Belediye çamurunun çevre üzerindeki kirliliğini azaltmak ve çamurun kaynak kullanımını sağlamak için, yurtiçi ve yurtdışındaki çamur bertarafının mevcut durumu detaylandırılmıştır. Kanalizasyon bulamacı hazırlamak için kömürle karıştırılan çamurun, şekillendirilmiş yakıtı hazırlamak için kömürle (yarı kok) karıştırılmasının ve biyokütle yakıtı üretmek için yakıt hazırlamak üzere bitki samanıyla granülasyona karıştırılmasının araştırma durumu tanıtılmaktadır.
Sonuçlar, çamurdan biyokütle yakıtının hazırlanmasının, çamurun etkin kalorifik değerinden tamamen yararlanabileceğini, az miktarda kömürün yerini alabileceğini ve çamurun rasyonel kullanımı için etkili bir teknik yaklaşım sağlayabileceğini göstermektedir. Çamurdan biyokütle yakıtının hazırlanmasında küçük ölçekli, yüksek enerji tüketimi, karmaşık proses ve düşük yakıt ısıl değeri problemlerini analiz etti ve yüksek konsantrasyonlu yakıt kömürlü su bulamacı hazırlamak için çamurun derin modifikasyonunun güçlendirilmesini önerdi. yakıt samanı ve çamurdan ve kömürden (yarı kok) oluşan yakıtın hazırlanması ve çamurun oluşmadan önce dehidrasyonu ve kurutulması için verimli bağlayıcıların geliştirilmesi Oluşan yakıtların su geçirmezlik işlemi ve çamurun biyokütleye sanayileştirilmesi üzerine araştırma Çamurun biyokütle yakıtına endüstriyel uygulamasını hızlandırmak için yakıt.
giriiş
Kent çamuru, kentsel evsel atık su ve endüstriyel atık suların arıtılması sürecinde kanalizasyon tesisleri tarafından üretilen büyük miktarda kirletici madde içeren kanalizasyon arıtma işleminin bir yan ürünüdür. Çin'in atık su arıtma oranındaki hızlı büyüme ve bunun sonucunda çamur üretimindeki hızlı artışla birlikte belediye çamuru yılda 30 milyon tonun üzerine çıktı (nem içeriği yüzde 80). Görünüşten, kentsel çamur siyah veya siyah kahverengi sıvı benzeri, yarı sıvı benzeri veya topak benzeri topaktır.
Karakteristik, yüzde 25 ~ yüzde 98'e kadar yüksek nem içeriği, geniş hacim ve karmaşık bileşimdir. Çamur, çamur ve kum gibi katı parçacıklar, lifler, hayvan ve bitki kalıntıları ve pıhtılaşmış topakları içerir. Bozunması zor ve ciddi çevre kirliliğine neden olan çok miktarda organik madde (başlıca benzen, klorofenoller vb.), toksik ve zararlı ağır metaller, patojenik mikroorganizmalar, parazitik yumurtalar, tuzlar ve radyoaktif nüklidler içerir. Şu anda, yurtiçinde ve yurtdışında çamur için ana arıtma yöntemi depolamadır, ancak artan çamur üretimi sadece araziyi işgal etmekle kalmaz, aynı zamanda yeraltı suyu kalitesini de kirletir; Yakma işlemindeki önemli azalma, çamur arıtma için uluslararası yönergelerden biridir, ancak yakma tesislerinin inşasına yönelik ilk yatırım yüksektir ve işletme maliyeti yüksektir. Bu nedenle, kentsel çamurun etkili bir şekilde nasıl arıtılacağı ve bertaraf edileceği acil çözülmesi gereken bir sorundur.
Belli bir kalorifik değere (kuru bazlı yüksek kalorifik değer 8-10MJ/kg) sahip çamurda bulunan büyük miktardaki organik madde ve nitrojen, fosfor ve potasyum gibi bol miktardaki besin maddeleri nedeniyle, çamurun kaynak kullanımı düşüktür. çamur azaltma, stabilizasyon ve zararsız arıtma elde etmek için büyük önem taşımaktadır. Şu anda, çamur kaynak kullanımını geliştirmenin üç ana yolu vardır: arazi kullanımı, inşaat malzemesi kullanımı ve biyokütle yakıtının hazırlanması. Bunlardan biyokütle yakıtının hazırlanması, çamur kaynağından yararlanmanın ana yolu olan kazan yanması için yüksek kalorifik değerli yakıt üretmek üzere çamurun endüstriyel, tarımsal atık veya temiz yakıtla karıştırılmasıdır. Çamurdan biyokütle yakıtının hazırlanması, esas olarak doğrudan yakılamayan çamurun düşük kalorifik değerini kullanır. Biyokütle yakıtını enerji kullanımı olarak hazırlamak için yanıcı malzemelerle karıştırmak yalnızca çamurun kalorifik değerini tam olarak kullanmakla kalmaz, aynı zamanda çamur arıtma maliyetini de etkili bir şekilde azaltır. Çamurun zararsız ve verimli olması için etkili bir yoldur.
Bu nedenle yerli ve yabancı akademisyenler, çamurdan biyokütle yakıtının hazırlanması konusunda kapsamlı araştırmalar yapmışlardır. Yabancı çamur, sınırlı kaynak kullanımıyla, çoğunlukla arazi kullanımı, depolama ve yakma için kullanılır. Çin'de çamurun kaynak kullanımına ilişkin araştırmalar yeni başlamıştır. Bu nedenle, bu makale, yurtiçi ve yurtdışındaki çamur bertarafının mevcut durumunu gözden geçirmekte, çamurun biyokütle yakıtına yönelik araştırma durumunu ve mevcut sorunlarını ortaya koymakta ve çamurun biyokütle yakıtına gelişim yönünü önermektedir.
1, Yurtiçi ve yurtdışındaki çamur bertarafının mevcut durumu
1.1 Yurt Dışında Çamur Bertarafının Mevcut Durumu Şu anda yurt dışında çamur arıtmaya yönelik başlıca yöntemler arasında tarımsal kullanım (gübre, yem), düzenli depolama, kurutma ve yakma ve düzenli depolama bertarafı bulunmaktadır. Gelişmiş Batı ülkeleri güçlü ekonomilere, ileri teknolojilere ve yüksek düzeyde çamur arıtmaya sahiptir. Örneğin, Batı Avrupa'da dolaylı termal kurutma ağırlıklı olarak kullanılırken, Amerika Birleşik Devletleri ve İngiltere'de ağırlıklı olarak depolama ve tarım kullanılırken, Japonya'da ağırlıklı olarak yakma kullanılmaktadır. Avrupa'da Almanya ve Hollanda gibi ülkelerde büyük çamur ön kurutma tesisleri kurulmuştur. Ön kurutulmuş çamurun nem içeriği yüzde 60'a ulaştıktan sonra, yakma veya tarım için kompostlama için enerji santrallerine girerek enerjinin yeniden kullanımını sağlar. İstatistiklere göre, dünya çapında yedi gelişmiş ülkede çamur bertarafının yüzde 9 ila yüzde 54'ü arazi kullanımından, yüzde 16 ila yüzde 55'i düzenli depolamadan, yüzde 15 ila yüzde 55'i yakmadan ve yüzde 0 ila 8'inden diğerleri sorumludur. .
Japonya'da çamurun arıtılması ve bertaraf yöntemleri iki kategoriye ayrılır: bertaraf (depolama, açık hava depolama, diğer bertaraf yöntemleri) ve kaynak kullanımı (inşaat malzemeleri, tarım arazisi, yeşil alan, yakıt). Japonya kaynak ve enerjiden yoksundur ve çamurun kaynağına ve enerji kullanımına büyük önem vermektedir. Bu nedenle, son yıllarda kaynak kullanım oranı hızla artarak 2008 yılına kadar yüzde 77,9'a ulaştı. Çamurdaki organik bileşenler ağırlıklı olarak tarımsal yeşil alanlar (gübreler ve toprak düzenleyiciler) ve enerji kullanımı (biyokütle gazı, katı yakıt dönüşümü) için kullanılmaktadır. , vb.), inorganik bileşenler ise yapı malzemelerinin kullanımı için kullanılır. 2010 yılında 5 t/d'lik düşük maliyetli bir çamur enerji üretim teknolojisi inşa edildi.
1.2 Çin'de evsel çamur bertarafının mevcut durumu. Mali ve teknolojik sebeplerden dolayı şu anda çamur için makul bir çıkış yolu bulunmamakta olup, depolama ve istifleme halen ana yöntemlerdir. İstatistiklere göre, Çin'de çamur bertarafının mevcut durumu şu şekildedir: tarım için yüzde 44,8, düzenli depolama için yüzde 31, diğerleri için yüzde 10,5 ve arıtılmamış çamur için yüzde 13,7. İnşa edilen atık su arıtma tesislerinin yüzde 90'ından fazlasının çamur arıtma için destek tesislerinin bulunmadığına dair veriler var. Bazı yerlerde çamurun yanlış kullanımı nedeniyle ağır metaller, organik bileşikler, zararlılar ve hastalıklar insan sağlığını doğrudan tehlikeye atarak çevrede ikincil kirliliğe neden olmaktadır.
Düzenli depolamanın sadece arazi gerginliğine neden olmakla kalmayıp aynı zamanda kara ve deniz kaynaklarını da kirletmesi nedeniyle çamur depolama oranı her geçen yıl azalmaktadır. Yakma, çamur miktarını önemli ölçüde azaltmıştır ve çamur arıtma için uluslararası yönlerden biridir. Bununla birlikte, çamurun kendisi düşük bir kalorifik değere sahiptir ve genellikle doğrudan yakılamaz. Şu anda henüz başlangıç aşamasında olan yüksek yatırım, işletme maliyetleri, çevre kirliliği gibi sorunlar var. Giderek daha sıkılaşan çevre koruma politikalarıyla Çin, çamuru bir toprak düzenleyici ve arazi kullanımı için kompost olarak uygun şekilde işlemek, tuğla, çimento ve yeni malzemeler gibi inşaat malzemeleri olarak kullanmak ve kullanmak da dahil olmak üzere bir kaynak olarak kullanmaya çalışıyor. yakıt, elektrik üretimi ve gaz üretimi için enerji olarak. Biyo-şekillendirilmiş yakıt veya yakıt kömür su bulamacı hazırlamak için saman ve kömür gibi tarımsal atıklarla karıştırmak için çamurun ultra ince parçacıklarını ve belirli kalorifik değerini kullanmak, çamur yakıt dönüşümü için etkili bir kullanım yöntemidir.
2, Evsel çamur yakıt teknolojisinin mevcut durumu, çamur üretimindeki hızlı artış ve çevre üzerindeki olumsuz etki nedeniyle artan ilgiyi çekmiştir. Son yıllarda, yerli akademisyenler, çamurdan biyokütle yakıtının hazırlanmasına ilişkin araştırmalar yürütmüşlerdir; bu araştırmalar, çamurun kömürle, tarımsal atık samanla karıştırılmasıyla oluşan yakıtın hazırlanması ve çamurun kömürle karıştırılmasıyla yakıt suyu kömür bulamacının hazırlanmasını içermektedir. Bu alandaki araştırmalar yeni başladığından, çoğu laboratuvar araştırması aşamasındadır.
2.1 Çamuru kömür ve tarımsal samanla karıştırarak şekillendirilmiş yakıt hazırlama teknolojisi. Çamurun yüksek nem içeriği ve düşük ısıl değeri vardır, bu da doğrudan yanmayı zorlaştırır. Çamurun doğrudan yakma veya şekilli yakma için kömür ve tarımsal atıklarla karıştırılması, çamurun yanma özelliklerini iyileştirmek için etkili bir yöntemdir. Çamur ve tarımsal atıkların yanma özelliklerini anlamak için Wu Hongxiang ve ark. [3] kömür, talaş ve çamur karışımlarının tutuşma sıcaklığı ve yanma sıcaklığı gibi yanma özelliklerini incelemek için bir termal denge reaksiyon cihazı kullandı. Sonuçlar, tek başına çamurun yanma performansının zayıf olduğunu göstermiştir. Birlikte yanma için kömür veya talaş eklendiğinde, kapsamlı yanma karakteristik indeksi arttı, tutuşma noktası yükseldi, yanma sıcaklığı düştü ve yanma performansı iyileşti. kaynak olarak.
Yaklaşık yüzde 80 nem içeriğine sahip iki tip çamur, filtre pres kullanılarak kömür ve talaş ile karıştırılarak belirli bir basınç altında belirli bir kuvvet ve ısıl değere sahip çamur briketleri hazırlandı ve briketler üzerinde termogravimetrik testler yapıldı. Sonuçlar, iki tür çamur briketinin piroliz işleminin kurutma aşamasını, buharlaşma analiz aşamasını, yanma aşamasını ve yakma aşamasını içerdiğini göstermektedir. Talaş ve çamurdan hazırlanan oluşan yakıtın maksimum yanma hızı, çamur ve kömür tozundan hazırlanan oluşan yakıttan yaklaşık 100K daha düşüktür. Çamurun saman ve uygun katkı maddeleri ile karıştırılarak briket yakıtı hazırlanmasındaki amaç, yanma ısı değerini ve ısı enerjisini arttırmaktır. Kalıplama işlemi sırasında, başta yakıtın tutuşmasını kolaylaştıran tutuşturucu maddeler, yakıtın gözenekliliğini iyileştiren gevşetici maddeler, karbon partiküllerinin tamamen yanmasını destekleyen katalizörler, katılaşma etkisini sağlayan kürleme maddeleri dahil olmak üzere çeşitli katkı maddelerinin eklenmesi gerekir. yakıtın yanması sırasında koku kirliliğini azaltan deodorantlar.
