城市污水厂污泥衍生燃料成型的研究

中国环境科学2008,28(10)：904~909ChinaEnvironmentalScience城市污水厂污泥衍生燃料成型的研究蒋建国*,杜雪娟,杨世辉,张妍(清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要：研究了污泥初始含水率、助燃剂锯末、煤粉的添加量、粘结剂粉煤灰添加量对污泥衍生燃料样品的成型率和抗压强度的影响.结果表明,对于不同助燃剂,其混合物的可成型含水率范围不同.添加锯末的混合物含水率在33%~58%之间,成型率从20%上升至80%;添加煤粉的混合物含水率在30%~47%之间,成型率变化不大,约为20%~40%.在相同的污泥含水率下,以锯末作为助燃剂时,助燃剂添加量降低,抗压强度降低;而添加煤粉时,助燃剂添加量降低,抗压强度反而升高.添加锯末的燃料样品,其成型特性明显优于添加煤粉的燃料样品.添加粉煤灰,有利于样品成型率提高,但会降低其抗压强度.粉煤灰的最佳添加比例为4%.关键词：污泥；衍生燃料；成型特性中图分类号：X705文献标识码：A文章编号：1000-6923(2008)10-0904-06Studyonthegranulatingcharacteristicsofsewagesludgederivedfuel.JIANGJian-guo*,DUXue-juan,YANGShi-hui,ZHANGYan(DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China).ChinaEnvironmentalScience,2008,28(10)：904~909Abstract：Theinfluenceofinitialwatercontent,combustionadjuvant,andcoalashongranulatingcharacteristicsofsewagesludgederivedfuelwasstudied.Theoptimummoistureofmixturesweredifferentusingvariouscombustionadjuvants,whichwas33%~58%forsawdust,withgranulatingproportionrisingfrom20%to60%,andwas30%~47%forcoal,withgranulatingproportionrisingfrom20%to40%.Whenincreasingcombustionadjuvantratio,thecompressivestrengthofsamplesdecreasedforsawdustbutincreasedforcoal.Thegranulatingcharacteristicsofsampleswithsawdustinitwerebetterthanthosewithcoal.Addingcoalashwasfavorabletoincreasegranulatingproportionbutreducedthecompressivestrength.Theoptimumratioofcoalashwas4%.Keywords：sewagesludge；sludgederivedfuel；granulatingcharacteristics污水处理过程中产生大量的污泥,污泥的处理处置已成为环境领域内研究的热点.污泥焚烧作为污泥处置的重要手段,在欧美及日本得到越来越多的应用[1-4].污泥直接焚烧,存在着处理率低、能耗高、稳定性差、存在二次污染等问题.向污泥中添加一定量的助燃剂、固硫剂、防腐剂等,制成污泥衍生燃料,不仅便于运输,而且可以改善燃料性能,控制二次污染,具有可观的经济效益.蒋建国[5]、胡光埙[6]、汪恂[7-8]等对污泥合成衍生燃料进行了相关研究.Dospoy等[9]采用造纸污泥、煤粉和塑料混合制成衍生燃料并投入工程应用.燃料制品应具有一定的抗压强度,不仅便于保存和运输,更利于制品在焚烧炉中保持稳定的骨架结构,得以充分燃烧.美国一研究机构用污泥固体掺加一定量的石灰及水溶性有机粘结剂(如糖浆)制成成型燃料,能承负运送处理而不发生破裂,可以在固定床或移动床气化炉中燃烧,其中污泥的掺加比例在50%以上[10].一些学者研究了生物质衍生燃料的成型特性,如成型压力、原料含水量、原料组分等对其的影响[11-15].过去的污泥衍生燃料制备中,助燃剂以煤为主,且污泥添加量小.本研究考察了煤粉和锯末2种助燃剂及其添加量、污泥初始含水率、粘结剂粉煤灰的添加量对污泥衍生燃料制品成型率和抗压强度的影响,从而为衍生燃料配方的确定和工艺设计提供基础.1材料与方法1.1材料与设备实验用脱水泥饼取