇及論證；2）干燥系統的主要設備的選型；3）焚燒系統主要設備的選型；4）干燥-焚燒工藝系統的能量和質量衡算；5）干燥-焚燒工藝系統的經濟評價，完成相關的計算，撰寫詳細的設計說明書。2.2 課題研究的預期目標或成果畢業設計成果包括：1)設計說明書；2)翻譯一篇與設計內容有關的外文文獻；4)設計計算書。 脫水污泥干燥焚燒技術是基于脫水污泥含水率高、固液結合能大的特點研究開發的一種污泥減量化、資源化、無害化和穩定化處理技術。機械脫水后污泥首先進行轉鼓干燥，可析出部分液態水和氣態水，其中占

7、污泥總含水量三分之一的水分以液態形式析出，可大幅降低干燥能量消耗。然后經成型二次干燥，含水率降低至20%濕基含水率，輸送至流化床焚燒爐進行焚燒，焚燒產物中的燃燒熱煙氣可為二次干燥提供過程所需干燥介質熱空氣。焚燒殘渣用于制造地磚，進一步實現資源化利用。整套工藝脫水污泥減量化率高達90%以上，污泥自身能量得到充分利用，實現了污泥的資源化利用，焚燒過程可實現重金屬的固化穩定化，且污泥焚燒技術可降低二噁英、氮氧化物和硫氧化物排放量，實現過程及產物的無害化，是一種環境友好型污泥處理及最終處置技術。3. 課題的研究方案 含水率80%的脫水污泥經干燥后送入氣化爐氣化，氣化氣經凈化后在燃氣鍋爐燃燒，燃燒產生的

8、熱量用于污泥干燥，干燥氣體冷凝液處理后并入下水管網處理，冷凝后的氣體一部分送入氣化爐，一部分送入燃氣鍋爐燃燒，無需設立干燥氣體凈化裝置。由工藝流程圖可知，工藝具有全程封閉連續緊湊的特點，工藝簡潔且符合污泥處理減量化、資源化、無害無、穩定化處理要求。 污泥干燥單元工藝方案;影響脫水污泥處理處置的最主要因素是污泥的高含水率特性。干燥是實現脫水污泥含水率降低的最主要方法。但污泥熱干燥過程中的高能量消耗是影響其廣泛應用的瓶頸，這主要由污泥自身性質決定的。污泥燃燒單元工藝方案;污泥焚燒是在略超過理論氧氣量條件下，將污泥加熱到一定溫度，利用溫度驅動污泥中有機質發生燃燒分解和熱化學轉化反應，使固體物質轉化為

9、燃燒煙氣和灰渣等可燃物，它們具有較高的熱值和利用價值，有利于能源的回收和利用。工藝過程污染物綜合控制方案;污泥干燥過程尾氣中含有大量水蒸氣，以含水率80%脫水污泥降至20%計算，析出水分質量為干燥前脫水污泥質量的3/4。干燥產生的冷凝水經測試表明，COD 值、氨氮值等超出城鎮污水處理廠污染物排放標準(GB189182002)基本控制項目最高允許排放濃度值，可采用生物接觸氧化法進行處理后排入下水管網。4. 研究進度安排 3.43.8： 查詢并收集相關資料，制定設計任務書； 3.83.17：初步確定設計方案，工藝的選擇與論證，完成開題報告； 3.173.29：完成設計方案，編寫各構筑物計算書； 4

10、.15.10： 繪制及修改設計圖紙； 5.116.7： 制定設計說明書，整理文檔材料； 6.86.15： 論文后期修改，準備答辯。5. 參考文獻1魏礫宏, 王雪花, 李潤東, 等. 2011. 脫水污泥等溫干燥特性實驗研究及回歸分析 J . 環境科學學報, 31( 1 ): 123-1292 劉志強，彭望明，徐愛祥市政污泥干燥技術現狀及研究進展J 給水排水（增刊），2009，（35）：266-269.3韓治成，陳艷華生物接觸氧化法處理生活污水J 環境衛生工程，2004，12（3）：162-164.4 李軍，王忠民，張寧，等污泥焚燒工藝技術研究 J 環境工程，2005，23（6）：48-51.5

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