摘要：伴随当前人们生活水平进一步提高，城镇当中的污泥污水的出现量越来越多，不单单导致城镇污水处理厂在处理的过程中有很大的难度，也给污泥污水处理技术带来了很大的挑战，为了将城镇污水处理厂污泥处理技术相对落后的问题解决，必须对污泥碳化技术进行重视，采取合理的方式对污泥进行有效的控制。本文重点分析研究当前城镇污水污泥处理的现状并且阐述污泥处理过程中使用污泥碳化技术的相关内容，对比污泥碳化技术的优势和劣势。
关键词：城镇；污水处理厂；污泥；碳化；应用
1 城镇污水、污泥处理现状的分析
在我国城市发展的过程中，人们的生活水平进一步提高，造成的生活污水的量也逐步提高，通过相关分析研究发现我国当前城镇生活污水处理的能力，已经达到了每天2亿立方米，而在对城市污水进行处理的过程中，处理率也达到80%以上，有效的解决了生活污水的问题，让水资源的利用效率进一步提高，然而对我国城镇污水处理的情况进行详细的分析，可以发现大多数污水处理厂在处理的过程中效率较为低下，无法对污泥进行无害化处理。
2 城镇污水处理厂污泥碳化技术概述
因为当前在污水处理的过程中。主要使用的是活性污泥法来对污水进行处理，剩余的污泥在脱水之后会出现很多的生物细胞，通过机械的方式无法有效的将细胞和水分脱出，污泥碳化原理主要是在无氧的条件下高温加热干燥的污泥，通过热解和干馏的作用，将有机物向水蒸气不凝性气体和碳转化。污泥碳化的过程中主要分成三种高温碳化、中温碳化以及低温碳化。污泥低温碳化指的主要是通过低温中压的环境把污泥当中的细胞裂解。在裂解的过程中，污泥再次进行脱水，很容易将其中的水分脱出，这样可以让污泥的含水量进一步降低，控制在50%以下，污泥在脱出水分之后，类似沙状很容易进行干燥，接着进行强制分开，控制污泥当中的含水量使之达到30%以下，再接着进行3~5天的自然风干，保证含水量控制在10%左右。另外利用除臭炭化后污泥当中的有害物质进一步沉淀，将水分排出之后，污泥可以进行碳化烘干进行二次利用，这种设备构造相对较为简单，而且技术非常可靠，具有很强的环保性。
污泥中温碳化的过程中首先必须干化，控制碳化反应器的温度约450℃，在碳化的过程中反应器不加压，不加氧，在完成处理后，可以获得多种产品：比如说重油、可燃气以及一些固体碳化物。
污泥高温碳化的过程中，首先必须进行干化，控制高温碳化炉的温度在800℃左右，在进行高温碳化的过程中，碳化炉不加压，不加氧，完成高温碳化后，碳化炉当中产生的可燃气能够作为干化能源直接进行使用。
3 各种污泥碳化技术的优缺点分析
总体来说，合理地对污泥碳化技术进行利用能够获得很好的效果，具有很高的应用价值，在国内的城市污泥处理过程中都获得了广泛的使用。当然为了可以对污泥碳化技术进行有效的使用，让污泥的稳定化处理水平提高，还需要对污泥碳化技术的基本原理进行掌握，了解各种污泥碳化技术的优缺点，依照城镇污水污泥处理过程中的实际情况，对这个技术进行科学合理的运用。
图1 低温碳化技术工艺
3.1 低温碳化的特点
3.1.1 低温碳化的优势
在进行低温碳化的过程中，原始污泥当中的75%的水分无法被蒸发出来，而是通过机械的方式被挤压出来，这样可以让水汽化造成的能量损失得到合理的控制，低温碳化生成的碳化物的燃值很高，可以作为低级燃料进行使用，可以让污泥的无害化减量化和资源化的目标得以实现，若是碳化物可以用于进行燃烧，则可以保存污泥的减量化达到100%。
污泥低温碳化的时候，原始污泥当中的热值消耗不大，只有5%的消耗，最终的碳化物当中保留了原有的热值，可以全部用于进行资源化的利用，具有较好的利用效果。
3.1.2 低温碳化的缺点
想要对低温污泥碳化物当中热值进行使用，需要在污泥碳化系统以外进行使用，比如说水泥厂、大型锅炉车间，但如果想要在污泥碳化系统本身当中进行使用，首先需要进行锅炉的安装，另外还需要使用进行特殊改造和设计的锅炉。
污泥裂解液脱水之后的生物浓液一定要进行处理，如果在污水处理厂当中设置污泥低温碳化系统，在实际使用的过程中，只对本厂的污泥进行处理，但是本厂的脱氮工艺又处于碳源不足的条件下，生物浓液会直接向污水处理厂的生物处理站进行处理，作为碳源进行使用，然而若是污泥碳化系统是独立建设的，游离于污水处理厂外的，需要建设一定规模的生物浓液处理系统，在此过程中会消耗大量的成本。
3.2 中温碳化工艺特点
中温碳化在当前已经逐步退出了污泥碳化的技术领域，主要是中温碳化工艺当中污泥产生的重油品质不高，无法达到普通柴油的热值，另外在提炼物当中具有较多的杂质，无法在市场上进行使用，除非后期产生了新型的重油提炼装置，否则中温碳化技术无法具有较强的竞争优势，这些年以来很多厂家在进行“泥变油”的工艺研究，然而当前还没有产生突破性的进展。
3.3 高温碳化工艺特点
3.3.1 高温碳化的优点
高温碳化工艺当中，另外一个明显的优点在于在工艺使用的时候，可以对污泥当中所包含的热值进行直接使用，炭化炉当中生成的合成气作为原料直接向碳化阶段当中进行供给。高温碳化可以让污泥的减量化、资源化及无害化全面实现，可以让原始污泥减量约85%，在高温碳化的过程中，原始污泥当中的水分由于蒸发的作用而消散，而高温碳化不会出现脱水，不需要对生物浓液进行额外的考虑。
3.3.2 高温碳化的缺点
（1）能耗高
在进行高温碳化的过程中，原始物理当中的水分需要通过蒸发的方式被处理，在此过程中会带走大量的气化热。
（2）投资大
在高温碳化系统当中主要包含两个组成部分，一个是碳化，一个是干化。高温碳化系统当中需要比当前纯干化系统的投资高，碳化炉在设计的过程中相对较为复杂，需要在无氧的情况下进行加热，直到800摄氏度的高温下，在此过程中都需要较高的材料和技术，需要较高的投资。
（3）碳化物可利用价值低
因为高温碳化的过程中在炭化炉当中污泥会发出可燃合成气，导致炭化炉最终形成的碳化物热值较低无法进行综合性的使用。
结束语
当前我国很多污泥没有得到合理的处理，会造成环境出现一定的危害，各级政府一定要积极进行合理的规划，出台相应的政策，倡导可持续发展与循环利用，对污泥资源化和能源化的利用进行关注，污泥碳化技术能够让污泥的资源化和减量化有效实现。在技术上具有非常明显的优势，具有非常广阔的前景。在此过程中还需要重视进一步研究和发展污泥碳化工艺流程的能源循环使用，加强污泥炭化设备的国产化进程，让污泥碳化的成本进一步降低，这也是我国在后期污泥处理过程中的重点。
参考文献
[1]于永香,于群.城镇污泥改性无氧碳化技术和焚烧技术的比较与分析[J].资源节约与环保,2016(9):56-57.
[2]赵丹,张琳,郭亮,等.水热碳化与干法碳化对剩余污泥的处理比较[J].环境科学与技术,2015,38(10):78-83.
[3]仝坤,宋启辉,王琦,等.稠油罐底泥碳化处理技术研究与应用[J].油气田环境保护,2010,20(1):26-28.
论文作者:谢成浩
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年9月下
论文发表时间:2019/5/9
标签：污泥论文; 过程中论文; 高温论文; 污水处理论文; 技术论文; 低温论文; 碳化物论文; 《新材料.新装饰》2018年9月下论文;