工业废水处理剩余污泥的燃烧试验
[ 作者：魏昆生1，徐品虎1，丁大勇1，芮新红2，周强黍3，张宁生3 ]
转贴自：工业用水与废水
摘要：将脱水后含水率为85％的化工污水处理的剩余污泥，按不同的比例掺混在燃煤中，通过CRF半工业化热态试验台的模拟燃烧，研究了污泥掺混后对锅炉受热面的工作安全性、燃烧稳定性、燃烧效率以及烟气排放、灰渣成分的变化情况。污泥掺混比例不大于6％，对煤粉锅炉受热面工作安全性不会产生不良影响，掺混比例不大于2％时，排放的烟气能够满足环保要求。最佳掺混比例为2％。 关键词：污水处理；污泥处置；煤粉锅炉；燃烧试验
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1009-2455(2003)05-0047—04
A Combustion Test of Residual Sludge from Industrial Wastewater Treatment
WEI Kun-sheng，XU Pin-hu，DING Da-yong，RUI Xin-hong，ZHOU Qiang-tai，ZHANG Ning-sheng (1.The Water Supply and Drainage Plant of SINOPEC Yizheng Chemical Fibre CO.，Ltd.，yizheng 211900,China；2.The Power Engineering Department of Nanjing Engineering Institute，Nanjing 210013，Chin；3.The Power Engineering Department of Southeast University, Nanjing 210018, Chi
na)
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Abstract：The dehydrated residual sludge with a water content of 85％ from the treatment of chemical wastewater was mixed into fuel coal in different proportions．Then，an analog combustion of the mixture was performed in a CRF semi-industrial thermal combustion test rig to test working safety of the heated surface of the boiler，the stability and efficiency of the combustion and the changes of off gas discharging and of dregs composition. When the mixing ratio of sludge was below 6 percent，the combustion did not produce harmful effect to the working safety of the heated surface of the pulverized coal boiler；and when the mixing ratio was ≤ 2 percent，the off gas discharging could meet the environmental protection requirements，the optimum mixing ratio being 2 percent．
Key words： wastewater treatment；s1udge disposal；pulverized coal boiler；combustion test
污水处理产生的污泥是一种不稳定的、含水率较高的废弃物。根据固体废弃物的鉴别标准，城市污水
处理厂产生的污泥属于一般废弃物，而精对苯二甲酸(PTA)化工污水处理装置产生的污泥属于危险废弃物，其综合利用途径更为狭窄。目前同类企业的污水处理厂对脱水后的污泥进行无害化处理的主要方法是干化或焚烧，主要设备基本上是引进国外的干化或焚烧设备，引进的设备一次性投资较大，处理85％含水率的污泥一般吨投资在25-40万元之间，吨运，行费用在100-200元之间，如此高昂的费用一般企业难以承受。结合企业的实际，提出了污泥与热电厂煤粉锅炉燃煤掺混燃烧的污泥处理方法。
煤粉锅炉掺混工业废水处理脱水污泥燃烧，目前国内尚无先例，要利用热电厂锅炉对污泥进行掺混燃烧，需了解煤掺混污泥后燃烧的稳定性、燃烧效率、排放特性、结渣特性以及煤泥掺混燃烧对锅炉受热面的影响情况，确保锅炉系统的安全稳定运行。
1 实验装置、试验方法及试验条件
1.1 试验装置及工艺流程
本试验是在辽宁省燃烧工程技术中心从加拿大引进的CRF（Combustion Research Facility)试验台和引进德国NETZSCH公司的STA409型热分析天平上进行的[1]，试验装置工艺流程见图1。CRF是一套模拟电厂煤粉锅炉燃烧的半工业化热态试验台，最大给煤量为30kg/h，燃烧热功率为1000MJ/h。主要由制粉、燃烧、除尘、压缩空气和水冷却、数据采集和控制、烟气在线取样分析系统等六部分组成。炉膛分为5节，从上到下依次标记为M1,M2,M3,M4,M5，为5台在线烟气分析仪分别连续测量烟气中的O2,CO2,CO,SO2及NOx。STA409型热分析天平式样最大重量20g，测量重量变化范围0-5000mg,最大升温速率100℃／min，最高炉温为1500℃，利用少量样品，在恒定升温速率下，对样品进行重量变化的热重分析(TC)、样品与惰性气体之间的差热分析(DTA)和燃烧分布的曲线热重微分(DTG)研究。
1.2 试验方法与试验条件： 1.2.1 试验方法
将320kg原煤分成四等份。一份为原煤样，其余三份分别与1.633kg，3.333kg，5.106kg的污泥进行掺混，配制成0％，2％，4％和6％的4种不同比例的试样，用混煤机混合均匀，分别经磨煤机磨制成煤粉，在M1,M2,M3和M4布置4只硅碳棒，作为结渣试件。利用CRF在相同及燃烧稳定的条件下，测定样品燃烧时炉内温度场分布，测定烟气成分及飞灰中重金属及有害成分，飞灰及灰渣中可燃物含量。利用热分析天平测定上述试样的着火性能。 1.2.2 试验条件 ①试验材料
本试验材料污泥取自仪化给排水厂污水处理装置的脱水污泥和仪化热电厂储煤场原煤，其主要成分见表1。
表1 试验物料元素分析及工业分析
发热量Q/物基准 料 w(C)/% （H)/% w(O)/% w(N)/% w(S)/% w(A)/$ w(M)/% w(V)/% w(FC)/% 低位 高位 空气干燥基（ad) 干燥基60.74 4.35 （d） 煤 收到基57.76 4.14 （ar) 干燥无灰基（daf) 空气干污燥基泥 （ad) 干燥基35.98 4.95 19.95 6.32 5.76 31.43 58.57 10.0 0 10294 32.81 4.52 18.19 5.76 1.26 28.66 8.80 53.42 9.12 9388 82.06 5.88 9.92 1.65 0.48 42.07 57.93 32367 33738 6.99 1.16 0.34 24.71 4.90 29.61 40.78 22783 23748 7.34 1.22 0.36 25.98 31.14 42.88 23957 24972 59.61 4.27 7.21 1.2 0.35 25.5 1.86 30.56 42.08 24508 碳 氢 w氧 氮 硫 灰分 水分 挥发分 固定碳 （kJ·kg) -1