污泥資源化處理技術及設備

全書分前處理篇、能源化利用篇、材料化利用篇、農業利用篇和土地利用篇五篇，共18章。第1章概述性地介紹了污泥的來源、分類、特性、危害及相應的處理處置方法和政策解讀；第2~第7章為前處理篇，分別介紹了調理、濃縮、機械脫水、石灰穩定、幹化、輸送等污泥前處理過程；第8~第13章為污泥能源化利用篇，分別介紹了焚燒產熱、水熱氧化回收熱能、熱化學液化制液體燃料、熱化學炭化制固體燃料、熱化學氣化制氣體燃料和生物氣化產沼氣的工藝流程、機理和影響因素等內容；第14章和第15章為污泥材料化利用篇，分別介紹了污泥制建築材料和吸附材料；第16章和第17章為污泥農業利用篇，分別介紹了污泥制肥料和污泥制蛋白質飼料；第18章為污泥土地利用篇，介紹了各種污泥土地利用的原則、方法及效果。

本書可供從事污泥處理處置的工程技術人員、設計人員、科研人員和相關企業管理人員參考，也可供高等學校環境工程、市政工程及相關專業師生參考。

第1章緒論1
1.1污泥的來源與分類1
1.1.1污泥的來源1
1.1.2污泥的分類2
1.2污泥的性質4
1.2.1污泥的物理性質4
1.2.2污泥的化學性質7
1.2.3污泥的生化性質10
1.3污泥的危害11
1.3.1污泥對水環境的影響11
1.3.2污泥對土壤環境的影響11
1.3.3污泥對大氣環境的影響12
1.4污泥的處理處置方法13
1.4.1污泥處理處置的原則13
1.4.2污泥處理的方法14
1.4.3污泥處置的方法15
1.5污泥處理處置政策解讀17
1.5.1污泥處理政策解讀17
1.5.2污泥處置政策解讀19
參考文獻22

前處理篇
第2章污泥調理25
2.1物理調理25
2.1.1加熱調理25
2.1.2凍融調理27
2.1.3淘洗調理28
2.1.4超聲波調理29
2.1.5微波調理29
2.1.6加骨料調理29
2.2化學調理30
2.2.1化學調理的機理30
2.2.2化學調理劑30
2.3生物調理31
2.3.1微生物絮凝劑的種類31
2.3.2微生物絮凝劑的優缺點32
2.4聯合調理32
2.4.1藥劑聯用調理32
2.4.2物化聯用調理33
2.4.3污泥混合調理33
參考文獻33

第3章污泥濃縮36
3.1重力濃縮36
3.1.1重力濃縮的基本原理37
3.1.2重力濃縮工藝與設備37
3.1.3重力濃縮效果的影響因素45
3.1.4重力濃縮池的設計計算46
3.2氣浮濃縮48
3.2.1氣浮濃縮的基本原理48
3.2.2氣浮濃縮工藝與設備48
3.2.3氣浮濃縮效果的影響因素52
3.2.4氣浮濃縮池的設計計算54
3.3機械濃縮57
3.3.1離心濃縮機57
3.3.2帶式濃縮機59
3.3.3螺壓濃縮機59
3.3.4轉筒濃縮機60
3.4其他濃縮方法61
3.4.1生物氣浮濃縮61
3.4.2渦凹氣浮濃縮61
3.4.3離心篩網濃縮62
3.4.4微孔濾機濃縮63
參考文獻63

第4章污泥機械脫水65
4.1基本原理與方式65
4.1.1污泥機械脫水的原理65
4.1.2污泥機械脫水的方式67
4.2真空過濾脫水68
4.2.1真空過濾脫水的工藝流程68
4.2.2真空過濾脫水設備68
4.2.3真空過濾脫水效果的影響因素70
4.3加壓過濾脫水71
4.3.1加壓過濾脫水的工藝流程71
4.3.2加壓過濾脫水設備71
4.4離心脫水75
4.4.1離心脫水的工藝流程75
4.4.2離心脫水設備76
4.5電滲透脫水79
4.5.1電滲透脫水的工作機理80
4.5.2電滲透脫水效果的影響因素80
參考文獻81

第5章污泥石灰穩定83
5.1石灰穩定的機理83
5.2石灰穩定的工藝流程84
5.3石灰穩定技術的應用86
參考文獻87

第6章污泥幹化89
6.1自然幹化89
6.1.1太陽能幹化89
6.1.2生物幹化91
6.1.3蘆葦床幹化92
6.2人工幹化93
6.2.1污泥乾燥原理93
6.2.2乾燥速率的影響因素94
6.2.3污泥乾燥技術95
6.2.4污泥乾燥設備96
參考文獻105

第7章污泥輸送108
7.1污泥的狀態與輸送量108
7.1.1污泥中水分的存在形式108
7.1.2污泥的形態與輸送方式109
7.1.3污泥的輸送量110
7.2污泥管道輸送112
7.2.1污泥管道輸送的工藝流程112
7.2.2污泥管道輸送系統113
7.2.3污泥輸送管道114
7.2.4污泥輸送用泵116
7.2.5污泥管道輸送的問題及對策119
7.3膠帶輸送機120
7.3.1輸送帶121
7.3.2托輥122
7.3.3驅動裝置124
7.3.4拉緊裝置124
7.3.5裝料及卸料裝置125
7.3.6清掃裝置126
7.3.7制動裝置126
7.4螺旋輸送機128
7.4.1有軸螺旋輸送機128
7.4.2無軸螺旋輸送機131
7.5鏈板輸送機132
7.5.1板式輸送機132
7.5.2刮板輸送機133
7.5.3埋刮板輸送機135
7.5.4FU鏈式輸送機135
參考文獻136

能源化利用篇
第8章污泥焚燒產熱141
8.1污泥焚燒的原理與過程141
8.1.1污泥焚燒的原理141
8.1.2污泥焚燒的過程144
8.1.3污泥焚燒的影響因素146
8.2污泥焚燒工藝147
8.2.1污泥單獨焚燒工藝147
8.2.2污泥混燒工藝152
8.2.3污泥焚燒的最佳技術157
8.3污泥焚燒設備159
8.3.1多膛焚燒爐159
8.3.2流化床焚燒爐160
8.3.3回轉窯式焚燒爐163
8.3.4爐排式焚燒爐164
8.3.5電加熱紅外焚燒爐165
8.3.6熔融焚燒爐166
8.3.7旋風焚燒爐167
8.4焚燒爐的設計168
8.4.1品質平衡分析168
8.4.2能量平衡分析169
8.4.3流化床焚燒爐的設計170
8.4.4多膛焚燒爐的設計172
8.4.5電加熱焚燒爐的設計172
8.5污泥焚燒實例173
8.5.1造紙污泥的焚燒173
8.5.2電鍍污泥的焚燒179
8.5.3制革污泥的焚燒180
8.5.4含油污泥的焚燒181
8.5.5污染河湖底泥的焚燒182
參考文獻183

第9章污泥水熱氧化回收熱能186
9.1水熱氧化技術的分類186
9.1.1濕式氧化186
9.1.2超臨界水氧化189
9.2污泥濕式氧化189
9.2.1濕式氧化的工藝流程189
9.2.2濕式氧化效果的影響因素193
9.2.3濕式氧化的主要設備196
9.3污泥超臨界水氧化197
9.3.1超臨界水氧化的工藝流程197
9.3.2超臨界水氧化反應器199
參考文獻206

第10章污泥熱化學液化制液體燃料209
10.1污泥熱解液化210
10.1.1熱解的基本原理210
10.1.2污泥熱解液化過程的影響因素211
10.1.3污泥熱解液化的工藝流程213
10.1.4污泥熱解液化產物的特性214
10.1.5污泥熱解液化產物的加工216
10.1.6污泥微波熱解液化218
10.2污泥水熱液化220
10.2.1污泥水熱液化的工藝流程220
10.2.2污泥水熱液化的設備223
10.2.3污泥水熱液化過程的影響因素223
10.2.4污泥水熱液化產物的特性225
10.3污泥水熱液化與熱解液化的比較226
參考文獻227

第11章污泥熱化學炭化制固體燃料230
11.1污泥熱解炭化230
11.1.1污泥熱解炭化的工藝流程230
11.1.2污泥熱解炭化過程的影響因素231
11.1.3污泥熱解炭化產物的特性232
11.2污泥水熱炭化232
11.2.1污泥水熱炭化的工藝流程232
11.2.2污泥水熱炭化過程的影響因素234
11.2.3污泥水熱炭化廢水的組成235
11.2.4污泥水熱炭化產物的特性237
參考文獻238

第12章污泥熱化學氣化制氣體燃料240
12.1污泥熱解氣化241
12.1.1污泥熱解氣化的工藝流程241
12.1.2污泥熱解氣化過程的影響因素241
12.1.3污泥熱解氣化產物的特性243
12.2污泥微波熱解氣化244
12.2.1污泥微波熱解的工藝流程244
12.2.2污泥微波熱解過程的影響因素245
12.2.3污泥微波熱解的機理248
12.2.4污泥微波熱解產氣特性的影響因素249
12.3污泥氣化劑氣化252
12.3.1污泥氣化的工藝流程252
12.3.2污泥氣化過程的影響因素254
12.3.3污泥氣化設備255
12.3.4污泥氣化過程的污染物控制258
12.3.5污泥氣化產物的特性258
12.3.6污泥氣化技術的應用259
12.4污泥水熱氣化261
12.4.1污泥水熱氣化的工藝流程261
12.4.2水熱氣化過程的影響因素261
12.4.3污泥超臨界水氣化過程的機理262
12.4.4污泥超臨界水氣化工藝263
12.4.5污泥超臨界水氣化過程的影響因素264
參考文獻265

第13章污泥生物氣化產沼氣267
13.1污泥厭氧消化過程267
13.1.1污泥厭氧消化過程的機理267
13.1.2厭氧消化過程中的微生物菌群270
13.1.3厭氧菌群之間的關係及動態平衡271
13.2污泥厭氧消化工藝272
13.2.1一段式厭氧消化工藝272
13.2.2兩相式厭氧消化工藝274
13.2.3三段式厭氧消化工藝275
13.2.4協同厭氧消化工藝276
13.2.5熱水解+厭氧消化工藝276
13.2.6污泥厭氧消化存在的主要問題277
13.3污泥厭氧消化過程的影響因素278
13.3.1工藝條件的影響278
13.3.2環境因素的影響282
13.4厭氧消化反應器286
13.4.1常規型反應器287
13.4.2污泥滯留型反應器288
13.4.3附著膜型反應器294
參考文獻296

材料化利用篇
第14章污泥制建築材料301
14.1污泥制建築材料的途徑301
14.2污泥燒結制磚302
14.2.1污泥燒結磚的生產工藝302
14.2.2污泥燒結磚的產品性能304
14.3污泥制免燒磚305
14.3.1污泥免燒磚的生產原料305
14.3.2污泥免燒磚的生產工藝306
14.3.3污泥免燒磚強度形成原因307
14.3.4污泥免燒磚的產品性能308
14.4污泥燒制陶粒308
14.4.1污泥燒制陶粒的方法309
14.4.2污泥燒制陶粒的工藝路線309
14.4.3污泥陶粒的產品性能312
14.5污泥生產水泥313
14.5.1生產水泥的污泥原料313
14.5.2污泥生產水泥的工藝流程314
14.5.3污泥水泥的產品性能315
14.6污泥制生化纖維板316
14.6.1污泥制生化纖維板的工藝過程316
14.6.2污泥基生化纖維板品質的影響因素317
14.7污泥制輕質填充料和輕質發泡混凝土317
14.7.1污泥制輕質填充料317
14.7.2污泥制輕質發泡混凝土318
14.8污泥熔融制石料319
14.8.1污泥熔融石料的製備過程319
14.8.2污泥熔融石料的產品性能319
14.9污泥制聚合物複合材料321
14.9.1污泥聚合物複合材料的製備工藝321
14.9.2污泥聚合物複合材料性能的影響因素321
14.10污泥制木塑複合材料322
14.10.1污泥木塑複合材料的製備工藝323
14.10.2污泥木塑複合材料性能的影響因素323
參考文獻325

第15章污泥制吸附材料329
15.1污泥活性炭的製備途徑329
15.1.1單一污泥製備活性炭329
15.1.2污泥中添加生物質製備活性炭330
15.1.3污泥中添加礦物質製備活性炭330
15.2污泥活性炭的活化方法331
15.2.1熱解活化法331
15.2.2物理活化法332
15.2.3化學活化法333
15.2.4化學物理活化法335
15.3污泥活性炭的性能表徵336
15.3.1污泥活性炭的性能指標336
15.3.2ZnCl2活化法制得污泥活性炭的性能337
15.3.3H2SO4活化法制得污泥活性炭的性能339
15.3.4KOH活化法制得污泥活性炭的性能340
15.3.5微波-H3PO4活化法制得污泥活性炭的性能340
15.3.6水蒸氣活化法制得污泥活性炭的性能341
15.3.7熱解活化法制得污泥活性炭的性能342
15.4污泥活性炭性能的影響因素343
15.4.1活化溫度的影響343
15.4.2活化時間的影響344
15.4.3活化劑濃度的影響344
15.4.4升溫速率的影響346
15.4.5液固比的影響346
15.5污泥活性炭的應用346
15.5.1廢水處理346
15.5.2大氣污染防治350
參考文獻353

農業利用篇
第16章污泥制肥料357
16.1污泥堆肥357
16.1.1污泥堆肥的原理357
16.1.2污泥堆肥的方式359
16.1.3污泥堆肥過程的物質變化359
16.1.4污泥堆肥的工藝參數361
16.1.5堆肥中重金屬含量的控制364
16.1.6污泥堆肥的農業利用效果365
16.2污泥制複混肥366
16.2.1污泥複混肥的製備工藝367
16.2.2污泥複混肥的技術指標及肥效368
16.2.3污泥複混肥的農業利用效果369
參考文獻372

第17章污泥制蛋白質飼料374
17.1污泥制蛋白質飼料的可行性374
17.2污泥蛋白的提取方法375
17.3污泥蛋白的加工技術377
17.4污泥蛋白的利用377
參考文獻379

土地利用篇
第18章污泥土地利用383
18.1污泥農田利用383
18.1.1污泥的肥效384
18.1.2污泥的施用方法385
18.1.3污泥農田利用的農業效果385
18.2污泥林地利用387
18.2.1污泥林業利用387
18.2.2污泥林業利用的林業效果387
18.2.3污泥園林利用388
18.2.4污泥園林利用的綠化效果388
18.3污泥土地修復利用389
18.3.1乾旱半乾旱土地的修復389
18.3.2嚴重擾動土地的修復390
18.3.3污染土壤的修復390
18.3.4牧場的恢復與重建390
18.4污泥土地利用的方法與要求391
18.4.1土地利用的污泥肥料類型391
18.4.2污泥肥料的施用方法392
18.4.3污泥土地利用的施用要求393
18.5污泥土地利用的控制因素393
18.5.1污泥中重金屬的控制393
18.5.2污泥中有害物的控制395
18.5.3污泥中病原物的控制397
18.5.4污泥施用率的控制398
18.5.5污泥施用年限的控制399
18.6污泥用作填埋場覆土400
18.6.1填埋場覆土的作用400
18.6.2污泥用作日覆土的要求401
18.6.3污泥用作日覆土的優點406
參考文獻406