Om de vervuiling van gemeentelijk slib op het milieu te verminderen en het gebruik van hulpbronnen van slib te bereiken, wordt de huidige situatie van slibverwijdering in binnen- en buitenland uitgewerkt. De onderzoeksstatus van het mengen van slib met steenkool om rioolslib te bereiden, het mengen met steenkool (semi-cokes) om gevormde brandstof te bereiden, en het mengen met plantenstro tot granulatie om brandstof te bereiden om biomassabrandstof te produceren, wordt geïntroduceerd.
De resultaten geven aan dat de bereiding van biomassabrandstof uit slib de effectieve calorische waarde van slib volledig kan benutten, een kleine hoeveelheid steenkool kan vervangen en een effectieve technische benadering kan bieden voor het rationele gebruik van slib. Analyseerde de problemen van kleinschaligheid, hoog energieverbruik, complex proces en lage brandstofcalorische waarde bij de bereiding van biomassabrandstof uit slib, en stelde voor om de diepe modificatie van slib te versterken om brandstofkoolwaterslurrie met hoge concentratie, de granulatie van slib en brandstofstro, en de ontwikkeling van efficiënte bindmiddelen voor de bereiding van gevormde brandstof uit slib en steenkool (semi-cokes), evenals het ontwateren en drogen van slib vóór vorming Onderzoek naar de waterdichtmakende behandeling van gevormde brandstoffen en de industrialisatie van slib tot biomassa brandstof, om de industriële toepassing van slib tot biomassabrandstof te versnellen.
Invoering
Stedelijk slib is een bijproduct van rioolwaterzuivering met een grote hoeveelheid verontreinigende stoffen die worden gegenereerd door rioolwaterzuiveringsinstallaties bij de behandeling van stedelijk huishoudelijk afvalwater en industrieel afvalwater. Met de snelle groei van de rioolwaterzuiveringssnelheid in China en de daaruit voortvloeiende snelle toename van de slibproductie, heeft gemeentelijk slib meer dan 30 miljoen ton per jaar bereikt (met een vochtgehalte van 80 procent). Van het uiterlijk is stedelijk slib een zwarte of zwartbruine vloeistofachtige, semi-vloeibare of cakeachtige vlokkige stof.
Het kenmerk is een hoog vochtgehalte, tot 25 procent ~ 98 procent, groot volume en complexe samenstelling. Slib bevat vaste deeltjes zoals slib en zand, vezels, dierlijke en plantaardige resten en gecoaguleerde vlokken. Het bevat een grote hoeveelheid organische stoffen (voornamelijk benzeen, chloorfenolen, enz.), giftige en schadelijke zware metalen, pathogene micro-organismen, parasitaire eieren, zouten en radioactieve nucliden, die moeilijk afbreekbaar zijn en ernstige milieuverontreiniging veroorzaken. Momenteel is storten de belangrijkste behandelingsmethode voor slib in binnen- en buitenland, maar de toenemende productie van slib neemt niet alleen land in beslag, maar vervuilt ook de grondwaterkwaliteit; De aanzienlijke vermindering van verbranding is een van de internationale richtingen voor slibverwerking, maar de initiële investering in de bouw van verbrandingsovens is hoog en de exploitatiekosten zijn hoog. Daarom is het een dringend probleem dat moet worden opgelost hoe stedelijk slib effectief kan worden behandeld en afgevoerd.
Vanwege de grote hoeveelheid organisch materiaal in slib met een bepaalde calorische waarde (op droge basis hoge calorische waarde van 8-10MJ/kg) en overvloedige voedingsstoffen zoals stikstof, fosfor en kalium, is het gebruik van hulpbronnen van slib van groot belang voor het bereiken van slibreductie, stabilisatie en onschadelijke behandeling. Momenteel zijn er drie belangrijke manieren om het gebruik van slibbronnen te ontwikkelen: landgebruik, gebruik van bouwmaterialen en bereiding van biomassabrandstof. Onder hen is de bereiding van biomassabrandstof het mengen van slib met industrieel afval, landbouwafval of schone brandstof om brandstof met een hoge calorische waarde te produceren voor ketelverbranding, wat de belangrijkste manier is om slibbronnen te gebruiken. Bij de bereiding van biomassabrandstof uit slib wordt voornamelijk gebruik gemaakt van de lage calorische waarde van slib, dat niet direct kan worden verbrand. Door het te mengen met brandbare materialen om biomassabrandstof te bereiden als energiegebruik, wordt niet alleen de calorische waarde van slib volledig benut, maar worden ook effectief de kosten van slibbehandeling verlaagd. Het is een effectieve manier om slib onschadelijk en vindingrijk te maken.
Daarom hebben binnen- en buitenlandse wetenschappers uitgebreid onderzoek gedaan naar de bereiding van biomassabrandstof uit slib. Buitenlands slib wordt voornamelijk gebruikt voor landgebruik, storten en verbranden, met een beperkt gebruik van hulpbronnen. Onderzoek naar het gebruik van hulpbronnen van slib in China is net begonnen. Daarom geeft dit artikel een overzicht van de huidige status van slibverwijdering in binnen- en buitenland, introduceert het de onderzoeksstatus en bestaande problemen van slib naar biomassabrandstof, en stelt het de ontwikkelingsrichting van slib naar biomassabrandstof voor.
1, Huidige situatie van slibverwijdering in binnen- en buitenland
1.1 Huidige situatie van slibafvoer in het buitenland Op dit moment zijn de belangrijkste methoden voor slibverwerking in het buitenland onder meer agrarisch gebruik (kunstmest, voer), storten, drogen en verbranden en storten. Ontwikkelde westerse landen hebben sterke economieën, geavanceerde technologieën en een hoge mate van slibbehandeling. Zo wordt in West-Europa vooral gebruik gemaakt van indirect thermisch drogen, terwijl in de Verenigde Staten en Groot-Brittannië vooral gebruik wordt gemaakt van stortplaatsen en landbouw, terwijl in Japan vooral gebruik wordt gemaakt van verbranding. In landen als Duitsland en Nederland in Europa zijn grote slibvoordrooginstallaties opgericht. Nadat het vochtgehalte van voorgedroogd slib 60 procent heeft bereikt, gaat het naar elektriciteitscentrales voor verbranding of compostering voor de landbouw, waarbij energie wordt hergebruikt. Volgens statistieken is landgebruik goed voor 9 tot 54 procent van de slibafvoer in zeven ontwikkelde landen over de hele wereld, storten is goed voor 16 procent tot 55 procent, verbranding is goed voor 15 procent tot 55 procent en andere zijn goed voor 0 tot 8 procent .
De behandelings- en verwijderingsmethoden van slib in Japan zijn onderverdeeld in twee categorieën: verwijdering (storten, opslag in de open lucht, andere verwijderingsmethoden) en gebruik van hulpbronnen (bouwmaterialen, landbouwgrond, groene ruimte, brandstof). Japan heeft geen middelen en energie en hecht veel belang aan het gebruik van hulpbronnen en energie van slib. Daarom is het aandeel van het gebruik van hulpbronnen de afgelopen jaren snel toegenomen tot 77,9 procent in 2008. De organische componenten in slib worden voornamelijk gebruikt voor landbouwgroen (meststoffen en bodemverbeteraars) en energiegebruik (biomassagas, omzetting in vaste brandstoffen). , enz.), terwijl de anorganische componenten worden gebruikt voor het gebruik van bouwmaterialen. In 2010 werd een goedkope energieopwekkingstechnologie voor slib van 5t/d gebouwd.
1.2 De huidige situatie van de verwijdering van huishoudelijk slib in China. Om financiële en technologische redenen is er momenteel geen redelijke uitweg voor slib en zijn storten en stapelen nog steeds de belangrijkste methoden. Volgens statistieken is de huidige situatie van slibverwijdering in China als volgt: 44,8 procent voor landbouw, 31 procent voor storten, 10,5 procent voor anderen en 13,7 procent voor onbehandeld slib. Er zijn gegevens die aangeven dat meer dan 90 procent van de gebouwde rioolwaterzuiveringsinstallaties geen ondersteunende voorzieningen voor slibbehandeling hebben. Op sommige plaatsen brengen zware metalen, organische verbindingen en ongedierte en ziekten, als gevolg van misbruik van slib, de gezondheid van de mens rechtstreeks in gevaar en veroorzaken ze secundaire vervuiling van het milieu.
Doordat storten niet alleen landspanning veroorzaakt, maar ook land en mariene hulpbronnen vervuilt, neemt het aandeel van het storten van slib jaar na jaar af. Verbranding heeft de hoeveelheid slib aanzienlijk verminderd en is een van de internationale richtlijnen voor slibverwerking. Slib zelf heeft echter een lage calorische waarde en kan meestal niet direct worden verbrand. Momenteel zijn er problemen zoals hoge investeringen, operationele kosten en milieuvervuiling, die zich nog in de beginfase bevinden. Met het steeds strenger wordende milieubeschermingsbeleid probeert China ook slib als hulpbron te gebruiken, onder meer door het op de juiste manier te behandelen als bodemverbeteraar en compost voor landgebruik, door het te gebruiken als bouwmateriaal zoals bakstenen, cement en nieuwe materialen, en door het te gebruiken het als energie voor brandstof, stroomopwekking en gasproductie. Het gebruik van de ultrafijne deeltjes en bepaalde calorische waarde van slib om te mengen met landbouwafval zoals stro en steenkool om biogevormde brandstof of brandstofkoolwaterslurry te bereiden, is een effectieve gebruiksmethode voor de conversie van slibbrandstof.
2, De huidige status van de brandstoftechnologie voor huishoudelijk slib heeft steeds meer aandacht gekregen vanwege de snelle toename van de slibproductie en de negatieve impact op het milieu. In de afgelopen jaren hebben binnenlandse wetenschappers onderzoek gedaan naar de bereiding van biomassabrandstof uit slib, voornamelijk met inbegrip van de bereiding van gevormde brandstof door slib te mengen met steenkool, landbouwafvalstro en de bereiding van brandstof-waterkoolslurrie door slib met steenkool te mengen. Aangezien het onderzoek op dit gebied net is begonnen, bevindt het meeste zich nog in de laboratoriumonderzoeksfase.
2.1 Technologie voor het bereiden van gevormde brandstof door slib te mengen met steenkool en landbouwstro. Slib heeft een hoog vochtgehalte en een lage calorische waarde, waardoor directe verbranding moeilijk is. Het mengen van slib met kolen en landbouwafval voor directe verbranding of vormverbranding is een effectieve methode om de verbrandingseigenschappen van slib te verbeteren. Om de verbrandingseigenschappen van slib en landbouwafval te begrijpen, hebben Wu Hongxiang et al. [3] gebruikte een thermisch balansreactieapparaat om de verbrandingseigenschappen van kolen, houtsnippers en slibmengsels te bestuderen, zoals ontstekingstemperatuur en uitbrandtemperatuur. De resultaten toonden aan dat de verbrandingsprestaties van slib alleen slecht waren. Wanneer kolen of houtsnippers werden toegevoegd voor co-verbranding, nam de uitgebreide verbrandingskarakteristiekindex toe, nam het ontstekingspunt toe, nam de uitbrandtemperatuur af en verbeterde de verbrandingsprestatie. Bewijs dat gemengde verbranding van slib en biomassa-afval een goede manier is om slib te gebruiken als hulpbron.
Twee soorten slib met een vochtgehalte van ongeveer 80 procent werden met kolen en zaagsel met behulp van een filterpers gemengd tot slibbriketten met een bepaalde sterkte en calorische waarde onder bepaalde druk, en er werden thermogravimetrische testen uitgevoerd op de briketten. De resultaten geven aan dat het pyrolyseproces van de twee soorten slibbriketten de droogfase, de vervluchtigingsanalysefase, de verbrandingsfase en de uitbrandfase omvat. De maximale verbrandingssnelheid van gevormde brandstof bereid uit houtsnippers en slib is ongeveer 100K lager dan die van gevormde brandstof bereid uit slib en kolenpoeder. Het doel van het bereiden van brikettenbrandstof door slib met stro en geschikte additieven te mengen, is om de verbrandingswarmtewaarde en warmte-energie te verhogen. Tijdens het vormproces moeten verschillende additieven worden toegevoegd, waaronder voornamelijk ontstekingsmiddelen die de brandstof gemakkelijk ontsteken, losmakende middelen die de porositeit van de brandstof verbeteren, katalysatoren die de volledige verbranding van koolstofdeeltjes bevorderen, verharders die zorgen voor het stollingseffect van de brandstof en deodorants die geurhinder tijdens de verbranding van de brandstof verminderen.
