d脱水污泥处理厂干燥焚烧一体化清洁生产工艺开题报告.doc

学 号 2010040403020沈阳航空航天大学能源与环境学院毕业论文开题报告200 t/d脱水污泥处理厂干燥焚烧一体化清洁生产工艺设计 学生姓名付双宇 专业名称环境工程 指导教师王伟云 2014 年 3月 7 日 毕 业 论 文 开 题 报 告题目名称： 说明：随着社会不断发展与人民生活水平的提高，对于周围的生活环境要求越来越高，特别是对于水的治理，越来越引起政府部门与人民群众的关注。在许多场合，都需要对污水进行处理，污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，随着国内污水处理事业的发展，污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，产生的污泥量也日益增加，目前在国内一般污水厂中其基建和运行费用约占总基建和运行费用20%-50%。污水污泥中除了含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，还存在重金属、致病菌和寄生虫等有毒有害成分。为防止污泥造成的二次污染及保证污水处理厂的正常运行和处理效果，污水污泥的处理处置在我国污水处理中占有的位置已日益突出。1.研究背景及意义1.1 城市生活污水和污泥的排放量情况 城市人口的持续增长使得城市生活污水排放量不断提高，作为污水处理的必然伴生物，市政污泥的产量亦随之日趋增加。以2008 年为例，全国生活污水排放总量330.1 亿吨，城市污水处理率为65%。以1 万吨污水产生1.3 吨干污泥计算，2008年全国共产生干污泥278.9 万吨，折合含水率82%的市政脱水污泥1549.6 万吨。1.2我国污泥的处理情况 我国目前除了有独特因素的几个污水处理厂外，我国新建的中小型污水处理厂污泥处置方式多采用低成本的弃置与填埋，整体上还达不到无害化的水平。深圳、上海、北京、天津、广州等建立了大型污水处理厂的城市，迫于污泥处置的压力，正在尝试着引进国外的污泥热干化和焚烧技术及装备，以提高污泥处理和处置水平及改善自身的应变能力。1.2.1农业利用 污水污泥含有氮和磷,特别是在从硝化-反硝化阶段废水处理过程中。因为这些元素包含在污泥中,这使污泥有独特施肥效益,对工厂来说是必不可少的收益。然而,污泥同时可能包含其他元素,如重金属、病原菌等。 而且污泥农用存在社会和技术障碍。技术问题是因为污泥一年四季而产生，而应用在陆地上一次或两次,因此污泥应该有存储区。此外,污泥在特定的内容物质应满足明确的标准,但是这些标准有时非常不统一。另一个禁止因素是污水污泥有重金属存在。 此外,社会识别中的“黑洞”。发展污泥的回收利用,在农业、整理,与可能性提高污泥本身的质量,使公众的信心在上面的问题。事实污泥处置和回收不断增加欧洲表明,农民和他们的客户之间的关系,食品行业和零售商是接受污泥在农业中使用至关重要的因素1.2.2 焚烧 目前在欧洲,焚烧仍然是最具吸引力的处理方法。特别是法律限制关于掩埋和农业重用同时,海洋处置不再是一个出口。在这种情况下,将会增加长期焚烧的作用。技术焚烧的过程工程、能源效率和工厂最近经历了巨大的改进。现代流化床焚烧炉变得越来越有吸引力的资金以及运营成本相比传统的多个炉型。焚烧的优点可以概括如下: 大大减少污泥体积,研究人员得出结论,污泥最后焚烧的体积大约是机械脱水后的10%。加热破坏了有毒有机化合物。污水污泥的热值几乎等于褐煤;因此焚烧提供能量。 最小化的气味。 然而,焚烧不构成一个完整的处理方法大约30%的固体成为灰。这是一般掩埋和灰在某些情况下,它被认为是高度有毒的因为它的金属含量。在的焚烧的广泛使用的主要限制是公众的担忧有害排放。然而,控制气体引入新技术排放可以预先提到的负面影响最小化,而减少成本给焚烧在未来比相当大的优势其他可用的处理路线。 2. 课题研究的基本内容及预期目标或成果2.1课题研究的基本内容：针对200t/d的污泥采用干燥-焚烧处理工艺。1）工艺选择及论证；2）干燥系统的主要设备的选型；3）焚烧系统主要设备的选型；4）干燥-焚烧工艺系统的能量和质量衡算；5）干燥-焚烧工艺系统的经济评价，完成相关的计算，撰写详细的设计说明书。2.2 课题研究的预期目标或成果毕业设计成果包括：1)设计说明书；2)翻译一篇与设计内容有关的外文文献；4)设计计算书。 脱水污泥干燥焚烧技术是基于脱水污泥含水率高、固液结合能大的特点研究开发的一种污泥减量化、资源化、无害化和稳定化处理技术。机械脱水后污泥首先进行转鼓干燥，可析出部分液态水和气态水，其中占污泥总含水量三分之一的水分以液态形式析出，可大幅降低干燥能量消耗。然后经成型二次干燥，含水率降低至20%湿基含水率，输送至流化床焚烧炉进行焚烧，焚烧产物中的燃烧热烟气可为二次干燥提供过程所需干燥介质热空气。焚烧残渣用于制造地砖，进一步实现资源化利用。整套工艺脱水污泥减量化率高达90%以上，污泥自身能量得到充分利用，实现了污泥的资源化利用，焚烧过程可实现重金属的固化稳定化，且污泥焚烧技术可降低二噁英、氮氧化物和硫氧化物排放量，实现过程及产物的无害化，是一种环境友好型污泥处理及最终处置技术。3. 课题的研究方案 含水率80%的脱水污泥经干燥后送入气化炉气化，气化气经净化后在燃气锅炉燃烧，燃烧产生的热量用于污泥干燥，干燥气体冷凝液处理后并入下水管网处理，冷凝后的气体一部分送入气化炉，一部分送入燃气锅炉燃烧，无需设立干燥气体净化装置。由工艺流程图可知，工艺具有全程封闭连续紧凑的特点，工艺简洁且符合污泥处理减量化、资源化、无害无、稳定化处理要求。 污泥干燥单元工艺方案;影响脱水污泥处理处置的最主要因素是污泥的高含水率特性。干燥是实现脱水污泥含水率降低的最主要方法。但污泥热干燥过程中的高能量消耗是影响其广泛应用的瓶颈，这主要由污泥自身性质决定的。污泥燃烧单元工艺方案;污泥焚烧是在略超过理论氧气量条件下，将污泥加热到一定温度，利用温度驱动污泥中有机质发生燃烧分解和热化学转化反应，使固体物质转化为燃烧烟气和灰渣等可燃物，它们具有较高的热值和利用价值，有利于能源的回收和利用。工艺过程污染物综合控制方案;污泥干燥过程尾气中含有大量水蒸气，以含水率80%脱水污泥降至20%计算，析出水分质量为干燥前脱水污泥质量的3/4。干燥产生的冷凝水经测试表明，COD 值、氨氮值等超出城镇污水处理厂污染物排放标准(GB189182002)基本控制项目最高允许排放浓度值，可采用生物接触氧化法进行处理后排入下水管网。4. 研究进度安排 3.43.8： 查询并收集相关资料，制定设计任务书； 3.83.17：初步确定设计方案，工艺的选择与论证，完成开题报告； 3.173.29：完成设计方案，编写各构筑物计算书； 4.15.10： 绘制及修改设计图纸； 5.116.7： 制定设计说明书，整理文档材料； 6.86.15： 论文后期修改，准备答辩。5. 参考文献1魏砾宏, 王雪花, 李润东, 等. 2011. 脱水污泥等温干燥特性实验研究及回归分析 J . 环境科学学报, 31( 1 ): 123-1292 刘志强，彭望明，徐爱祥市政污泥干燥技术现状及研究进展J 给水排水（增刊），2009，（35）：266-269.3韩治成，陈艳华生物接触氧化法处理生活污水J 环境卫生工程，2004，12（3）：162-164.4 李军，王忠民，张宁，等污泥焚烧工艺技术研究 J 环境工程，2005，23（6）：48-51.5中华人民共和国环境保护部2008 中国环境状况公报2008.6詹亚力，戚琳琳，郭绍辉, 等剩余污泥热解及其残渣综合利用的研究进展J 化工进展，2009，28（2）：334-338.7 刘帮华，何顺安，何彦君, 等生物接触氧化法在生活污水处理中的应用 J 石油化工应用，2009，28（6）：69-72.8 姜瑞勋. 2008. 污泥低温薄层干燥及污染物析出特性研究 D . 大连: 大连理工大学. 19-239雷海燕, 李惟毅, 郑宗和. 2004. 污泥的太阳能干燥实验研究 J .太阳能学报, 25 ( 4) : 479-48210 李媛流化床焚烧工艺在污泥处理中的研究进展J 节能与环保，2008（2）：24-26.11丘锦荣, 吴启堂, 卫泽斌, 等. 2007. 城市污泥干燥研究进展 J . 生态环境, 16( 2 ): 667-67112 曲艳丽, 李爱民, 李润东, 等. 2005. 饼状污泥干燥特性的研究 J .燃烧科学与技术, 11 ( 1) : 96-9913 李海英，张书廷，赵新华，等城市污水污泥热解温度对产物分布的影响 J 太阳能学报，2006，39（8）：739-744.14 解立平，郑师梅，李涛污水处理工艺对污泥热解气态产物析出特性的影响 J 华中科技大学学报（自然科学版），2009，379）：109-112.15丘锦荣，吴启堂，卫泽斌城市污泥干燥研究进展 J 生态环境，2007，16（2）：667-671. 指导教师意见 指导教师（签字）： 年 月 日教研室审查意见教研室主任（签字）： 年 月 日