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我国化学工业的迅速发展以及环境保护的严厉要求的形势下,作为危险固废物的化工废水污泥的产量日益增大,由污泥引发的环境问题日益突出。化工污泥的减量化、无害化、资源化的研究已显得尤为重要。 本文针对南京市某化工厂废水污泥首先进行了污泥基本理化性质的研究,包括污泥含水率、元素分析、重金属含量和pH值等。结果表明该废水污泥含水率高达90%,并含有Cr、Ni、Zn等重金属,显然不适合一般污泥的处理如堆肥和填埋。 在对污泥理化性质测定的基础上制定了湿污泥干燥、干污泥焚烧的工艺研究路线。并设计了脱水量为5-10kg/h、直径100mm、高1.2m的快速闪蒸干燥器和处理量6-13kg/h,焚烧温度可达1000℃的流化床焚烧炉。 污泥干燥工艺的研究方面首先进行了薄层污泥洞道干燥小试,测得了不同厚度、不同温度下的污泥干燥失水曲线及干燥速率曲线,结果表明该污泥干燥过程分为预热阶段、恒速干燥阶段和降速干燥阶段这三个阶段,Henderon and pabies模型最适合描述该污泥干燥过程,并拟合得到不同温度下的干燥模型方程式。 其二,在快速闪蒸干燥器中进行了不同进气温度、加料速率、进风量的干燥条件试验,测得了最佳操作工艺参数即进气温度为200℃、进风量为150Nm3/h、进料速率为9kg/h时,可以得到含水率为6.39%的干污泥。通过正交实验发现,各因素对干燥效果的影响大小为进气温度>进风量>进料速率。 焚烧工艺研究方面首先对干燥后的污泥进行了热重分析实验,得到了不同湿含量的污泥燃烧特性曲线,结果表明:干污泥随温度升高可分为三阶段,第一阶段(20~150℃)为水析出阶段,第二阶段(150~450℃)为污泥中挥发份和固定碳的燃烧阶段,第三阶段(450~800℃)为污泥的部分有机物和无机物的高温分解阶段。其次,进行了不同加料速率、进风量下的焚烧工艺研究,结果表明:绝热焚烧状况下,干污泥加料速率为8kg/h、进风量为22 Nm3/h时炉温可达到最高为770℃。在该工况下,电辅助加热,提高焚烧温度,研究了不同焚烧温度下的尾气组成和炉渣中重金属含量,得出结论:当焚烧温度为820℃时,尾气排放达到国家标准,且重金属散失量较小。 本文认为对化工污泥的最佳处置方式为干燥焚烧联合处理,得到了污泥干燥焚烧工艺的最佳操作参数,为实现该污泥的减量化处理的工业化提供了重要依据。