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污泥干化技术介绍

  来源:JIEI创新实验室 | 发布时间:2020-04-07

  北斗智库环保管家网讯:随着国家对污泥含水率要求的提升,如《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》GBT23486-2009,要求含水率<40%;《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》CJT-2007,要求作覆盖材料含水率<45%,普通污泥脱水至80%已经不满足要求。污泥干化是在污泥脱水后,利用热能进一步减少污泥含水率的方法。通过干化处理后,污泥的含水率可降至10%~40%,可以有效减少污泥体积。
 
  早在上世纪80年代,由于污泥在农用、填埋、投海上的各种限制条件和不利因素的逐渐突出,以及污泥热干化技术的突破,污泥干化技术在西方工业发达国家很快推广开来。同时,由于其处理效率高、稳定性强、操作灵活等优点,污泥干化技术也得到了越来越多发展中国家环境工程界的重视,也为我国污泥处置提供了宝贵的经验。
 
  1 几种常见的污泥干化工艺
 
  根据加热方式,污泥干化工艺分为直接加热、间接加热和直接-间接联合加热;根据工艺方式,污泥干化工艺分为转鼓干化、流化床干化、盘式干化、输送带干化、管式转鼓干化、膜式干化、浆式干化、转盘干化、太阳能干化、真空过滤干化、离心脱水干化等。其中:
 
  转鼓式干化工艺:分为直接加热式和间接加热式。以天然气或沼气为能源,以空气为传热介质,湿污泥和部分干化污泥颗粒在混合器中混合,由气流把它带入转鼓干燥器,污泥在转鼓干燥器中随气流以稳定的速度旋转前进,由内筒向外筒转移,污泥逐渐被干化成颗粒。
 
  盘式干化工艺:分为卧式圆盘干化和立式多盘干化。先用外部热源加热一个油炉,再通过油体将热能传到干燥盘塔吊构造为一个固定体,形成一个水平外壳,其内部旋转部分由一个管状空心轴,轴上固定一些空盘,盘中充满蒸汽等,还有一些搅拌叶片用于输送物料。热媒介通过中心轴进入圆盘,同时被分配到旋转体中。
 
  离心干化技术(脱水干化一体):经机械离心脱水后的污泥呈细粉状从离心机卸料口高速排出,高热空气以适当的方式引入到离心干化机的内部,遇到细粉状的污泥并以最短的时间将其干化到含固率80%左右。
 
  流化床污泥干化工艺:污泥不需要预处理,直接送入流化床干燥器。在流化床干燥器的整个底部断面均匀地吹进流化气体,使其内部形成流化层。随着污泥逐渐干化,密度减小,升到上部,再随上部抽走的气体而抽出流化床。
 
 
 
  2 主要污泥干化产品
 
  转鼓式污泥干化机:适用于规模较大的干化项目;按信道数量分为单信道和三信道转鼓干化机;全干化污泥颗粒粒径分布均匀,平均粒径1-4mm。
 
 
 
  带式污泥干化机:低温带式<65℃,中温带式110-130℃,系统含氧量<10%;无需干泥返混,适用于污泥全干化和半干化;全干化时粉碎后粒径3-5mm。
 
 
 
  桨叶式污泥干化机:间接加热,热媒为蒸汽或导热油等;无需干泥返混,适用于全干化和半干化;半干化污泥为疏松团装,全干化污泥粒径<10mm。
 
 
 
  卧式转盘式污泥干化机:间接加热,热媒为蒸汽或导热油;需干泥返混,适用于污泥全干化和半干化;半干化污泥为疏松团状,全干化污泥颗粒粒径分布不均匀。
 
  
 
  立式圆盘式污泥干化机:间接加热,热媒一般只采用导热油;需干泥返混,仅适用于污泥全干化;全干化污泥颗粒粒径分布均匀,平均粒径1-5mm。
 
 
 
  流化床式污泥干化机:直接加热、间接加热或混合加热,热媒为蒸汽或导热油等;无需干泥返混,适用于污泥全干化和半干化;半干化污泥颗粒粒径不均匀,全干化污泥粒径1-5mm。
 
 
 
  喷雾式污泥干化机:直接加热,热媒为烟气、热空气、过滤蒸汽等;无需干泥返混,适用于污泥全干化和半干化;雾化液滴粒径在30-150um。
 
 
  3 污泥干化技术发展趋势
 
  无论是工业污泥还是市政污泥,其处理的一个可行性目的就是可以作为原料返回到工艺中。目前国家出台了多项政策,鼓励污泥减量化、稳定化、无害化、资源化。降低污泥含水率是减量化的途径,这也是污泥资源化利用的前提,因而污泥干化技术在国内大力推广。
 
  节能化:世界银行估计,2020年中国由于空气污染造成的环境和健康损失将达到GDP总量的13%,中国政府承诺2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%。《“十三五”节能减排工作方案》要求,到2020年,全国万元国内生产总值能耗要比2015年下降15%,能源消费总量要控制在50亿吨标准煤以内。全国化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物挥发性有机物排放总量比2015年分别下降10%、10%、15%、15%和10%以上。
 
  污泥干化技术是一个能量净支出的过程,能耗费用在系统运行成本中的比例大于80%,因此发展节能低碳污泥干化技术具有重要的现实意义。太阳能、工业废热气、废热水等作为污泥干化的热媒将是未来技术发展趋势。
 
  低温干化:在污泥干化过程中,超过250℃时污泥中的挥发分会逸出(VOC),导致热值降低,而超过60℃时氨会挥发出来,对污泥干化设备造成一定程度的腐蚀。低温干化只需要消耗电能,不需要其它辅助能源,且能耗是常规干化设备的1/3,整个干化温度控制在60℃以内,干化过程中不需要外界加热设备,低温干化可降低能耗同时将有效降低恶臭气体排放。由于温度不高,污泥中的有机质挥发损失小,贡献热值高。未来低温干化机利用废热水、低压蒸汽、太阳能、烟气当辅助能源,不仅进一步节能,又符合国家能源政策,将是技术发展趋势。

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