近年來,把城市污泥與城市垃圾進(jìn)行固體燃料化、向污泥中添加含碳類工業(yè)廢物或利用工業(yè)廢油油炸污泥,通過降低其含水率、提高熱值,改變污泥特性,促進(jìn)污泥的燃料化利用等方面進(jìn)行了很多研究和開發(fā)工作。
污泥含水率高,屬于親水性結(jié)構(gòu),水分不易進(jìn)行自然揮發(fā)。通過摻入多種含碳類工業(yè)廢物或添加劑后,使得污泥的大部分內(nèi)部組成變成了疏水性物質(zhì),以往難以加工成形的污泥也因此改變了物理性質(zhì),為后期顆粒造型的生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ),這種技術(shù)即是可代替礦石燃料的污泥質(zhì)廢棄物衍生燃料(RDF-5)技術(shù)。RDF-5技術(shù)的基本工藝流程是首先污泥經(jīng)過預(yù)處理,然后將預(yù)處理后的污泥與其他含碳類工業(yè)廢物進(jìn)行優(yōu)化配比處理,最后進(jìn)行機(jī)械成形工藝以達(dá)到一定程度的規(guī)模生產(chǎn),污泥產(chǎn)品最終成為可以充分燃燒的鍋爐燃料,即RDF,提高了燃燒效率。
不同性質(zhì)的污泥,為了提高燃料的耐水性和強(qiáng)度,可以通過不同的配方組合和摻入不同的添加劑的方式來進(jìn)行,確保燃料的品質(zhì)。充分利用多種含碳類工業(yè)廢物摻入到污泥中,使其物理性質(zhì)發(fā)生改變,采用免烘工藝可使下機(jī)的燃料直接入爐燃燒,僅這一項(xiàng)就可以節(jié)約大量的能源,減少氣體凈化機(jī)、烘燥機(jī)等設(shè)備的投資,節(jié)約人工和場(chǎng)地,同時(shí)在運(yùn)行過程中無大量含甲烷(溫室氣體)的氣體排放,減輕對(duì)環(huán)境的影響。
污泥質(zhì)廢棄物轉(zhuǎn)化為燃料的系統(tǒng)工藝是由一系列互為連接的工序完成的,具體工藝流程如圖所示。

1)增稠
對(duì)活性污泥和原始固體物進(jìn)行增稠處理。通過采用空氣浮選法和在重力的作用下,使初級(jí)污泥的固體物質(zhì)含量提高至6%。
2)混合和均勻
將初級(jí)污泥和活性污泥按28∶72的質(zhì)量比進(jìn)行充分混合。將混合物泵入貯存罐內(nèi)使其更加均勻,最終污泥中揮發(fā)物質(zhì)的含量為70%~75%。
3)濕式空氣氧化
將污泥泵入濕式空氣氧化系統(tǒng)以后,由一個(gè)兩級(jí)空氣壓縮機(jī)提供氧化過程所需要的空氣。
4)傾析槽
在加熱條件下經(jīng)氧化分解,進(jìn)一步降低污泥含水量和提高污泥的稠度,使污泥體積縮小。經(jīng)加熱調(diào)節(jié)后的污泥,在密封的傾析槽內(nèi),稠度進(jìn)一步提高至12%~18%。
5)脫水
污泥首先經(jīng)傾析,然后被泵抽到板框式壓濾機(jī)或滾筒壓濾機(jī),加工為含40%固體物質(zhì)的泥餅。
6)燃燒
將泥餅送入一臺(tái)多段膛式爐,一改傳統(tǒng)根據(jù)泥餅的濕度和輔助燃料的供應(yīng)控制溫度的方法,通過調(diào)制燃燒空氣流量對(duì)燃燒溫度加以控制。
7)廢熱回收
廢熱回收鍋爐來回收燃燒爐排出的廢氣,同時(shí)鍋爐產(chǎn)生的蒸汽完全可以滿足濕式空氣氧化系統(tǒng)的需要。產(chǎn)生的多余蒸汽用來推動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī),供鍋爐系統(tǒng)的水泵、大型焚燒抽風(fēng)機(jī)和輔助抽風(fēng)機(jī)之用。
上述污泥質(zhì)廢棄物衍生燃料技術(shù)生產(chǎn)出的合成燃料,對(duì)其進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),其低位發(fā)熱量為12552kJ/kg左右,揮發(fā)分高達(dá)43.51%,全硫含量控制在0.76%。按照25%~30%的比例將污泥質(zhì)廢棄物衍生燃料摻入礦石燃料中,經(jīng)過多家印染廠導(dǎo)熱油鍋爐的試用,燃燒情況穩(wěn)定,沒有給操作帶來任何的額外負(fù)擔(dān)。而且,污泥質(zhì)廢棄物衍生燃料技術(shù)與該廠以往采用的污泥焚燒處理技術(shù)相比,不但節(jié)約成本,每年還可節(jié)約90%左右的燃料油(燃燒爐消耗),每年節(jié)約72%~77%的天然氣(輔助燃料)。通過采用有效的污泥加溫控制、脫水和自燃技術(shù),可使污泥的處理過程不僅僅是能源的消耗過程,而是能源的生產(chǎn)過程。因此,通過這種途徑可以在很高程度上減少污水處理廠對(duì)外部能源的依賴。