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美国SlurryCardTM污泥碳化工艺 1.1 什么是污泥碳化 ??市政污泥中含有可燃物质，尤其是生化污泥（二沉池排出的剩余污泥），由于其中含有大量的活性污泥细菌，可燃物质量更大。根据上海、天津等地的污泥发热量试验，中国市政污泥中的发热量约为2200－3300大卡/吨干物质。其中消化后的污泥发热量较低，一般仅为未消化污泥的70％左右。夏季污泥的发热量比冬季低。 所谓污泥碳化，就是通过给污泥加温和加压，使生化污泥中的细胞裂解，将其中的水分释放出来，同时又最大限度地保留了污泥中碳质的过程。污泥碳化的优势在于，污泥碳化是通过裂解方式将污泥中的水分脱出，能源消耗少，剩余产物中的碳含量高，发热量大，而其它工艺大多数是通过加热，蒸发的方式去除污泥中的水分，耗能大，灰分中的碳质低，利用价值小。 1.2 污泥碳化的发展世界上污泥碳化技术的发展分为以下三个阶段。 （1）理论研究阶段（1980－1990年）。 这个阶段的研究集中在污泥碳化机理的研究上。这个阶段一个突出特点就是大量的专利申请。Fassb ender, A.G等人的STORS专利，Dickinson N.L污泥碳化专利都是在这期间申请和批准的。 （2）小规模生产试验阶段（1990－2000年）。 随着污泥碳化理论研究的深入和实验室试验的成功，人们开始思考将污泥碳化技术转变成为真正商业化污泥处理的装置。在大规模商业化之前，为了减少投资风险，需要对该技术进行小规模生产性试验（Pilot Trial）。通过这些试验，污泥碳化技术开始从实验室走向工厂。这期间设计和制造了许多专用设备，解决了大量实际工厂化的技术问题。这个阶段的特点如下： 规模小。例如1997年日本三菱在宇部的污泥碳化厂规模为20吨/天；1992年，日本ORGANO公司在东京郊区建了一个污泥碳化试验厂；1997年Thermo Energy 在加利福尼亚州Colton市建立了一个污泥碳化实验厂规模为每天处理5吨干泥。 试验资金来自大公司和政府，而不是商业用户。例如，在日本的试验均来自大公司，在加州的试验资金是来自美国EPA。 （3）大规模的商业推广阶段（2000－）。 除了污泥碳化技术逐渐成熟的因素以外，导致污泥碳化技术大规模商业推广还有其他因素。 在日本，80％的污泥的最终处置方法是焚烧。但由于近年来发现焚烧存在二恶英污染的隐患，所以日本环保部门对焚烧排除的气体提出了更加严格的要求，使得本来成本就很高的焚烧工艺的成本更加提高。为了取代焚烧工艺，目前，日本已经有多家公司生产和销售碳化装置。比较著名的有荏原公司的碳化炉，三菱公司横滨制作所的污泥碳化装置，巴工业公司每天处理10吨，30吨的污泥碳化装置。2005年日本东京下水道技术展览会上，日本日环特殊株式会社甚至推出了标准的污泥碳化减量车。该车可以随时到任何有污泥的场所对污泥进行碳化。这些发展表明，碳化技术已趋于成熟。 在美国，很多州的污泥过去都采用填埋。由于发现污泥中包含的有害物质对地下水的污染，未处理污泥填埋后造成填埋场对环境的危害，美国EPA颁布了新的填埋标准。过去的未达标的污泥（Class B污泥）将不再允许填埋，只有达标污泥（Class A污泥）才允许填埋。这项标准的颁布，使得现有的污水处理厂只有投入巨大的污泥处置成本，才能对其污泥进行处置。另外，现有的填埋场已经接近饱和，开辟新的填埋厂越来越困难。为了达到EPA新的污泥处置标准和解决填埋场逐渐用尽的问题，2000年以后，在美国各个州，各个县（County）的政府内都建立了专门的污泥处置研究机构，对可能的解决方案进行可行性研究。在研究了一些传统的污泥处置方案（如焚烧，堆肥，干化）的同时，新的污泥碳化技术开始进入了政府的考虑范围，例如在南加州大洛杉矶地区，经过近2年的考察、比较，已经决定要建立一个每天处理675吨污泥的碳化厂，由能源技术公司（Enertech Environmental Co.）建设、运行。 1.3污泥碳化的分类: （1）高温碳化 碳化时不加压，温度为1,200 – 1,800°F（649－982℃）。先将污泥干化至含水率约30％，然后进入炭化炉高温碳化造粒。碳化颗粒可以作为低级燃料使用，其热值约为2000－3000大卡/公斤（在日本或美国）。技术上较为成熟的公司包括日本的荏原，三菱重工，巴工业以及美国的IES等。该技术可以实现污泥的减量化和资源化，但由于其技术复杂，运行成本高，产品中的热值含量低，目前尚未有大规模的应用。最大规模的为30吨湿污泥/天。 （2）中温碳化 碳化时不加压，温度为800 – 1000°F（426－537℃ （3）低温碳化 碳化前无需干化，碳化时加压至10MPa左右，碳化温度为600℉左右（315℃），碳化后的污泥成液态，脱水后的含水率达50％以下，经干化造粒后可以作为低级燃料使用，其