摘要：随着环境保护力度的不断提高，过去的污水、污泥处理技术已不再适用于当前的形势，这就需要站在新的起点，探寻更加科学高效的污水、污泥处理技术，在这种情况下，污泥低温热解技术得以问世，本文就以污泥低温热解技术为焦点展开分析探讨，详细探寻反应温度以及反应速度等等对污泥热解产物的影响，同时提出几点处理城市污泥的见解。
关键词：污泥；低温热解技术；污泥热解产物
引言
随着城市人口的迅速增加，和各种企业的运行，城市所产出的污水量也在持续增大，城市排放的各种污水和废水在污水处理厂的净化处理过程中产生的沉淀物质就是城市污泥，城市污泥具有一定的危害性，如果不进行妥善的处理控制，就会对周边环境形成二次污染，就目前来说，怎样才能安全高效、经济合理的处置城市污泥，已经成为世界性的环境难题，现阶段，我国绝大多数的城市污泥都是运出污水处理厂后，便随意的临时堆存或者进行简单填埋，这样就形成了土地资源的浪费和生态环境破坏，以及地下水资源污染。其实国外某些先进国家经过长期研究与实践，已经制定了比较好的城市污泥处理方法，但是由于国情等诸多原因，国外的城市污泥处理方法并能不适用于我国。
1、分析当前的城市污泥处理状况
很久以来，我国都是采用填埋、堆肥，以及焚烧等等方式处理城市污泥，采用这些方式时，还需要采用无害化和稳定化处理。采用填埋法，对土地的占用量非常大，一时不慎就会造成地表水和地下水资源的污染；而城市污泥中各种成分混杂，含有多种有害物质，这些都是采用堆肥法的限制因素；城市污泥填海法又因为造成海洋环境污染，严重危害海洋生物而被国际公约禁用；城市污泥焚烧法相对来说有较多优势，在大量削减污泥体积的同时，还能收到杀菌、稳定的效果，并且能够改善热效率，但是又需要投入相当高的费用处理焚烧过程中形成的废气。因为当前的剩余污泥处理方式都存在很多不足，因此，必须寻找更加科学高效的剩余物理处理方法，而城市污泥低温热解技术，在弥补以上弊端的同时，还可以有效的处理城市污泥，并且经过热解形成的气体和油热值很高，可以用于制造燃料。
2、污泥低温热解技术相关介绍
此处所说的污泥热解技术，就是采用无氧条件下有效加热方式促使污泥中的有机物产生热裂解，进而形成污泥衍生燃料的技术。该技术由BAYER首次提出，具体的淤泥低温热解技术，就是将有效干燥后的污泥，在无氧条件下进行加热，加热到一定温度（一般都是<500℃），然后通过干流和热分解，促使污泥衍化成为反应水、焦炭以及油和不凝性气体（NGC），采用污泥低温热解技术的优势充分体现在以下几方面，首先，在很大程度上缩小了固体残渣体积；其次，经过低温热解所形成的热解油热值非常高，能够作为潜在的燃料；再者，因为低温热解所需要的温度大大低于焚烧所需要的温度，所以在热解过程中能够很大程度上减少了二恶英等污染气体的形成和排放；最后，进行低温热解所使用的设备相对的比较简单，而且对耐高温和耐高压没有太大要求。需要说明的是，可以采用催化剂改善低温热解所产生的热解油质量，经过相关研究得到的结果显示，热解油通过有效催化重整后能够用于替代石油。
3、探寻污泥低温解热技术的影响因素与解决方法
采用污泥低温热解技术时，在多种物理化学反应的作用下，促使污泥衍化成为固、气、液三相产物，在热解过程中，有反应温度、加热方式以及物料尺寸和反应停留时间等等多种原因会影响这三种产物的产出率。下面就来一一介绍这些影响因素以及解决方法。
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3.1反应温度
通过相关研究分析体现出，在污泥低温热解过程中，反应温度是影响固、气、液三种产物产出率的重要因素，相关研究人员对此进行有针对性的深入研究，通常情况下，我国研究污泥热解转化时都会将温度掌握在500度以内，汪恂经过研究提出，采用低温热解技术处理城市污泥时，最为科学高效、经济合理的热解温度需要控制在200~350度，邵立明等研究人员在充分研究分析污泥低温热解过程中的能量平衡后提出，即便是我国的城市污泥有机质含量比较低，但污泥热解过程依然是能量净输出过程，而最为适宜的反应温度是270度。邢立杰针对不同热解条件对热解油产出率的影响进行研究发现，低温热解的合理温度是150~360度，最佳反应温度是270度。这充分说明，只要合理掌握低温热解温度，就能够有效增加各种产物产出率。
3.2反应时间
通过研究说明，热解过程中的反应时间也是影响产物产出率的一大因素，所以说，做好热解过程中的反应时间控制工作，也能够促使各种产物产出率得到增加。具体说来，热解过程就是一个干馏过程，反应时间是是关键性的反应达到平衡的控制条件。关于热解过程中的反应时间，我国研究人员还未给出明确定论，各研究人员一致认为，在达到反应平衡点也就是最佳反应时间前期，产油率会因为反应时间的延长而增加，反应平衡点的确定，跟污泥含水率和实验条件有一定关联，王霜在经过有效研究后提出，污泥含水量在12.35%时，最佳反应时间是为75 min。
3.3加热速率
加热速率是另一个能够影响产物产出率的重大因素，这也就说明控制加热速率是提高产物产出率的有效措施，通过INGUANZO等人的研究体现出，加热速率对于污泥热解形成的影响是具有阶段性的，只有在热解温度相对较低的情况下，加热速率对污泥热解才能形成比较明显的影响，在热解温度为450度时，热解效率会因为高加热速率而提高，从而致使液、气两种产物的产出率随之提高，当热解温度达到650度时，加热速率的影响几近消失。由于我国现阶段，主要是进行城市污泥低温热解研究，所以需要充分考虑到加热速率对产物产出率的影响。
3.4催化剂
通过相关研究可以发现，在污泥热解过程中，催化剂对产物产出率也有一定影响，所以合理使用催化剂，能够促使各种产物产出率得以提高。采用污泥低温热解技术时，在污泥热解过程中，合理使用催化剂能够发挥多种优势，首先可以有效减少热解时间，降低热解所需温度，而且还可以提高热解能力，并相对减少剩余固体的量，同时还可以控制热解产品的分布范围。BRIDGWATER等人员经过研究后提出，在污泥热解过程中合理使用催化剂，能够促使各种产物产出量得到提高，尤其是油品在提高产出量的同时，还能够促使油品质量得到一定程度的提高，并且还能够在一定程度上提高热解效率和降低工艺资金投入。喻健良等人员研究后指出，催化剂量与污泥量以4g／l00g为最佳标准。
结论
通过以上介绍，对污泥低温热解技术有了充分认识，目前各个城市污泥排放量在逐渐增加，而城市污泥属于具有可开发利用价值的潜在资源，所以需要以节能降耗、保护环境为出发点，利用污泥低温热解技术进行城市污泥处理，实现我国城市的可持续发展目标。
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论文作者:孙国鹏,劳逸,王顺刚,陈鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
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