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污泥干化工艺哪种比较好?

发布时间:2021-9-1 14:56:36      点击次数:219
污泥干化工艺比较
污泥干化(sludge drying),通过渗滤或蒸发等作用,从污泥中去除大部分含水量的过程,一般指采用污泥干化场(床)等自蒸发设施。污泥的处理和处置已经成为一个敏感的全球环境问题,污泥干化焚烧可以使污泥的体积减少到最小化(减量90%以上);可以回收能量,用于污泥自身的干化或发电供热;能够使有机物全部碳化,杀死病原体,使污泥彻底无害化。但污水处理厂产生的污泥因含水率高,不能简单作为发电燃料应用,污泥要作为发电燃料,必须进行干化处理。

干化了的污泥的处理方法相较于湿污泥也灵活多样,它可以作为辅助燃料与煤混合燃烧,提供热能,做到循环利用,也可作为堆肥的辅料等。


1 污泥干化所需能源比较
干化的主要成本在于热能,降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。干化工艺根据加热方式的不同,其可利用的能源来源有一定区别,一般来说间接加热方式可以使用所有的能源,其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式则因能源种类不同,受到一定限制,其中燃煤炉、焚烧炉的烟气因量大和腐蚀性污染物存在而难以使用,蒸汽因其特性无法利用。

按照能源的成本,从低到高,分列如下:烟气:来自大型工业、环保基础设施(垃圾焚烧炉、电站、窑炉、化工设施)的废热烟气是零成本能源,如果能够加以利用,是热干化的最佳能源。温度必须高,地点必须近,否则难以利用。

燃煤:非常廉价的能源,以烟气加热导热油或蒸汽,可以获得较高的经济可行性。尾气处理方案是可行的。
热干气:来自化工企业的废能。
沼气:可以直接燃烧供热,价格低廉,也较清洁,但供应不稳定。蒸汽:清洁,较经济,可以直接全部利用,但是将降低系统效率,提高折旧比例。可以考虑部分利用的方案。燃油:较为经济,以烟气加热导热油或蒸汽,或直接加热利用。

天然气:清洁能源,但是价格最高,以烟气加热导热油或蒸汽,或直接加热利用。


2 污泥干化工艺介绍 目前污泥干化的工艺比较多,有带式干化、薄层干化、流化床干化、桨叶式干化等。

下面主要介绍一下带式干化、薄层干化技术。所需能源为蒸汽。 2.1低温带式干化工艺 带式干化为中低温干化(≦150℃或≦100℃),其余为高温干化(≧200℃)。
2.1.1工艺优点
    A、节能:采用热电工段多余的低温蒸汽作为热源,节省大量的热能。
    B、安全:污泥本身在蒸发时温度不超过 80℃,因此不存在燃烧、爆炸等危险,因此系统是很安全的。无需对氧浓度进行控制,也无需导入惰性气体。
    C、环保:采用闭环环风工艺,工艺气体在干燥设备内循环工作。从干燥腔出来的气体先通过冷凝器将气体进行冷凝,去除水份后再进入干化机,只有少量气体(400m3/h)进入生物过滤器。

2.1.2工艺描述

1)污泥存储与输送 污泥从脱水机出来后,通过输送设备输入一台撬装式料仓(S102),料仓的体积为20m3,可缓存2天的脱水机产量。料仓的料位采用超声波料位计(LT9210)检测,高低位时报警。

料仓底部安装有一台五螺旋湿泥输送机(C101-105),由此设备将污泥输入一台污泥泵(P102),使用多螺旋输送机的优点是可以防止污泥桥架。P102 带干运行保护器,当污泥出现缺料的状况时,定子超温,则系统进行停机并报警。
污泥的流量调节通过变频器来进行。输送污泥输送管道采用耐压的无缝不锈钢管,管路直径为 DN200,壁厚为6mm。管路上装有在线压力检测装置,由PLC检测及控制。当压力超过设定值时,表示管道堵塞,需要进行清理,这时停螺杆泵并报警。

2)全封闭管式面条机(GU01/02)

由于污泥的性质不一样,我们选用了全封闭管式面条机。全封闭管式面条机由污泥分配器、管式面条机、旋转刮板及清洗装置组成。污泥泵提供1-8bar的压力,将污泥通过管路输入污泥分配器里。

在这里,污泥通过几组柔性连接管路,输入到管式面条机里,然后通过模孔挤压形成面条。内部刮板在旋转时将面条隔断,同时清洁模孔。当模孔出现堵塞时,管路压力升高,这时系统报警,通知操作人员关闭面条机,同时启动备用面条机。面条机为可拆卸式,堵塞的面条机由操作人员拆卸并清洗,然后再安装上,整个过程约1小时。

3)带式干燥器

T101 条状污泥被从面条机GU01连续输入干燥器T1并形成均衡的堆积,并在利用热气进行烘干的同时随同输送带TM101和TM102移动。传动带宽度为2米,为带细长孔的不锈钢板。干燥区域被分割成2个独立的干燥模块,在每给模块里干燥气体流穿过污泥。干燥气体向下吹并与污泥行进方向相反。干燥器传送带TM101和TM102各通过一个0.37KW的电机驱动,并都装有扭矩传感器。在上传送带末端污泥翻转掉在下传送带上,通过干燥腔然后再进入进料腔,在这里污泥掉进排放冷却螺旋输送机C107里。

污泥通过上传送带TM101传送通过2个模块时温度逐步上升(110℃ to 140℃),并将污泥加热到设定的温度(80℃)以实行蒸发过程。然后污泥直接掉在第二个传送带上,在这里完成蒸发过程,并在通过前面几个模块时逐步降温。最后含固率 90%的干泥通过排放螺旋输送机C107进行冷却排放进入管链输送机TD100,由管链输送机输送到干污泥料仓S104,S104设置有温度和CO检测,并与氮气瓶组相连,在温度或CO浓度升高时开启电磁阀,导入氮气,确保系统安全。最终产品在干污泥仓的堆积密度在600-700kg/m³。可存储外运。 

4)热处理过程

由 H104 预热的干燥气体由进气鼓风机 V-101 通过混合室和个一个节气阀输入第 1号模块。再通过抽气鼓风机 V-102 抽出,做横向循环。同时热风在每个腔室内通过循环鼓风机 VT101-102 做纵向循环,在每个腔室内有一个热交换器(HT-101-102),通入的0.45MPa 的蒸汽将循环风进行加热,热风再对污泥进行干燥。PLC 通过检测腔室内的温度来控制蒸汽调节阀的开度,循环风机使干燥气体在模块里循环以保持每个模块里所需的温度,并确保气流以 1 m/秒的速度均匀地穿过干燥器传送带。每个腔室内均安装有一个温度探头(TT9270 - 9273),用以检测腔室内的温度,如果其中任何一个探头检测到温度超过设定的值,则紧急冷却水电磁阀 SV101 打开进行喷淋,同时系统停机并报警。

2.1.3工艺流程

2.2卧式薄层干化工艺

2.2.1工艺介绍  卧式薄层干化机主要由外壳,转子&叶片,驱动装置三大部分组成,外壳为压力容器,其壳体夹套间可注入蒸汽或导热油作为污泥干燥工艺的热媒,材质为欧标的耐高温锅炉钢;内筒壁作为与污泥接触的传热部分,提供主要的换热面积以及形成污泥薄层的载体,其材质有多种材料可选,其中Naxtra-700高强度结构钢覆层材料广泛适用于市政/化工行业污泥,防腐、耐磨性优于其他材料;转子为一根整体的空心轴,其特殊的加工工艺可以确保转子在受热的同时高速转动时不产生挠度,始终使叶片与内筒壁的距离保持5-10mm,在转子的转动及叶片的涂布下,进入干化机的污泥会均匀的在内壁上形成一个动态的薄层,污泥薄层不断的被更新,在向出料口推进的过程中不断的被干燥!

2.2.2工艺流程简介

1)机械脱水后的污泥经机械脱水达到15%含固率,由螺旋输送器输送至污泥缓冲料仓。

2)污泥缓冲给料仓中的污泥由污泥给料泵连续送入干化机,污泥给料泵变频控制,24小时连续运行。

3)进入卧式薄层干化机中的污泥被转子分布于热壁表面,转子上的浆叶在对热壁表面的污泥反复翻混的同时,向前输送到出泥口。在此过程中,污泥中水分被蒸发。卧式薄层干化机由带加热层的圆筒形壳体、壳体内转动的转子和转子的驱动装置三部分组成。利用10barg的饱和蒸汽作为热媒。干化机各部分材质根据污泥性质和干化机使用年限确定,本方案暂定的配置为:加热层采用内衬耐磨高强度结构钢复层材质的碳钢结构。其他与污泥接触的不加热部分采用不锈钢316L。

4)自卧式薄层干化机产出的含固率满足设计要求的干污泥进入污泥冷却器,污泥产品通过冷却器壳体内流动的冷却水进行冷却。冷却后的污泥根据业主要求输送到干污泥料仓等待后续外运处理。

5)干化过程中产生的废蒸汽在干化机内部与污泥逆向运动,由污泥进料口上方的蒸汽管口排出,进入冷凝器。冷凝器使用喷淋水对尾气进行降温,其中一些不凝气进入液滴分离器进行分离。降温后的尾气约50℃,通过风机进入臭气处理系统进行处理。

6)自干化系统排出的废气约为系统水蒸发量的5-10%,废气引风机使整个干化系统处于负压状态,这样可以避免臭气及粉尘的溢出。由于本工艺废气量很小,可直接通入污水场现有臭气处理装置进行处理。

7)卧式薄层污泥干化工艺可通过污泥中的蒸发水自实现系统内惰性化的要求。采用新鲜水/低压蒸汽作为紧急情况下干化系统的惰性化介质。 2.2.3工艺流程


2.2.4卧式薄层干化工艺特点

2.2.4.1经济性方面

1) 低能耗---系统热能消耗最低;

2) 热回收---如有需要,可回收80%左右的热量。

3) 尾气处理---尾气产生量极少,处理简单,费用低。

4) 长寿命设计和低维护要求:  低维护---转动设备数量最少;  低磨损---更低的外缘线速度,约10m/s,低转速决定了低磨损;  防腐蚀---与介质接触的非加热部件采用不低于SS316的材质;  高耐磨---与介质接触的加热部件采用特殊高耐磨钢覆层。

2.2.4.2灵活性方面

1) 适用于多种不同种类污泥。

2) 不受污泥含水率限制,无需返混,产出任一含固率污泥。

3) 固体载荷低,排空时间短,启停方便。

4) 排放尾气量少,粉尘量低,不需要定期冲洗。

污泥的干化处理势在必行,污泥干化工艺也很丰富,三原环境欢迎各位前来咨询。来电请咨询 联系人:黄先生 13912031100;孟先生 13805202556。

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