污泥干化技術(shù)分類及簡介
【天津純水設(shè)備http://www.jxnancy.cn】我國大規(guī)模建設(shè)污水水處理廠，但污泥處理處置一直被忽視。污泥處置最大的瓶頸是干化減量，高成本一直是困擾行業(yè)的一個難題。近年來污水污泥干化技術(shù)發(fā)展迅速，下面介紹幾種重要的污泥干化技術(shù)，供大家參考。
1 概述
污水在處理的過程中將大部分污染物均轉(zhuǎn)化到了污泥里，因此污泥中含有覆蓋面極廣的各類污染物，包括各種重金屬、微量高毒性有機(jī)物(PCBs、AOX等)、大量細(xì)菌、病毒體和寄生蟲卵等致病微生物，如不妥善處理，將會引發(fā)環(huán)境衛(wèi)生和污染問題，易造成二次污染，我國大規(guī)模建設(shè)污水水處理廠，但污泥處理處置一直被忽視，近年來污水干化技術(shù)發(fā)展迅速，下面就介紹幾種當(dāng)前主流的污泥干化工藝技術(shù)。
2 污泥干化設(shè)備的類型
2.1 按熱介質(zhì)與污泥接觸的方式可分為：
2.1.1 直接加熱式：將燃燒室產(chǎn)生的熱氣與污泥直接進(jìn)行接觸混合，使污泥得以加熱，水分得以蒸發(fā)并最終得到干污泥產(chǎn)品，是對流干化技術(shù)的應(yīng)用；
2.1.2 間接加熱式：將燃燒爐產(chǎn)生的熱氣通過蒸氣、熱油介質(zhì)傳遞，加熱器壁，從而使器壁另一側(cè)的濕污泥受熱、水分蒸發(fā)而加以去除，是傳導(dǎo)干化技術(shù)的應(yīng)用；
2.1.3 “直接一間接”聯(lián)合式干燥：即是"對流—傳導(dǎo)技術(shù)"的結(jié)合。
2.2 按設(shè)備的形式分為：
攤鋪式、轉(zhuǎn)鼓式、轉(zhuǎn)盤式、帶式、螺旋式、離心干化機(jī)、噴淋式多效蒸發(fā)器、流化床、多重盤管式、薄膜式、漿板式等多種形式。
2.3 按干化設(shè)備進(jìn)料方式和產(chǎn)品形態(tài)大致分為兩類：
一種是采用干料返混系統(tǒng)，濕污泥在進(jìn)料前先與一定比例的干泥混合，然后才進(jìn)入干燥器，產(chǎn)品為球狀顆粒，是干化、造粒結(jié)合為一體的工藝；另一種是濕污泥直接進(jìn)料，產(chǎn)品多為粉末狀。
3 工作原理和工藝流程
3.1 直接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)
工作原理是：脫水后的污泥從污泥漏斗進(jìn)入混合器，按比例充分混合部分已經(jīng)被干化的污泥，使干濕混合污泥的含固率達(dá)50%～60%，然后經(jīng)螺旋輸送機(jī)運(yùn)到三通道轉(zhuǎn)鼓式干燥器中。
在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)與同一端進(jìn)入的流速為1.2-1.3m/s、溫度為700℃左右的熱氣流接觸混合集中加熱，經(jīng)25min左右的處理，烘干后的污泥被帶計(jì)量裝置的螺旋輸送機(jī)送到分離器，在分離器中干燥器排出的濕熱氣體被收集進(jìn)行熱力回用，帶污染的惡臭氣體被送到生物過濾器處理達(dá)到符合環(huán)保要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，從分離器中排出的干污泥其顆粒度可以被控制，再經(jīng)過篩選器將滿足要求的污泥顆粒送到貯藏倉等候處理。
干化的污泥干度達(dá)92%以上或更高。干燥的污泥顆粒直徑可控制在1-4mm，這主要考慮了用干燥的污泥作為肥料或園林綠化的可能性。細(xì)小的干燥污泥被送到混合器中與濕污泥混合送入轉(zhuǎn)鼓式干燥器，用于加熱轉(zhuǎn)鼓干燥器的燃燒器可使用沼氣、天然氣或熱油等為燃料。
分離器將干燥的污泥和水汽進(jìn)行分離，水汽幾乎攜帶了污泥干燥時所耗用的全部熱量，這部分熱量需要充分回收利用。因此水汽要經(jīng)過冷凝器，冷凝器冷卻水入口溫度為20℃，出水溫度為55℃，被冷卻的氣體送到生物過濾器處理完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
該干化系統(tǒng)特點(diǎn)是：在無氧環(huán)境中操作，不產(chǎn)生灰塵，干化污泥呈顆粒狀，粒徑可以控制，采用氣體循環(huán)回用設(shè)計(jì)減少了尾氣的處理成本。
3.2 間接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)
如圖2是濕污泥直接進(jìn)料、間接加熱轉(zhuǎn)鼓干化系統(tǒng)工藝流程圖。
脫水后的污泥輸送至干化機(jī)的進(jìn)料斗，經(jīng)過螺旋輸送器送至干化機(jī)內(nèi)，螺旋輸送器可變頻控制定量輸送。干化機(jī)由轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿組成，轉(zhuǎn)鼓通過燃燒爐加熱，轉(zhuǎn)鼓最大轉(zhuǎn)速為1.5r/min。
翼片螺桿通過循環(huán)熱油傳熱，最大轉(zhuǎn)速 為0.5 r/min。轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿同向或反向旋轉(zhuǎn)，污泥可連續(xù)前移進(jìn)行干化，轉(zhuǎn)鼓沿長度方向分布為三個燃燒爐溫度區(qū)域，分別為370℃，340℃和85℃。翼片螺桿內(nèi)的熱油溫度為315℃。
轉(zhuǎn)鼓經(jīng)抽風(fēng)，其內(nèi)部為負(fù)壓，水汽和塵埃無法外逸。污泥經(jīng)轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿推移和加熱被逐步烘干并磨成粒狀，在轉(zhuǎn)鼓后端低溫區(qū)經(jīng)過S形空氣止回閥由干泥螺桿輸送器送至儲存?zhèn)}。污泥蒸發(fā)出的水汽通過系統(tǒng)抽風(fēng)機(jī)送至冷凝和洗滌吸附系統(tǒng)。
該干化系統(tǒng)的特點(diǎn)是：流程簡單，污泥的干度可控制，干化器終端產(chǎn)物為粉末狀。
3.3 離心干化技術(shù)（即脫水干化一體機(jī)）
如圖3是離心干化機(jī)系統(tǒng)工藝流程圖。
稀污泥自濃縮池或消化池進(jìn)入離心干化機(jī)，干化機(jī)內(nèi)的離心機(jī)對污泥進(jìn)行脫水，經(jīng)機(jī)械離心脫水后的污泥呈細(xì)粉狀從離心機(jī)卸料口高速排出，高熱空氣以適當(dāng)?shù)姆绞揭氲诫x心干化機(jī)的內(nèi)部，遇到細(xì)粉狀的污泥并以最短的時間將其干化到含固率80%左右。
干化后的污泥顆粒經(jīng)氣動方式以70℃的溫度從干化機(jī)排出，并與濕廢氣一起進(jìn)入旋流分離器進(jìn)行分離。一部分濕廢氣進(jìn)入洗滌塔，在洗滌塔中濕廢氣中的大部分水分被冷凝析出，凈化后的廢氣以40℃的溫度離開洗滌塔。
該干化系統(tǒng)的特點(diǎn)是：流程簡單， 省去了污泥脫水機(jī)及從脫水機(jī)至干化機(jī)的存儲、輸送、運(yùn)輸裝置。
3.4 間接式多盤干燥技術(shù)（珍珠工藝）
其工作原理是：機(jī)械脫水后的污泥（含固率25%～30%）送入污泥緩沖料倉，然后通過污泥泵輸送至涂層機(jī)，在涂層機(jī)中再循環(huán)的干污泥顆粒與輸入的脫水污泥混合，干顆粒核的外層涂上一層濕污泥后形成顆粒，這個涂敷過程非常重要, 內(nèi)核是干的（含固率＞90%），外層是一層濕污泥，涂覆了濕污泥的顆粒被送入硬顆粒造粒機(jī)（多盤干燥器），被倒入造粒機(jī)上部，均勻的散在頂層圓盤上。
通過與中央旋轉(zhuǎn)主軸相連的耙臂上的耙子的作用，污泥顆粒在上層圓盤上作圓周運(yùn)動。污泥顆粒從造粒機(jī)的上部圓盤由重力作用直至造粒機(jī)底部圓盤，顆粒在圓盤上運(yùn)動時直接和加熱表面接觸干化。污泥顆粒逐漸增大，類似于蚌中珍珠的形成過程，最終形成堅(jiān)實(shí)的顆粒故也叫珍珠工藝。
干燥后的顆粒溫度90℃，粒徑為14mm，離開干燥機(jī)后由斗式提升機(jī)向上送至分離料斗，一部分被分離出再循環(huán)回涂層機(jī)，同時剩余的顆粒進(jìn)入冷卻器冷卻至40°送入顆粒儲料倉。
污泥干燥過程所需的能量由熱油傳遞，溫度介于260～230℃的熱油在干燥機(jī)內(nèi)中空的圓盤內(nèi)循環(huán)，從干燥機(jī)排出的接近115℃的蒸汽冷凝，經(jīng)熱交換器冷凝后的熱水溫度為50～60℃。
此間接式多盤干燥器也叫造粒機(jī)，立式布置多級分布，間接加熱。
特點(diǎn)：干燥和造粒過程氧氣濃度＜2%，避免了著火和爆炸的危險(xiǎn)性。顆粒呈圓形、堅(jiān)實(shí)、無灰塵且顆粒均勻、具有較高的熱值可作為燃料，尾氣經(jīng)冷凝、水洗后送回燃燒爐，將產(chǎn)生臭味的化合物徹底分解，所以其尾氣能滿足很嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.5 流化床污泥干化技術(shù)
如圖5為流化床污泥系統(tǒng)工藝流程框圖。
其工作原理是：脫水污泥送至污泥計(jì)量儲存?zhèn)}，然后用污泥泵將污泥送至流化床污泥干燥機(jī)中的進(jìn)料口并將污泥進(jìn)行分配。流化床污泥干燥機(jī)從底部到頂部基本由三部分組成，在干燥機(jī)的最下面是風(fēng)箱，用于將循環(huán)氣體分送到流化床裝置的不同區(qū)域，其底部裝有一塊特殊的氣體分布板，用來分送惰性流化氣體。
在中間段，用于蒸發(fā)水的熱量將通過加熱熱油送入流化床內(nèi)。最上部為抽吸罩，用來使流化的干顆粒脫離循環(huán)氣體，而循環(huán)氣體帶著污泥細(xì)粒和蒸發(fā)的水分離開干燥機(jī)。在干燥機(jī)內(nèi)干燥溫度85℃，產(chǎn)生的污泥顆粒被循環(huán)氣體流化并產(chǎn)生激烈的混合。
由于流化床內(nèi)依靠其自身的熱容量，滯留時間長和產(chǎn)品數(shù)量大，因此，即使供料的質(zhì)量或水分有些波動也能確保干燥均勻，用循環(huán)的氣體將污泥細(xì)粒和灰塵帶出流化層，污泥顆粒通過旋轉(zhuǎn)氣鎖閥送至冷卻器，冷凝到小于40℃，通過輸送機(jī)送至產(chǎn)品料倉。
灰塵、污泥細(xì)粒與流化氣體在旋風(fēng)分離器分離，灰塵、污泥細(xì)粒通過計(jì)量螺旋輸送機(jī)，從灰倉輸送到螺旋混合器。在那里灰塵與脫水污泥混合并通過螺旋輸送機(jī)再送回到流化床干燥機(jī)。干燥機(jī)系統(tǒng)和冷卻器系統(tǒng)的流化氣體均保持在一個封閉氣體回路。
循環(huán)氣體將污泥細(xì)粒和蒸發(fā)的水分帶離流化床干燥機(jī)。污泥細(xì)粒在旋風(fēng)分離器內(nèi)分離，而蒸發(fā)的水分在一個冷凝洗滌器內(nèi)采用直接逆流噴水方式進(jìn)行冷凝。蒸發(fā)的水分以及其它循環(huán)氣體從85℃左右冷卻為60℃，然后冷凝，冷凝下來的水離開循環(huán)氣體流回到污水處理區(qū)，冷凝器中干凈而冷卻的流化氣體又回到干燥機(jī)，干化污泥由冷卻回路氣體卻冷到低于40℃。
該干化系統(tǒng)的特點(diǎn)是：無返料系統(tǒng)，間接加熱，干燥機(jī)本身無動部件，故幾乎無需維修，但干化顆粒的粒徑無法控制。
3.6 磚瓦廠余熱烘干污泥技術(shù)。
目前窯爐制磚工藝以傳統(tǒng)的黏土配料燒制為主，主流工藝為：將黏土、粉煤灰、頁巖等按比例添加后，通過破碎系統(tǒng)破碎呈粉末狀，按比例添加攪拌均勻后進(jìn)行陳化，陳化好的原料送入制磚機(jī)進(jìn)行壓制成型，經(jīng)過自動碼垛后進(jìn)入窯爐燒制成品。此生產(chǎn)過程需消耗大量資源及能源，成品燒制需煤燃燒產(chǎn)生大量高溫進(jìn)行焙燒，為保證成品質(zhì)量窯爐內(nèi)高溫降低到一定低溫后需引出窯爐，引出窯爐后的熱空氣約300℃，為保證尾氣處理系統(tǒng)的安全，余熱需要冷卻塔降溫至約100℃以下，才能進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，這樣大量熱量被白白浪費(fèi)掉。
為充分利用能源，節(jié)約生產(chǎn)成本，在窯爐高溫余熱可接入的地方采用太陽能與高溫余熱綜合利用對廠區(qū)所在地的市政或生活污泥進(jìn)行干化處理，干化后的污泥含水率降低，可作為制磚原材料進(jìn)行資源化利用，該技術(shù)是在太陽能污泥干化的基礎(chǔ)上，通過開發(fā)窯爐高溫余熱熱能共同加速污泥內(nèi)水分的蒸發(fā)；該工藝符合國家節(jié)能減排的政策，在減少能源浪費(fèi)的同時，還能實(shí)現(xiàn)資源的更大價(jià)值的利用，滿足可持續(xù)發(fā)展要求，對建設(shè)地起到良好的環(huán)境效益；該技術(shù)工藝以運(yùn)行成本低、操作簡單、污泥含水率低、維護(hù)保養(yǎng)容易等特點(diǎn)，得到市場的廣泛認(rèn)可。
除上述外還有閃蒸式干燥器、螺旋式干燥機(jī)、薄膜干燥器、噴霧式干化器、多效蒸發(fā)器、微波干化器、帶式干燥機(jī)、多床干燥器等，同一類型的干化設(shè)備在不同的生產(chǎn)廠家也各有其特點(diǎn)。其中，比較先進(jìn)的工藝技術(shù)還有太陽能污泥干化技術(shù)、低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)等等，有興趣的朋友可以點(diǎn)擊下面鏈接獲取詳細(xì)技術(shù)資料。天津純水設(shè)備，天津水處理設(shè)備，天津去離子水設(shè)備。
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