For å redusere forurensning av kommunalt slam på miljøet og oppnå ressursutnyttelse av slam, utdypes dagens situasjon for slamdeponering i inn- og utland. Forskningsstatusen for slamblanding med kull for å tilberede kloakkslurry, blanding med kull (halvkoks) for å tilberede dannet brensel og blanding med plantehalm til granulering for å forberede drivstoff for å produsere biomassebrensel er introdusert.
Resultatene indikerer at tilberedning av biomassebrensel fra slam kan utnytte den effektive brennverdien til slam fullt ut, erstatte en liten mengde kull og gi en effektiv teknisk tilnærming for rasjonell utnyttelse av slam. Analyserte problemene med liten skala, høyt energiforbruk, kompleks prosess og lav brennverdi ved fremstilling av biomassebrensel fra slam, og foreslo å styrke den dype modifikasjonen av slam for å tilberede høykonsentrasjonsbrenselkullvannslurry, granulering av slam og brenselhalm, og utvikling av effektive bindemidler for fremstilling av dannet brensel fra slam og kull (halvkoks), samt dehydrering og tørking av slam før forming Forskning på vanntettingsbehandling av dannet brensel og industrialisering av slam til biomasse drivstoff, for å akselerere den industrielle anvendelsen av slam til biomassebrensel.
Introduksjon
Byslam er et biprodukt av kloakkrensing med en stor mengde forurensninger generert av kloakkanlegg i prosessen med å rense urbane husholdningskloakk og industrielt avløpsvann. Med den raske veksten i Kinas kloakkbehandlingshastighet og den resulterende raske økningen i slamproduksjon, har kommunalt slam nådd over 30 millioner tonn per år (med et fuktighetsinnhold på 80 prosent). Fra utseendet er urban slam en svart eller svart brun væskelignende, semi-flytende eller kakelignende flokkulent.
Karakteristikken er høyt fuktighetsinnhold, opptil 25 prosent ~98 prosent, stort volum og kompleks sammensetning. Slam inneholder faste partikler som gjørme og sand, fibre, dyre- og planterester, samt koagulerte flokker. Den inneholder en stor mengde organiske stoffer (hovedsakelig benzen, klorfenoler, etc.), giftige og skadelige tungmetaller, patogene mikroorganismer, parasittiske egg, salter og radioaktive nuklider, som er vanskelige å bryte ned og forårsaker alvorlig miljøforurensning. For tiden er den viktigste behandlingsmetoden for slam hjemme og i utlandet deponi, men den økende produksjonen av slam okkuperer ikke bare land, men forurenser også grunnvannskvaliteten; Den betydelige reduksjonen i forbrenning er en av de internasjonale retningene for slambehandling, men den første investeringen i bygging av forbrenningsovner er høy og driftskostnadene høye. Derfor er hvordan man effektivt behandler og deponerer byslam et presserende problem som må løses.
På grunn av den store mengden organisk materiale som finnes i slam med en viss brennverdi (tørrbasert høy brennverdi på 8-10MJ/kg) og rikelig med næringsstoffer som nitrogen, fosfor og kalium, er ressursutnyttelsen av slam av stor betydning for å oppnå slamreduksjon, stabilisering og ufarlig behandling. I dag er det tre hovedmåter å utvikle slamressursutnyttelsen på: arealbruk, byggematerialeutnyttelse og tilberedning av biomassebrensel. Blant dem er tilberedning av biomassebrensel å blande slam med industrielt, landbruksavfall, eller rent drivstoff for å produsere drivstoff med høy brennverdi for kjeleforbrenning, som er hovedmetoden for slamressursutnyttelse. Fremstilling av biomassebrensel fra slam utnytter i hovedsak den lave brennverdien til slam, som ikke kan brennes direkte. Blanding av det med brennbare materialer for å tilberede biomassebrensel som energibruk utnytter ikke bare brennverdien til slam fullt ut, men reduserer også kostnadene ved slambehandling effektivt. Det er en effektiv måte for slam å være ufarlig og ressurssterk.
Derfor har innenlandske og utenlandske forskere utført omfattende forskning på fremstilling av biomassebrensel fra slam. Fremmedslam brukes hovedsakelig til arealbruk, deponi og forbrenning, med begrenset ressursutnyttelse. Forskning på ressursutnyttelse av slam i Kina har nettopp startet. Derfor gjennomgår denne artikkelen dagens status for slamdeponering i inn- og utland, introduserer forskningsstatus og eksisterende problemer med slam til biomassebrensel, og foreslår utviklingsretningen for slam til biomassebrensel.
1, Nåværende situasjon for slamdeponering i inn- og utland
1.1 Nåværende situasjon for slamdeponering i utlandet Hovedmetodene for slambehandling i utlandet omfatter for tiden bruk i landbruket (gjødsel, fôr), deponi, tørking og forbrenning, og deponi. Utviklede vestlige land har sterke økonomier, avansert teknologi og høye nivåer av slambehandling. For eksempel i Vest-Europa brukes hovedsakelig indirekte termisk tørking, mens det i USA og Storbritannia hovedsakelig brukes deponi og landbruk, mens det i Japan hovedsakelig brukes forbrenning. Store slamfortørkeanlegg er etablert i land som Tyskland og Nederland i Europa. Etter at fuktighetsinnholdet i forhåndstørket slam når 60 prosent, går det inn i kraftverk for forbrenning eller kompostering for landbruket, og oppnår energigjenbruk. I følge statistikk utgjør arealbruk 9 prosent til 54 prosent av slamdeponeringen i syv utviklede land rundt om i verden, deponi utgjør 16 prosent til 55 prosent, forbrenning står for 15 prosent til 55 prosent, og andre står for 0 til 8 prosent. .
Behandlings- og deponeringsmetodene for slam i Japan er delt inn i to kategorier: deponering (deponi, friluftslagring, andre deponeringsmetoder) og ressursutnyttelse (byggematerialer, jordbruksland, grønne områder, drivstoff). Japan mangler ressurser og energi, og legger stor vekt på ressurs- og energiutnyttelse av slam. De siste årene har derfor andelen ressursutnyttelse økt raskt og nådd 77,9 prosent innen 2008. Hovedsakelig brukes de organiske komponentene i slam til grøntområder i landbruket (gjødsel og jordforbedring) og energiutnyttelse (biomassegass, konvertering av fast brensel). , etc.), mens de uorganiske komponentene brukes til byggematerialeutnyttelse. En lavkostnadsteknologi for slamkraftproduksjon på 5t/d ble bygget i 2010.
1.2 Den nåværende situasjonen for innenlandsk slamdeponering i Kina. Av økonomiske og teknologiske årsaker er det i dag ingen rimelig utvei for slam, og deponi og stabling er fortsatt hovedmetodene. I følge statistikk er dagens situasjon for slamdeponering i Kina som følger: 44,8 prosent for landbruk, 31 prosent for deponi, 10,5 prosent for annet, og 13,7 prosent for ubehandlet slam. Det er data som indikerer at over 90 prosent av kloakkrenseanleggene som bygges ikke har støtteanlegg for slambehandling. Noen steder, på grunn av misbruk av slam, kan tungmetaller, organiske forbindelser og skadedyr og sykdommer direkte true menneskers helse og forårsake sekundær forurensning til miljøet.
På grunn av at deponi ikke bare forårsaker landspenninger, men også forurenser land- og havressurser, synker andelen slamdeponi år for år. Forbrenning har redusert slammengden betydelig og er en av de internasjonale retningene for slambehandling. Imidlertid har slam i seg selv lav brennverdi og kan vanligvis ikke brennes direkte. For tiden er det problemer som høye investeringer, driftskostnader og miljøforurensning, som fortsatt er i startfasen. Med den stadig strengere miljøvernpolitikken, prøver Kina også å bruke slam som en ressurs, inkludert å behandle det på riktig måte som jordforbedring og kompost for arealbruk, bruke det som byggematerialer som murstein, sement og nye materialer, og det som energi for drivstoff, kraftproduksjon og gassproduksjon. Å utnytte de ultrafine partiklene og en viss brennverdi av slam for å blandes med landbruksavfall som halm og kull for å tilberede bioformet drivstoff eller drivstoff kullvannslurry er en effektiv utnyttelsesmetode for slamdrivstoffkonvertering.
2, Den nåværende statusen til innenlandsk slamdrivstoffteknologi har tiltrukket seg økende oppmerksomhet på grunn av den raske økningen i slamproduksjon og den negative innvirkningen på miljøet. De siste årene har innenlandske forskere utført forskning på tilberedning av biomassebrensel fra slam, hovedsakelig inkludert fremstilling av dannet brensel ved å blande slam med kull, landbruksavfallshalm og tilberedning av drivstoffvann kullslurry ved å blande slam med kull. Siden forskning på dette området nettopp har startet, forblir det meste i laboratorieforskningsstadiet.
2.1 Teknologi for å tilberede formet brensel ved å blande slam med kull og landbrukshalm. Slam har høyt fuktighetsinnhold og lav brennverdi, noe som gjør direkte forbrenning vanskelig. Blanding av slam med kull og landbruksavfall for direkte forbrenning eller formet forbrenning er en effektiv metode for å forbedre forbrenningsegenskapene til slam. For å forstå forbrenningsegenskapene til slam og landbruksavfall, har Wu Hongxiang et al. [3] brukte en termisk balansereaksjonsanordning for å studere forbrenningsegenskapene til kull, flis og slamblandinger, slik som antennelsestemperatur og utbrenningstemperatur. Resultatene viste at forbrenningsytelsen for slam alene var dårlig. Når kull eller flis ble tilsatt for samforbrenning, økte den omfattende forbrenningskarakteristikkindeksen, antennelsespunktet økte, utbrenningstemperaturen sank og forbrenningsytelsen ble forbedret. Bevis at blandet forbrenning av slam og biomasseavfall er en god måte å utnytte slam på som en ressurs.
To typer slam med et fuktighetsinnhold på ca. 80 prosent ble blandet med kull og sagflis ved hjelp av en filterpresse for å fremstille slambriketter med en viss styrke og brennverdi under et visst trykk, og termogravimetriske tester ble utført på brikettene. Resultatene indikerer at pyrolyseprosessen til de to typene slambriketter involverer tørketrinnet, fordampningsanalysestadiet, forbrenningsstadiet og utbrenningsstadiet. Den maksimale forbrenningshastigheten for dannet brensel laget av flis og slam er omtrent 100K lavere enn for dannet brensel fremstilt av slam og kullpulver. Hensikten med å tilberede brikettbrensel ved å blande slam med halm og passende tilsetningsstoffer er å øke forbrenningsvarmeverdien og varmeenergien. Ulike tilsetningsstoffer må tilsettes under støpeprosessen, hovedsakelig inkludert tennmidler som gjør drivstoffet lett å antennes, løsnemidler som forbedrer porøsiteten til drivstoffet, katalysatorer som fremmer fullstendig forbrenning av karbonpartikler, herdemidler som sikrer størkningseffekten av drivstoffet, og deodoranter som reduserer luktforurensning under forbrenningen av drivstoffet.
