【摘要】：為了實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量化、無害化、資源化利用,并進(jìn)一步降低污泥處置成本,本課題首先對前人已研究過的污泥熱解催化劑進(jìn)行了分析,選擇了KCl、CaO、Fe_2O_3、Na_2CO_3和焦炭作為原有催化劑的代表進(jìn)行污泥催化熱解實(shí)驗(yàn),并據(jù)此選擇了粉煤灰、煤矸石和鐵尾礦三種固體廢物作為新的催化劑以探究其作為污泥熱解催化劑的可行性及其催化能力。在以往的污泥催化熱解研究中,污泥熱解機(jī)理的驗(yàn)證始終是一個難題,本課題使用熱重分析儀與馬弗爐對污泥、焦炭以及其與催化劑的混合物進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),對污泥熱解過程中催化劑促進(jìn)污泥減量化的原因進(jìn)行了探究,驗(yàn)證了催化劑在污泥熱解中的主要作用位點(diǎn)。研究結(jié)果如下:(1)600°C是產(chǎn)液最佳熱解終溫,800°C是保證經(jīng)濟(jì)效益的最佳產(chǎn)氣終溫;(2)常用污泥熱解催化劑中Na_2CO_3對污泥熱解減量化效果最佳,KCl和CaO作用下污泥熱解氣液產(chǎn)物品質(zhì)最佳;(3)工礦業(yè)固體廢物催化劑可以進(jìn)一步提高污泥熱解氣液產(chǎn)率,減少固態(tài)剩余,其綜合效果以煤矸石最佳,其次是鐵尾礦、粉煤灰;(4)熱重實(shí)驗(yàn)分析得出,污泥熱解催化劑的加入可以降低污泥熱解的活化能,使污泥有機(jī)質(zhì)更易分解;(5)污泥熱解減量實(shí)驗(yàn)顯示,催化劑對污泥熱解殘?zhí)康拇呋饔么笥趯ξ勰嗟闹苯幼饔?(6)固體廢物可以作為污泥熱解催化劑應(yīng)用到污泥熱解中來。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703
【圖文】：

.1 剩余污泥簡介.1.1 剩余污泥現(xiàn)狀隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會生產(chǎn)力的不斷提高，隨之而來的環(huán)境問題也越來出[1]。長期以來，在城市污水處理中， 重水輕泥 問題嚴(yán)重，導(dǎo)致城市污水處理與剩余污泥處置能力嚴(yán)重不平衡。2015 年，我國城市污水日處理能力可達(dá) 2.17×13/d，處理率可達(dá) 92%[2]1，而年產(chǎn)量可達(dá) 4×107噸的剩余污泥的無害化處理率卻 30%，這意味著每年有近 3×107噸的剩余污泥未經(jīng)有效處理就直接排放，且成增加的趨勢，對生態(tài)環(huán)境造成很大影響。專家預(yù)計(jì) 2020 年剩余污泥年產(chǎn)量將達(dá)-9×107噸。.1.2 剩余污泥性質(zhì)元素組成：C、H、N、O、S、Cl

圖 2-1 污泥熱解流程圖上圖中管式爐使用的是固定式臥式反應(yīng)爐，工作溫度最高可達(dá) 1000°C，最大率10 kW，電阻絲加熱，爐身材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)310S耐熱鋼，內(nèi)徑尺寸為 220 mm×7，有效加熱容積為 220 mm×350 mm，出口配有水冷卻保護(hù)裝置；累計(jì)流量的是日本品川 W-NH-5A 濕式氣體流量計(jì)。污泥熱解實(shí)驗(yàn)的主要步驟：佳污泥熱解終溫的確定實(shí)驗(yàn)（1）取秦皇島第一污水處理廠剩余污泥，加入 6%的鋸末以及 2%的脫水劑進(jìn)脫水，并將脫水后污泥放入 105°C 的烘箱中恒溫干燥 24 h；（2）取 200 g 干污泥，放入管式熱解爐中，并將管式爐抽成真空然后通入氮?dú)鈨?nèi)氣壓與外界相同；（3）分別設(shè)置 500°C、600°C、700°C、800°C 和 900°C 作為污泥熱解終溫對行熱解；

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