城市市政污泥是城市污水处理过程中的副产物,呈絮状,含水率较高,其无害化处理困难,给我国生态环境保护带来了很大的压力。为了解决这一问题,本文以“减量化、无害化”为目标,研究了市政污泥干化、焚烧处置技术,并进行了市政污泥处置工艺技术设计,从而实现市政污泥的高效、无害化、减量化处理,对于环境保护具有重大意义。本文首先研究了市政污泥的干化性能,并对污泥干化过程中产生的冷凝液进行了分析;其次,利用热重分析法和元素分析法对污泥的焚烧特性进行研究,分析污泥干化或燃烧工艺的关键参数;最后,以实验数据为重要参考依据,完成污泥干化炉与焚烧工艺设计工作。结论如下:在恒温条件下,在相同的干化时间里,污泥含水率的下降速度随初始含水率的下降而呈现上升趋势,水分蒸发速率呈递减趋势;污泥中有机质的增加,会降低其干化性能;在初始污泥含水率、污泥类别、厚度等参数保持统一时,干燥温度愈高,干燥速率愈大。当污泥干化温度控制在160℃,污泥pH为8.14时,干化过程得到的冷凝水中氨氮和COD分别为580 mg/L和1144 mg/L。这些冷凝水需要经过配套的污水处理系统处理达标后,方可送入城市污水处理厂。热重实验与分析表明,污泥含水率对污泥的燃尽的温度以及燃烧温度影响不大;污泥的着火温度在206～218℃之间,具有理想的燃烧性能。采用量热仪测试了污泥样品的热值,结果表明污泥样品的低位热值高于《城镇污水处理厂污泥处置单独焚烧用泥质》(GBT 24602-2009)标准中单独焚烧处理污泥无需添加任何助燃剂所规定的低位热值。由此可见,本项目污泥采用焚烧法处理的方式是可行的。重金属元素分析结果表明,高温焚烧底灰的浸出物均在《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB 16889-2008)标准之内。因此,市政污泥可采用干化或焚烧技术进行处理,且残渣能够达到环保排放标准。基于上述污泥干化及焚烧试验结论,对日处理污泥量300吨的项目进行工艺设计。同时,对污泥接收存储系统、污泥干化系统、污泥焚烧系统、余热利用系统、烟气处理系统及水处理系统等处理单元进行了优化设计。最终,确定了市政污泥干化焚烧工艺技术,即污泥接收存储→污泥干化→炉前给料→污泥焚烧炉→空气预热器→余热锅炉→脱酸塔→布袋除尘器→洗涤塔→烟囱的工艺路线。结合工程案例,对污泥干化-焚烧系统的设计和运行参数进行介绍,并对系统产生的废气、废渣和废水的处置路径分别描述,最后对工程项目的经济性进行初步分析。