污泥干化工程薄層干化技術(shù)

　　一、污泥干化技術(shù)

　　污泥處置的方式主要有4種：土地利用、衛(wèi)生填埋、建材利用、干化焚燒。由于土地利用、衛(wèi)生填埋與建材利用在實(shí)際工程實(shí)踐中有諸多限制條件，不同滿足當(dāng)代綠色環(huán)保的需求。與此同時(shí)，污泥干化焚燒的處置方式在西方國(guó)家已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，工程實(shí)例非常之多。因此污泥干化焚燒技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)階段最主要的污泥處置方案之一。

　　污泥干化焚燒技術(shù)主要分為兩塊：污泥干化與污泥焚燒。污泥干化技術(shù)按照耗能方式的不同，可分為電能污泥干化法、熱水污泥干化法、蒸汽污泥干化法、太陽(yáng)能污泥干化法與天然氣污泥干化法。蒸汽污泥干化法是利用蒸汽的熱能與換熱器的殼層進(jìn)行換熱，污泥中的水分會(huì)被蒸發(fā)，從而濕污泥被干化。由于蒸汽熱源使用廣泛、容易獲取、公用工程條件寬松便捷，因此蒸汽污泥干化法被廣泛應(yīng)用。接下來(lái)介紹的工程實(shí)例采取技術(shù)的就是蒸汽污泥干化法，污泥干化機(jī)采用薄層干化機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料和出料，并同時(shí)具有效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

　　二、工程背景及概況

　　隨著城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市污水量逐年增加，水污染治理工程的大規(guī)模建設(shè)以及污水處理要求的提高，伴隨而來(lái)的污泥處理處置問(wèn)題也日益突出，亟待解決。近年來(lái)，污泥干化技術(shù)因?yàn)槟軌驅(qū)崿F(xiàn)濕污泥的減量化而被廣泛應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)污泥的資源化，干化后的污泥可用于焚燒發(fā)電，這樣可以回收和利用污泥中的能源和資源，達(dá)到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。本工程采用薄層干化機(jī)作為主要工藝設(shè)備實(shí)現(xiàn)濕污泥(80%含水率)干化至含水率為30%~35%，工程規(guī)模為200t/d。主要利用發(fā)電廠蒸汽干化污泥，干化后的污泥運(yùn)往發(fā)電廠進(jìn)行發(fā)電，充分達(dá)到了綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。本工程總占地面積僅為5700m2，充分利用了土地空間，產(chǎn)出了更多的環(huán)保價(jià)值。

　　三、工程介紹

　　3.1工藝流程

　　本工程的工藝流程如圖1所示，薄層污泥干化機(jī)運(yùn)行需要的蒸汽由發(fā)電廠提供，蒸汽在薄層干化機(jī)內(nèi)與污泥間接換熱后冷凝成液態(tài)水，并回流至發(fā)電廠。濕污泥(含水率80%左右)在薄層干化機(jī)內(nèi)被干化，干化后的污泥含水率為30%~40%，并通過(guò)卸料裝置將干污泥運(yùn)輸至干污泥貯存?zhèn)}。干污泥貯存?zhèn)}的干污泥累積到一定的量時(shí)通過(guò)電動(dòng)閘閥卸料至自卸式汽車，然后運(yùn)至發(fā)電廠與煤摻燒發(fā)電。濕污泥蒸發(fā)出的高溫混合氣體(主要成分為水蒸氣(約110℃)和不凝氣體(H2S、NH3等))由噴淋塔和換熱器降溫，然后通過(guò)風(fēng)機(jī)抽至除臭反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行除臭。濕污泥的接收、儲(chǔ)存過(guò)程散發(fā)的廢氣也通過(guò)抽風(fēng)機(jī)進(jìn)入除臭反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行除臭，氣體達(dá)標(biāo)后通過(guò)煙囪排放。

　　3.2薄層干化機(jī)的干化過(guò)程

　　本工程的核心在于污泥干化機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。采用的干化機(jī)形式為薄層干化機(jī)，其主要組成包括加熱夾套、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子葉片、轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)裝置、軸密封裝置。進(jìn)入薄層干化機(jī)中的污泥被轉(zhuǎn)子分布于熱壁表面，轉(zhuǎn)子上的漿葉在對(duì)熱壁表面的污泥反復(fù)翻混的同時(shí)，向前輸送到出泥口，在此過(guò)程中，濕污泥中水分被蒸發(fā)。薄層干化機(jī)的加熱層采用內(nèi)襯耐磨高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼復(fù)層材料，其他與污泥接觸的不加熱部分采用碳鋼加防腐材料。

　　在干化過(guò)程中產(chǎn)生的混合高溫氣體在干化機(jī)內(nèi)部與污泥逆向運(yùn)動(dòng)，由污泥進(jìn)料口上方的蒸汽管口排出，溫度較高的不凝氣在后面的直接噴淋冷凝器中進(jìn)行水洗降溫，經(jīng)過(guò)液滴分離器，通過(guò)廢氣引風(fēng)機(jī)排出干化系統(tǒng)，尾氣冷凝水和噴淋水送入污水廠重新處理。通過(guò)工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn)濕污泥在干化的過(guò)程中，H2S和NH3為不凝氣體的主要成分，不凝氣體的質(zhì)量約占比干化系統(tǒng)水蒸發(fā)量的5%，這為后續(xù)氣體除臭的加藥系統(tǒng)提供了有力的參考。另外，為了防止整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)臭氣或者粉塵泄漏，將廢氣引風(fēng)機(jī)使整個(gè)干化系統(tǒng)處于負(fù)壓狀態(tài)，這樣可以有效避免了管道內(nèi)物料的溢出。

　　3.3除臭過(guò)程

　　濕污泥成分復(fù)雜，容易散發(fā)出濃度高的臭氣，因此本工程的另一個(gè)核心問(wèn)題就是除臭工藝。本工程惡臭污染源來(lái)自濕污泥接受倉(cāng)、濕污泥接收車間、濕污泥儲(chǔ)料倉(cāng)、干污泥存儲(chǔ)倉(cāng)、污泥帶式密閉輸送機(jī)、干化車間、干化廢氣等。按惡臭氣體源強(qiáng)的不同又可分為兩類，第一類為高強(qiáng)度的惡臭氣體，另一類是低強(qiáng)度操作空間的惡臭氣體。本工程中，H2S、NH3為主要惡臭污染源，其他硫醇、有機(jī)硫化物、胺類等微量有機(jī)組分氣體為次要惡臭污染源。本工程惡臭氣體排放須執(zhí)行《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14554-93，工程周邊以工業(yè)區(qū)為主，所以采用臭氣整治工程執(zhí)行廠界二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，指標(biāo)如表1所示。

　　濕污泥接受倉(cāng)、濕污泥儲(chǔ)料倉(cāng)、干污泥存儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)都會(huì)由于污泥停留而產(chǎn)生臭氣，是惡臭的集中產(chǎn)生源，本工程采用密封內(nèi)部負(fù)壓收集的方式防止臭氣外逸，其產(chǎn)生的臭氣濃度一般較高。另外，在污泥的持續(xù)輸送過(guò)程中，污泥皮帶輸送機(jī)采用密封處理，密封空間內(nèi)同樣會(huì)產(chǎn)生較高濃度的臭氣，通過(guò)外接管道和臭氣風(fēng)機(jī)將該部分臭氣收集。干化廢氣經(jīng)冷凝器冷凝后形成廢氣，廢氣中含有大量的臭氣，是惡臭的主要產(chǎn)生源之一，本工程中廢氣由廢氣泵收集和輸送。

　　污泥接收倉(cāng)是外來(lái)污泥由此進(jìn)入干化系統(tǒng)的入口，污泥接收倉(cāng)閘門會(huì)在接受時(shí)開(kāi)啟，臭氣將從此處大量溢漏;干化廢氣也會(huì)將部分臭氣溢漏到干化車間中，兩者均是臭氣的主要擴(kuò)散空間，其臭氣濃度較臭氣產(chǎn)生源相對(duì)較低，但其空間較大，也是除臭的重點(diǎn)之一。本工程系統(tǒng)臭氣處理量匯總?cè)绫?所示。

　　因?yàn)槌魵獾闹饕煞譃樗嵝詺怏wH2S與堿性氣體NH3，因此本工程采用先酸洗后堿洗的方法進(jìn)行除臭。惡臭氣體被收集后，由離心風(fēng)機(jī)抽出，惡臭氣體經(jīng)過(guò)尺寸為φ3.0m×6.0m的硫酸洗滌噴淋塔，然后再經(jīng)過(guò)尺寸為φ3.0m×6.0m的氫氧化鈉與次氯酸鈉的洗滌噴淋塔。此處添加次氯酸鈉的目的是氧化氣體中的有機(jī)物(包括三甲胺與甲硫醚等)。經(jīng)過(guò)除臭工藝后，惡臭氣體的各組分濃度滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，由煙囪直接排放。

　　四、結(jié)論

　　本工程利用薄層干化技術(shù)對(duì)污泥廢棄物進(jìn)行減量化，污泥的體積可減少70%。干化后的干污泥運(yùn)至發(fā)電廠進(jìn)行焚燒發(fā)電，充分達(dá)到了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的目的。污泥干化處理過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣經(jīng)過(guò)除臭系統(tǒng)，最終達(dá)標(biāo)排放。

　　本工程采用的先進(jìn)處理技術(shù)和商業(yè)模式是可復(fù)制的，可以在全國(guó)范圍內(nèi)快速推廣，達(dá)到污泥綠色處理的目的。同時(shí)也驗(yàn)證了薄層干化技術(shù)在污泥干化工程中的應(yīng)用是完全可行的。（來(lái)源：上海巴安水務(wù)股份有限公司）