污泥资源化处理技术及设备

第1章　绪论 1
1．1　污泥的来源与分类 1
1．1．1　污泥的来源 1
1．1．2　污泥的分类 2
1．2　污泥的性质 4
1．2．1　污泥的物理性质 4
1．2．2　污泥的化学性质 7
1．2．3　污泥的生化性质 10
1．3　污泥的危害 11
1．3．1　污泥对水环境的影响 11
1．3．2　污泥对土壤环境的影响 11
1．3．3　污泥对大气环境的影响 12
1．4　污泥的处理处置方法 13
1．4．1　污泥处理处置的原则 13
1．4．2　污泥处理的方法 14
1．4．3　污泥处置的方法 15
1．5　污泥处理处置政策解读 17
1．5．1　污泥处理政策解读 17
1．5．2　污泥处置政策解读 19
参考文献 22
前处理篇
第2 章　污泥调理 25
2．1　物理调理 25
2．1．1　加热调理 25
2．1．2　冻融调理 27
2．1．3　淘洗调理 28
2．1．4　超声波调理 29
2．1．5　微波调理 29
2．1．6　加骨料调理 29
2．2　化学调理 30
2．2．1　化学调理的机理 30
2．2．2　化学调理剂 30
2．3　生物调理 31
2．3．1　微生物絮凝剂的种类 31
2．3．2　微生物絮凝剂的优缺点 32
2．4　联合调理 32
2．4．1　药剂联用调理 32
2．4．2　物化联用调理 33
2．4．3　污泥混合调理 33
参考文献 33
第3 章　污泥浓缩 36
3．1　重力浓缩 36
3．1．1　重力浓缩的基本原理 37
3．1．2　重力浓缩工艺与设备 37
3．1．3　重力浓缩效果的影响因素 45
3．1．4　重力浓缩池的设计计算 46
3．2　气浮浓缩 48
3．2．1　气浮浓缩的基本原理 48
3．2．2　气浮浓缩工艺与设备 48
3．2．3　气浮浓缩效果的影响因素 52
3．2．4　气浮浓缩池的设计计算 54
3．3　机械浓缩 57
3．3．1　离心浓缩机 57
3．3．2　带式浓缩机 59
3．3．3　螺压浓缩机 59
3．3．4　转筒浓缩机 60
3．4　其他浓缩方法 61
3．4．1　生物气浮浓缩 61
3．4．2　涡凹气浮浓缩 61
3．4．3　离心筛网浓缩 62
3．4．4　微孔滤机浓缩 63
参考文献 63
第4 章　污泥机械脱水 65
4．1　基本原理与方式 65
4．1．1　污泥机械脱水的原理 65
4．1．2　污泥机械脱水的方式 67
4．2　真空过滤脱水 68
4．2．1　真空过滤脱水的工艺流程 68
4．2．2　真空过滤脱水设备 68
4．2．3　真空过滤脱水效果的影响因素 70
4．3　加压过滤脱水 71
4．3．1　加压过滤脱水的工艺流程 71
4．3．2　加压过滤脱水设备 71
4．4　离心脱水 75
4．4．1　离心脱水的工艺流程 75
4．4．2　离心脱水设备 76
4．5　电渗透脱水 79
4．5．1　电渗透脱水的工作机理 80
4．5．2　电渗透脱水效果的影响因素 80
参考文献 81
第5 章　污泥石灰稳定 83
5．1　石灰稳定的机理 83
5．2　石灰稳定的工艺流程 84
5．3　石灰稳定技术的应用 86
参考文献 87
第6章　污泥干化 89
6．1　自然干化 89
6．1．1　太阳能干化 89
6．1．2　生物干化 91
6．1．3　芦苇床干化 92
6．2　人工干化 93
6．2．1　污泥干燥原理 93
6．2．2　干燥速率的影响因素 94
6．2．3　污泥干燥技术 95
6．2．4　污泥干燥设备 96
参考文献 105
第7章　污泥输送 108
7．1　污泥的状态与输送量 108
7．1．1　污泥中水分的存在形式 108
7．1．2　污泥的形态与输送方式 109
7．1．3　污泥的输送量 110
7．2　污泥管道输送 112
7．2．1　污泥管道输送的工艺流程 112
7．2．2　污泥管道输送系统 113
7．2．3　污泥输送管道 114
7．2．4　污泥输送用泵 116
7．2．5　污泥管道输送的问题及对策 119
7．3　胶带输送机 120
7．3．1　输送带 121
7．3．2　托辊 122
7．3．3　驱动装置 124
7．3．4　拉紧装置 124
7．3．5　装料及卸料装置 125
7．3．6　清扫装置 126
7．3．7　制动装置 126
7．4　螺旋输送机 128
7．4．1　有轴螺旋输送机 128
7．4．2　无轴螺旋输送机 131
7．5　链板输送机 132
7．5．1　板式输送机 132
7．5．2　刮板输送机 133
7．5．3　埋刮板输送机 135
7．5．4　FU 链式输送机 135
参考文献 136
能源化利用篇
第8章　污泥焚烧产热 141
8．1　污泥焚烧的原理与过程 141
8．1．1　污泥焚烧的原理 141
8．1．2　污泥焚烧的过程 144
8．1．3　污泥焚烧的影响因素 146
8．2　污泥焚烧工艺 147
8．2．1　污泥单独焚烧工艺 147
8．2．2　污泥混烧工艺 152
8．2．3　污泥焚烧的最佳技术 157
8．3　污泥焚烧设备　 159
8．3．1　多膛焚烧炉 159
8．3．2　流化床焚烧炉 160
8．3．3　回转窑式焚烧炉 163
8．3．4　炉排式焚烧炉 164
8．3．5　电加热红外焚烧炉 165
8．3．6　熔融焚烧炉 166
8．3．7　旋风焚烧炉 167
8．4　焚烧炉的设计 168
8．4．1　质量平衡分析 168
8．4．2　能量平衡分析 169
8．4．3　流化床焚烧炉的设计 170
8．4．4　多膛焚烧炉的设计 172
8．4．5　电加热焚烧炉的设计 172
8．5　污泥焚烧实例 173
8．5．1　造纸污泥的焚烧 173
8．5．2　电镀污泥的焚烧 179
8．5．3　制革污泥的焚烧 180
8．5．4　含油污泥的焚烧 181
8．5．5　污染河湖底泥的焚烧 182
参考文献 183
第9 章　污泥水热氧化回收热能 186
9．1　水热氧化技术的分类 186
9．1．1　湿式氧化 186
9．1．2　超临界水氧化 189
9．2　污泥湿式氧化 189
9．2．1　湿式氧化的工艺流程 189
9．2．2　湿式氧化效果的影响因素 193
9．2．3　湿式氧化的主要设备 196
9．3　污泥超临界水氧化 197
9．3．1　超临界水氧化的工艺流程 197
9．3．2　超临界水氧化反应器 199
参考文献 206
第10 章　污泥热化学液化制液体燃料 209
10．1　污泥热解液化 210
10．1．1　热解的基本原理 210
10．1．2　污泥热解液化过程的影响因素 211
10．1．3　污泥热解液化的工艺流程 213
10．1．4　污泥热解液化产物的特性 214
10．1．5　污泥热解液化产物的加工 216
10．1．6　污泥微波热解液化 218
10．2　污泥水热液化 220
10．2．1　污泥水热液化的工艺流程 220
10．2．2　污泥水热液化的设备 223
10．2．3　污泥水热液化过程的影响因素 223
10．2．4　污泥水热液化产物的特性 225
10．3　污泥水热液化与热解液化的比较 226
参考文献 227
第11章　污泥热化学炭化制固体燃料 230
11．1　污泥热解炭化 230
11．1．1　污泥热解炭化的工艺流程 230
11．1．2　污泥热解炭化过程的影响因素 231
11．1．3　污泥热解炭化产物的特性 232
11．2　污泥水热炭化 232
11．2．1　污泥水热炭化的工艺流程 232
11．2．2　污泥水热炭化过程的影响因素 234
11．2．3　污泥水热炭化废水的组成 235
11．2．4　污泥水热炭化产物的特性 237
参考文献 238
第12 章　污泥热化学气化制气体燃料 240
12．1　污泥热解气化 241
12．1．1　污泥热解气化的工艺流程 241
12．1．2　污泥热解气化过程的影响因素 241
12．1．3　污泥热解气化产物的特性 243
12．2　污泥微波热解气化 244
12．2．1　污泥微波热解的工艺流程 244
12．2．2　污泥微波热解过程的影响因素 245
12．2．3　污泥微波热解的机理 248
12．2．4　污泥微波热解产气特性的影响因素 249
12．3　污泥气化剂气化 252
12．3．1　污泥气化的工艺流程 252
12．3．2　污泥气化过程的影响因素 254
12．3．3　污泥气化设备 255
12．3．4　污泥气化过程的污染物控制 258
12．3．5　污泥气化产物的特性 258
12．3．6　污泥气化技术的应用 259
12．4　污泥水热气化 261
12．4．1　污泥水热气化的工艺流程 261
12．4．2　水热气化过程的影响因素 261
12．4．3　污泥超临界水气化过程的机理 262
12．4．4　污泥超临界水气化工艺 263
12．4．5　污泥超临界水气化过程的影响因素 264
参考文献 265
第13 章　污泥生物气化产沼气 267
13．1　污泥厌氧消化过程 267
13．1．1　污泥厌氧消化过程的机理 267
13．1．2　厌氧消化过程中的微生物菌群 270
13．1．3　厌氧菌群之间的关系及动态平衡 271
13．2　污泥厌氧消化工艺 272
13．2．1　一段式厌氧消化工艺 272
13．2．2　两相式厌氧消化工艺 274
13．2．3　三段式厌氧消化工艺 275
13．2．4　协同厌氧消化工艺 276
13．2．5　热水解+厌氧消化工艺 276
13．2．6　污泥厌氧消化存在的主要问题 277
13．3　污泥厌氧消化过程的影响因素 278
13．3．1　工艺条件的影响 278
13．3．2　环境因素的影响 282
13．4　厌氧消化反应器 286
13．4．1　常规型反应器 287
13．4．2　污泥滞留型反应器 288
13．4．3　附着膜型反应器 294
参考文献 296
材料化利用篇
第14 章　污泥制建筑材料 301
14．1　污泥制建筑材料的途径 301
14．2　污泥烧结制砖 302
14．2．1　污泥烧结砖的生产工艺 302
14．2．2　污泥烧结砖的产品性能 304
14．3　污泥制免烧砖 305
14．3．1　污泥免烧砖的生产原料 305
14．3．2　污泥免烧砖的生产工艺 306
14．3．3　污泥免烧砖强度形成原因 307
14．3．4　污泥免烧砖的产品性能 308
14．4　污泥烧制陶粒 308
14．4．1　污泥烧制陶粒的方法 309
14．4．2　污泥烧制陶粒的工艺路线 309
14．4．3　污泥陶粒的产品性能 312
14．5　污泥生产水泥 313
14．5．1　生产水泥的污泥原料 313
14．5．2　污泥生产水泥的工艺流程 314
14．5．3　污泥水泥的产品性能 315
14．6　污泥制生化纤维板 316
14．6．1　污泥制生化纤维板的工艺过程 316
14．6．2　污泥基生化纤维板质量的影响因素 317
14．7　污泥制轻质填充料和轻质发泡混凝土 317
14．7．1　污泥制轻质填充料 317
14．7．2　污泥制轻质发泡混凝土 318
14．8　污泥熔融制石料 319
14．8．1　污泥熔融石料的制备过程 319
14．8．2　污泥熔融石料的产品性能 319
14．9　污泥制聚合物复合材料 321
14．9．1　污泥聚合物复合材料的制备工艺 321
14．9．2　污泥聚合物复合材料性能的影响因素 321
14．10　污泥制木塑复合材料 322
14．10．1　污泥木塑复合材料的制备工艺 323
14．10．2　污泥木塑复合材料性能的影响因素 323
参考文献 325
第15 章　污泥制吸附材料 329
15．1　污泥活性炭的制备途径 329
15．1．1　单一污泥制备活性炭 329
15．1．2　污泥中添加生物质制备活性炭 330
15．1．3　污泥中添加矿物质制备活性炭 330
15．2　污泥活性炭的活化方法 331
15．2．1　热解活化法 331
15．2．2　物理活化法 332
15．2．3　化学活化法 333
15．2．4　化学物理活化法 335
15．3　污泥活性炭的性能表征 336
15．3．1　污泥活性炭的性能指标 336
15．3．2　ZnCl2 活化法制得污泥活性炭的性能 337
15．3．3　H2SO4 活化法制得污泥活性炭的性能 339
15．3．4　KOH 活化法制得污泥活性炭的性能 340
15．3．5　微波-H3PO4 活化法制得污泥活性炭的性能 340
15．3．6　水蒸气活化法制得污泥活性炭的性能 341
15．3．7　热解活化法制得污泥活性炭的性能 342
15．4　污泥活性炭性能的影响因素 343
15．4．1　活化温度的影响 343
15．4．2　活化时间的影响 344
15．4．3　活化剂浓度的影响 344
15．4．4　升温速率的影响 346
15．4．5　液固比的影响 346
15．5　污泥活性炭的应用 346
15．5．1　废水处理 346
15．5．2　大气污染防治 350
参考文献 353
农业利用篇
第16章　污泥制肥料 357
16．1　污泥堆肥 357
16．1．1　污泥堆肥的原理 357
16．1．2　污泥堆肥的方式 359
16．1．3　污泥堆肥过程的物质变化 359
16．1．4　污泥堆肥的工艺参数 361
16．1．5　堆肥中重金属含量的控制 364
16．1．6　污泥堆肥的农业利用效果 365
16．2　污泥制复混肥 366
16．2．1　污泥复混肥的制备工艺 367
16．2．2　污泥复混肥的技术指标及肥效 368
16．2．3　污泥复混肥的农业利用效果 369
参考文献 372
第17章　污泥制蛋白质饲料 374
17．1　污泥制蛋白质饲料的可行性 374
17．2　污泥蛋白的提取方法 375
17．3　污泥蛋白的加工技术 377
17．4　污泥蛋白的利用 377
参考文献 379
土地利用篇
第18章　污泥土地利用 383
18．1　污泥农田利用 383
18．1．1　污泥的肥效 384
18．1．2　污泥的施用方法 385
18．1．3　污泥农田利用的农业效果 385
18．2　污泥林地利用 387
18．2．1　污泥林业利用 387
18．2．2　污泥林业利用的林业效果 387
18．2．3　污泥园林利用 388
18．2．4　污泥园林利用的绿化效果 388
18．3　污泥土地修复利用 389
18．3．1　干旱半干旱土地的修复 389
18．3．2　严重扰动土地的修复 390
18．3．3　污染土壤的修复 390
18．3．4　牧场的恢复与重建 390
18．4　污泥土地利用的方法与要求 391
18．4．1　土地利用的污泥肥料类型 391
18．4．2　污泥肥料的施用方法 392
18．4．3　污泥土地利用的施用要求 393
18．5　污泥土地利用的控制因素 393
18．5．1　污泥中重金属的控制 393
18．5．2　污泥中有害物的控制 395
18．5．3　污泥中病原物的控制 397
18．5．4　污泥施用率的控制 398
18．5．5　污泥施用年限的控制 399
18．6　污泥用作填埋场覆土 400
18．6．1　填埋场覆土的作用 400
18．6．2　污泥用作日覆土的要求 401
18．6．3　污泥用作日覆土的优点 406
参考文献 406