1、连续高速污泥碳化系统工艺技术概述1污泥碳化的技术原理 在无氧或缺氧状态下，污泥受热后，首先污泥中的水份蒸发，接着污泥中含有碳、氢、氧以及氮元素等有机成份被干馏热分解，挥发出甲烷、乙烷以及乙烯等低分子物质，以及焦油和油类等高分子物质。由于水分的蒸发和分解气体的挥发，在污泥表面和内部形成了众多的小孔。在进一步的升温后，有机成分持续减少，碳化慢慢地进行，最终形成富含固定碳素的碳化产品。 碳化 反应示意图污泥碳化过程示意图：灰分可燃分水分（ 80% ）灰分可燃分水分蒸发灰分干馏气体水分蒸发碳化产品100%脱水污泥 干燥污泥 碳化污泥水分灰分可燃分水分（ ）灰分可燃分水分蒸发灰分干馏气体水分蒸发碳化产品
2、脱水污泥 干燥污泥 碳化污泥水分碳化温度和分离成分见下表：碳化温度 分离成分 100 200 300 500 700 800水分蒸发水分蒸发、污泥中的吸附气体脱附污泥有机质开始分解，从氮化合物中产生大量氨甲烷、乙烯、一氧化碳大量产生甲烷、乙烯、一氧化碳的产生量减少0 200 400 600 80002000004000006000008000001000000释放总量(ppm)Tim e ( s)C ONOS O2NH 3C H4HCNC OSC S 2NO 2N2O污泥 碳化系统组成 ： 湿污泥存储、输送子系统； 污泥干燥子系统 干污泥存储、输送子系统 污泥碳化子系统 碳化产品冷却和储存子系
3、统 送风及粉尘收集子系统 热量回收子系统 烟气处理子系统等组成。碳化后 的 物质具有多 种 用途连续高速污泥碳化系统減少污泥体 积和重量有毒有害 气 体排放 能满足排放标准在污泥干化过程中有效地利用了干馏气体的燃烧热，节约能源整個厂区 生产环境优良 ，对周边环境无污染节约用地： 100吨 天的污泥碳化厂， 设备系统总共所需 占 地不到平米污泥碳化系统的主要优 点固化污泥中的重金属温室气体排放少污泥碳化产品的特性： 量轻且无臭： 碳化产品量轻、无臭、不易变质，处置方便可长期保存。 吸附能力： 微孔结构有吸臭、吸水性以及吸湿性，且多孔质特性的透水、透气性良好，可作为微生物的栖居地。 热值： 碳化产
4、品与木炭相比，约有其1/3-1/2的热值。 黑色度： 黑色度等同与木炭。 弱碱性： PH7 9为中性呈弱碱性。 含有矿物无机成份： 因以市政污泥为原料，碳化产品富含磷以及钾、钠、钙等多种矿物质。污泥碳化产品的应用武汉市汤逊湖污水处理厂10吨 /日污泥碳化示范项目2建设地点：武汉市汤逊湖污水处理厂设计建造：湖北博实城乡环境能源工程有限公司处理规模： 10吨（ 80 85%脱水污泥） /天核心技术：日本巴工业污泥连续碳化技术碳化设备：中国制造建设时间： 2010年 3月 -2010年 10月投资方：湖北博实城乡环境能源工程有限公司污泥碳化示范工程介绍示范项目技术特点完整的污泥碳化工艺（ 采用“ 内
5、破碎装置的回转圆筒干燥机 +开孔管竖式多段螺旋碳化机 ”与尾气处理 系统 ）针对性强、经济的尾气处理系统（采用水洗降温 +生物除臭 +活性炭吸附除臭系统，解决日本高温处理尾气能耗高的问题）碳化系统设备设计、制造及产品定型（确定系统的最佳运行参数及其变化规律，完成安全性和工业化设计，形成生产规模）工程时间进度 2009年 9月，项目立项。 2010年 5月，完成工程设计，同时开始施工建设。 2010年 10月，完成安装施工，开始调试运行。 2010年 12月，完成调试运行工作。连续高速污泥碳化系统流程图汤逊湖污泥碳化示范工程照片汤逊湖污泥碳化示范工程照片汤逊湖污泥碳化示范工程照片汤逊湖污泥碳化示
6、范工程照片主要技术经济指标：1对脱水污泥（含水率 80%）的处理能力为 10吨 /天；2污泥碳化物最终含水率 10%；3碳化后污泥减重率达到 90以上；4碳化过程中重金属的稳定固化，污泥碳化物的重金属浸出毒性达到 城镇污水处理厂污泥处置 -单独焚烧用泥质 （ CJ-T290-2008）的 排放限值 规定；5碳化产品颗粒无臭味，污泥干化 +碳化处理过程中产生的废气、厂界恶臭气体、废水排放达到城镇污水处理厂污泥处置 -单独焚烧用泥质（ CJ-T290-2008）标准中的相关规定。6、采用连续高速污泥碳化系统的项目总投资在 75万元 /吨 -脱水污泥 。7、折算为脱水污泥 80%含水率和燃气为管道天
7、然气，处理每吨污泥直接成本在 210元 /t污泥以内；按每万吨污水产生 6t含水率 80%污泥计算，每吨污水增加处理费用 0.125元 /t污水以内。环境污染监测结果2011年 9月 2日，湖北省环境监测中心站对连续高速污泥碳化工程的实际运行进行环境监测，监测结果如下：a、废水排放：监测时间及采样频次监测结果SS（ mg/L） COD（ mg/L）9月 2日第一次水样 22 103第二次水样 18 104污水综合排放标准（ GB8978-1996）中“其他排污单位”一级标准 70 100二级标准 150 150测试项目 单位 第一次 第二次 城镇污水处理厂污泥处置单独焚 烧用泥质（ CJ/T2
8、90-2008）标况干烟气量 Nm3/h 2240 2424排尘浓度 mg/m3 7 7 65二氧化硫 mg/m3 2.5L 2.5L 260氮氧化物 mg/m3 11.6 2.7 400一氧化碳 mg/m3 3.00 2.38 150氯化氢 mg/m3 38.8 25.6 75测试项目 单位 第一次 第二次 恶臭污染物排放标准（ GB14554-93）硫化氢 mg/m3 0.008 0.006 0.06氨 mg/m3 0.360 0.140 1.5甲硫醇 mg/m3 0.010L 0.010L 0.007b、 废气排放：项目样品 总砷 总汞 总镉 总铜 总镍 总铅 总锌 总铍 总钡 总铬 六
9、价铬0902GJX0101 0.38.5 10-40.003L 0.01L 0.01L 0.05L 0.2190.005L 0.023 0.01L 0.0250902GJX0102 0.43.7 10-40.003L 0.01L 0.01 0.05L 0.1560.005L 0.032 0.01L 0.025CJ/T290-2008污泥焚烧标准1.5 0.05 0.3 60 10 3 50 0.1 100 10 1.5c、污泥碳化物重金属浸出毒性检测结果（单位： mg/L）鄂州市洋澜湖环境综合治理项目1X60吨 /日污泥碳化处置工程3鄂州市洋澜湖环境综合治理项目鄂州市洋澜湖环境综合治理项目系为
10、扭转鄂州城区主要水体洋澜湖的水质恶化趋势，利用中德财政合作促进贷款（ KFW） 3000万欧元贷款及国内配套资金，进行的一系列综合的环境治理措施和工程。项目业主 是 湖北省鄂州市城市建设投资有限公司。项目主要建设内容为： 环湖全区域排水管网及污染源普查； 老城区雨污分流系统改造工程（含雨水调蓄系统）； 洋澜湖底泥清淤工程（含底泥处理系统）； 洋澜湖水体生态修复及环湖美化工程； 洋澜湖湿地公园工程； 鄂州市污泥处理处置工程。鄂州市 1X60吨 /日污泥碳化处置工程：鄂州市污泥处理处置工程 采用污泥碳化工艺技术，服务对象为鄂州城市污水处理厂和樊口污水处理厂运行期间产生的脱水后污泥 。 污泥处理量
11、： 60t/d（ 24小时运行） ， 污泥含水率 80% 项目业主 ： 湖北省鄂州市城市建设投资有限公司 工程中标商 : 中国机械对外经济技术合作总公司 EPC 提供商： 中节能博实（湖北）环境工程技术有限公司 碳化炉制造商 : 日本巴工业株式会社 计划投产时间： 2014年 5月EPC 提供商的 工作内容 ： 负责污泥碳化系统工艺过程设计； 污泥碳化系统全部设备的供货、安装与调试，包括： 污泥碳化系统的所有 工艺、 机械 设备； 供配电及电器控制； 仪表及自控。 钢结构厂房制作及安装 负责污泥碳化系统的 调试、对业主人员的培训，以及 承担为期 12个月的工厂运行 。连续高速污泥碳化系统流程图
12、连续高速污泥碳化系统流程图连续高速污泥碳化系统流程图为保证系统的安全运行，采取了以下措施： 干燥机筒体出料端设置泄爆门和喷水装置当干化机内温度超过设定值时，紧急事故喷水系统联锁启动，向干燥机内喷水降温，使物料处于绝对安全的温度条件下。泄爆门作为紧急情况时保护装置。 再燃炉顶部设置气动阀和事故烟道当系统断电时，气动阀打开，碳化系统炉内的高温烟气由事故烟道排出，保证系统处于安全的环境下。 再燃炉出口设置高温型氧化锆氧气分析仪高温型氧化锆氧气分析仪实时监测系统内氧气含量，使干燥机内氧气含量控制在安全条件下。 设置冷却螺旋输送机，夹套内的冷却水吸收碳化污泥热量，同时，对输送机内碳化污泥喷淋加湿降温，保证碳化污泥安全储存。污泥碳化系统安全设计 ：
