02.27 20181016《6種汙泥幹化技術詳解及優缺點綜述》

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汙水處理過程中,汙泥處理一直是行業內人士所關心的問題,活性汙泥法是目前世界上90%汙水處理廠採用的處理方法,該方法會產生大量汙泥,高產量、高含水率的汙泥,在貯存、運輸、裝卸等過程中既不方便,還存在很高的潛在環境安全風險和隱患,因此汙泥的幹化處理勢在必行。

一、汙泥來源及性質

汙水處理廠汙泥主要由初沉池(沉砂池)及隔油池底泥、氣浮機浮渣、剩餘活性汙泥以及其他工藝單元的化學汙泥組成。汙泥是一種固體廢物,若具有急性毒性、易燃性、反應性、腐蝕性、浸出毒性和疾病傳染性等特徵中的一項就是危險廢物。

二、汙泥幹化技術

1.電能汙泥幹化法

電能汙泥幹化法,是將電能轉化為熱能或微波等形式的能,加熱溼汙泥使之水分蒸發,汙泥得到幹化,通常採用電加熱爐間接烘乾的幹化方式進行汙泥幹化。幹化系統由汙泥存儲單元、輸送計量單元、電加熱幹化(電能汙泥烘乾機)單元、輸出單元及暫存單元構成。由於能耗較高,不適合用電緊張、產泥量大的汙水處理廠,適合產泥量少、電能豐富、價格便宜地區。

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電幹化工藝流程

2.熱水乾化法

熱水乾化法是利用高溫熱水的熱能,經過換熱器進行熱交換,蒸發汙泥中的水分使得汙泥幹化。

這種熱源進行汙泥幹化一般為間接幹化方式,對換熱器要求較高一些。近年來熱水乾化法發展快速,德國開發的“板框壓濾—熱水真空幹化技術”就是熱水乾化技術的典型代表。

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熱水乾化工藝流程

3.蒸汽幹化法

蒸汽幹化法是利用蒸汽熱能,經過換熱器殼層進行熱交換,蒸發汙泥中的水分使之幹化。蒸汽為熱源的汙泥幹化機根據構造或內部構件不同又分為盤式幹化機、槳葉式幹化機、渦輪式幹化機等不同形式。蒸汽可實現綜合循環利用,是非常理想的清潔熱源。一般使用1.0MPa, 160—230℃左右的低壓蒸汽,因蒸汽幹化效率高、操作彈性大、易於控制、穩定性好等優點,加上新型蒸汽汙泥幹化機效率高、能耗較低,因而目前應用很多。

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蒸汽幹化工藝流程

4.太陽能汙泥幹化法

太陽能汙泥幹化法是利用太陽能為主要能源對汙水處理廠汙泥進行幹化和穩定化的汙泥處理技術。該技術利用太陽能,藉助傳統溫室乾燥工藝,具有低溫幹化、運行費用低廉、操作簡單、運行安全穩定等優點。其驅動力為汙泥中水分含量與和空氣中水蒸汽分壓之間的水蒸氣壓力差。考慮氣候、季節、天氣影響,太陽能幹化過程是在一個配置翻泥機的大型暖房內進行,溼汙泥從一端輸入,幹汙泥從另一端輸出。

太陽能幹化裝置主要由地面結構、暖房、翻泥機三部分構成。地面結構類似於混凝土馬路,翻泥機安裝在兩側導軌上、進行前後上下移動作業,起到攤鋪汙泥、反轉晾曬、輸送汙泥作用。有的還配熱風機以加速水分蒸發裝置,有的建成更為先進的太陽能溫室系統。

5.天然氣幹化法

天然氣(煤氣)幹化法是利用天然氣(煤氣)為燃料提供熱源,在幹化設備裡將汙泥幹化。為了防止燃燒爆炸通常設有氮氣保護、氧氣濃度連鎖、溫度連鎖以及汙泥返混等安保措施,以提高設備運行的安全性。系統由進料單元、幹化機、出料單元、尾氣處理單元、返混單元、儀控系統等構成。通常作為汙泥熱解法處理的預處理單元。

該方法在日本、美國應用較多,天然氣作為清潔能源,在汙泥熱解處理時因為尾氣不存在焚燒法產生的二噁英等問題,因而代表了汙泥無害化的一種發展趨勢。

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天然氣幹化工藝流程

6.爐窯煙氣餘熱汙泥幹化法

爐窯煙氣溫度一般在120—200℃之間,蘊藏有巨大的熱能,是汙泥低溫幹化的理想熱源。利用煙氣幹化汙泥有直接利用煙氣加熱幹化和間接加熱幹化兩種形式。為保證汙泥在低溫下能夠自然形成顆粒,一般採用二段式幹化工藝,一段幹化使汙泥含水率從80%左右降到60%左右,二段幹化造粒使含水率降到40%以下,形成2—8mm顆粒汙泥便於資源化。

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爐窯煙氣餘熱汙泥幹化工藝流程

三、汙泥幹化設備優缺點

通過汙泥幹化技術對比分析,筆者認為汙泥幹化技術方案選擇和新設備新技術研發重點考慮以下三個方面。

(1)企業在做汙泥幹化項目方案選擇時,必須結合企業自身特點統一考慮。

(2)開發系統性的新設備、新技術。

(3)加強汙泥幹化廢氣的綜合治理。

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