与污水处理率的快速提升相比,我国污泥的处理处置形势十分严峻,其中只有小部分得到了妥善的处理处置,而其余的污泥直接排放或者露天堆置,对周围的生态环境安全构成了严重威胁。污泥焚烧具有减容率高、处理速度快、能杀灭一切病原体、可以回收能量等优点,是目前公认最彻底的处置方法。但是污泥中氮、硫元素含量相对较高,焚烧时会产生大量的NOx、SO2气体污染物,HCl会造成受热面的高温腐蚀,还对二噁英的生成有着重要影响。污泥中含有较多的重金属元素,在焚烧过程中会发生迁移、转化,对环境造成严重的危害。此外,设备投资成本高、运行费用大也是制约污泥焚烧技术发展的因素之一。在此背景下,本文开展了污泥干化焚烧试验研究。首先在蒸汽干化试验台上进行等温干化试验,研究不同污泥厚度、蒸汽温度以及返混比例对污泥干化效果的影响。发现提高蒸汽过热度,可以减轻干化初期部分蒸汽凝结在污泥表面带来的不利影响,缩短污泥干化时间。然后以干化污泥作为燃料,在循环流化床焚烧试验台上进行一系列焚烧试验,研究不同焚烧温度、过量空气系数、污泥含水率对NOx、SO2、HCl排放特性的影响。发现污泥含水率对焚烧过程中SO2排放影响不大,当污泥含水率由11%增加至17%,NO排放量明显降低,而HCl排放量有所提高。最后以污泥多级干化器循环流化床焚烧处理工艺为蓝图,搭建污泥干化焚烧处理试验台,研究干化环节、焚烧环节、烟气净化环节的运行模式,为该工艺推广应用打下基础。发现刮板电机频率选择15Hz较为合适,又可以保证进入循环流化床焚烧炉的污泥含水率在15%~20%之间,焚烧炉床层温度容易控制在900°C左右。污泥焚烧灰渣中重金属Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Cd、Hg浸出结果均低于危险废物鉴别标准限值,烟气净化系统对烟尘、SO2、HCl脱除效果较好。