污泥熱干化技術(shù)(最新版)

1、制制 作作 ： 陳浩楠陳浩楠 許學(xué)峰許學(xué)峰 張雨張雨指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師 ：肖雪峰：肖雪峰污泥熱干化技術(shù)污泥熱干化技術(shù)01我國(guó)的污泥現(xiàn)狀污泥熱干化的機(jī)理及意義02污泥熱干化技術(shù)04污泥熱干化設(shè)備05污泥熱干化系統(tǒng)06CONTENTS目目錄錄污泥熱干化系統(tǒng)工藝實(shí)例分析07污泥熱干化技術(shù)的研究進(jìn)展03我國(guó)的污泥現(xiàn)狀Present situation of sludge in China012 含有大量有機(jī)質(zhì)及多種微生物1污泥產(chǎn)量多3污泥的處置方法主要是填埋污污泥泥性性質(zhì)質(zhì)處置方法填埋A干化焚燒B制肥C建材D建材D減量化A穩(wěn)定化B無害化C資源化D處理污泥的原則和要求處理污泥的原則和要求經(jīng)濟(jì)安全環(huán)境友好污

2、泥處置的難重點(diǎn)衛(wèi)生填埋，土地利用，焚燒污泥熱干化的機(jī)理及意義Mechanisms and significance of sludge thermal drying process02熱干化的含義熱干化的含義污泥熱干化技術(shù)是指利用熱介質(zhì)( 高溫?zé)煔狻⒄羝驅(qū)嵊偷? ，通過專門的工藝和設(shè)備，直接或間接加熱污泥，使污泥中全部或部分水分蒸發(fā)的一種工藝。污泥熱干化的意義污泥熱干化的意義含水率污水廠：左右，焚燒、堆肥：低于左右。 a.污泥干化可以降低污泥含水率b.剩余物質(zhì)穩(wěn)定，惡臭味和病原生物得到極大的去除，c.污泥體積減少，同時(shí)熱值提高，營(yíng)養(yǎng)成份保留d.可作為顆粒肥料，也可進(jìn)一步焚燒及土地改良。e.

3、其熱值可作為替代能源因此，污泥干化是污泥處理處置技術(shù)的前提和關(guān)鍵所在。熱干化處理的缺點(diǎn)熱干化處理的缺點(diǎn)處理成本高工藝操作復(fù)雜污泥熱干化技術(shù)的研究進(jìn)展Study progress on sludge thermal drying technology0301在上個(gè)世紀(jì)年代，美國(guó)、日本和歐洲國(guó)家就開始采用轉(zhuǎn)股干化技術(shù)。02年代末期，污泥熱干化研究也越來越成熟，干化設(shè)備不斷改進(jìn)，使污泥熱干化技術(shù)得到迅速發(fā)展和推廣。03年底歐盟國(guó)家已經(jīng)有家專業(yè)的污泥干化處理廠04年月英國(guó)頒布了世界上第一個(gè)關(guān)于污泥熱干化處理 廠設(shè) 計(jì)、運(yùn)行、管理方 面的標(biāo)準(zhǔn)國(guó)外熱干化技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)熱干化技術(shù)現(xiàn)狀 最近幾年又涌現(xiàn)出許多新興

4、低溫干化技術(shù)，但這些工藝距大規(guī)模工程應(yīng)用還需要做更多的改進(jìn)和優(yōu)化。上海某環(huán)保公司采用低溫真空干化技術(shù)，可在一套系統(tǒng)內(nèi)連續(xù)地一次性將脫水污泥含水率從降到以下。年底我國(guó)第一座采用污泥干化焚燒處理工藝的污水處理廠污泥熱干化技術(shù)The sludge thermal drying process04污泥熱干化根據(jù)熱介質(zhì)與污泥接觸方式可分為三類：01直接加熱式02間接加熱式03直接-間接聯(lián)合式01直接加熱式對(duì)流干化技術(shù)圖4-1 直接加熱式干化示意圖常用污泥直接熱干化技術(shù)轉(zhuǎn)鼓干化閃蒸式干化帶式干化01直接加熱式缺點(diǎn)1. 熱介質(zhì)與污泥直接接觸而受到污染，排出的廢蒸汽及廢水量大。2. 所需的熱傳導(dǎo)介質(zhì)體積龐大，

5、能量消耗大。3. 工藝復(fù)雜， 臭味控制較難 。優(yōu)點(diǎn)1. 傳熱效率較高，水分蒸發(fā)速率較高。2. 干化污泥含固率高達(dá) 85%95% 。02間接加熱式 傳導(dǎo)干化技術(shù) 圖4-2 間接加熱式干化示意圖常用污泥間接熱干化技術(shù)轉(zhuǎn)盤式干化立式多盤干化槳葉式干化優(yōu)點(diǎn)1. 介質(zhì)不局限于氣體，可用熱油等。2. 尾氣量較小，環(huán)保性能好。3. 粉塵濃度較低，含氧量較低。4. 電能及熱能消耗較小。缺點(diǎn)1. 傳熱效率較低。2. 水分蒸發(fā)速率較低。02間接加熱式 直接間接聯(lián)合熱干化是對(duì)流傳導(dǎo)熱干化技術(shù)的結(jié)合。03直接-間接聯(lián)合式技術(shù)代表流化床干化技術(shù)VOMM 渦輪薄層干化技術(shù)04污泥熱干化技術(shù)適應(yīng)性分析B安全性分析 A能耗分

6、析C環(huán)境友好性分析D靈活性分析A能耗分析0101熱能消耗 主要包括污泥升溫和水分汽化所需理論熱量及干化系統(tǒng)的熱能損失，約占運(yùn)行成本的 60%。0202電能消耗 主要包括干化系統(tǒng)、濕泥和干泥轉(zhuǎn)運(yùn)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)及熱源制熱系統(tǒng)，安全控制及照明系統(tǒng)等 。 能源消耗是干化工藝最重要的指標(biāo)，約占系統(tǒng)運(yùn)行成本 80%， 包括熱能和電能，以每 kg 水蒸發(fā)量的熱能消耗和電能消耗來衡量。 熱源類型、工藝類型及干化效率。 污泥粒度與粘度、污泥初始與最終含水率及熱介質(zhì)的加熱和冷凝等。影響因素優(yōu)先選擇附近可利用的余熱、廢熱，如熱電廠和焚燒站的煙氣。B安全性分析 污泥干化過程中存在粉塵爆炸的危險(xiǎn)；導(dǎo)熱油或者蒸汽等

7、熱源有泄漏和使人燙傷的危害；全干化的污泥可能會(huì)悶燃等。 污泥干化過程，污泥輸送、混合、篩分、粉碎、儲(chǔ)存等操作都會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。 粉塵粒徑越小，比表面積越大，越易 點(diǎn)燃，爆炸越強(qiáng)烈。 一般認(rèn)為污泥的粉塵爆炸濃度下限在 60 g/m3以內(nèi)?？刂品蹓m濃度 一定粉塵濃度條件下，氮?dú)?、二氧化碳 、蒸汽能引起燃燒的最低氧含量分別為5%，6%，10%左右。 粉塵易點(diǎn)燃，故降低系統(tǒng)中含氧量是避開風(fēng)險(xiǎn)的主要手段。 一般要求氧含量低于12%。 指干化系統(tǒng)中的水分含量。 當(dāng)含濕量達(dá)到一定程度時(shí)，即使粉塵濃度和氧含量再高，污泥也無法被點(diǎn)燃。 含濕量成為提高干化系統(tǒng)安全性的一個(gè)重要手段?？刂坪趿靠刂坪瑵窳緾環(huán)境友好

8、性分析 污泥中含有大量有機(jī)成分和有害物質(zhì)，在熱干化過程中，會(huì)釋放惡臭氣體，造成污染，根據(jù)污泥處理無害化原則，必須妥善處理。 根據(jù)污泥干化過程中BTEX的釋放特征實(shí)驗(yàn)研究，大部分 BTEX 在干化溫度高于 150 時(shí)開始釋放，并隨干化溫度升高，釋放量逐漸增加。因此，適宜的干化工藝，合理的干化溫度，可減少污泥有害物質(zhì)的釋放。 直接加熱干化技術(shù)可采用氣體循環(huán)回用設(shè)計(jì)； 間接加熱干化技術(shù)可采用閉路循環(huán)； 設(shè)置尾氣處理系統(tǒng)，防止干化廢氣的泄露。D靈活性分析 指干化技術(shù)在高效、穩(wěn)定地滿足干化產(chǎn)品含水率的前提下，適應(yīng)污泥的泥質(zhì)、初始含水率波動(dòng)的性能。 污泥來源不同，污泥初始含水率及污泥粒度、粘度等差別較大，

9、對(duì)干化工藝和設(shè)備的長(zhǎng)期、穩(wěn)定和安全運(yùn)行有較大影響。 如部分干化技術(shù)無法直接干化機(jī)械脫水的污泥，需采用干泥返混將含水率降到 50%左右后，再進(jìn)入干化機(jī)進(jìn)一步干化。 污泥干化是污泥資源化利用的第一步，而干化污泥含水率應(yīng)根據(jù)干化產(chǎn)品后續(xù)處置和利用的需求而定。即應(yīng)根據(jù)“以處置定干化”的原則，合理選擇污泥干化工藝。E常用污泥熱干化技術(shù)適應(yīng)性比較 小結(jié)：綜合考慮能耗、安全性、環(huán)境友好性和靈活性，推薦轉(zhuǎn)盤干化技術(shù)作為污泥干化 主導(dǎo)工藝，因其具有如下特點(diǎn)：能耗低；安全性高；環(huán)境友好；靈活性高。污泥熱干化設(shè)備Sludge thermal drying process equipment05轉(zhuǎn)鼓（筒）式干化設(shè)備5

10、.1轉(zhuǎn)鼓（筒）式干化設(shè)備5.1帶返料系統(tǒng)、直接加熱轉(zhuǎn)鼓式污泥干化系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)： 生產(chǎn)能力大，干燥時(shí)間短，出料含濕量低，由于物料在氣流中高度分散，顆粒的全部表面積為干燥的有效面積。缺點(diǎn)：能耗大，熱風(fēng)量大，冷凝水處理量大，投資運(yùn)行成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大。雙槳葉式干化工藝設(shè)備5.2雙槳葉式干化工藝設(shè)備5.2槳葉式干化機(jī)的特點(diǎn)：(1) 單位體積設(shè)備傳熱面大，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。(2) 由于無需空氣循環(huán)，設(shè)備內(nèi)部含氧量低，且工況較平和，工作溫度較低，裝置較為安全可靠。(3) 尾氣溫度高，能量可部分回收。(4) 出泥較靈活，既可實(shí)現(xiàn)半干化，也可實(shí)現(xiàn)全干化。雙槳葉式干化工藝設(shè)備5.2槳葉式干化機(jī)的

11、缺點(diǎn)：(1) 干燥器本身幾乎沒有軸向推力，物料機(jī)械清空存在難度。(2) 國(guó)內(nèi)各城市污水處理廠污泥含砂量普遍高于國(guó)外，例如重慶地區(qū)甚至可高達(dá)40%，即污泥與槳葉及內(nèi)壁接觸的面積約五分之二都是砂粒，其磨損的風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)大。(3) 換熱面容易結(jié)垢。流化床干化工藝設(shè)備5.3 著名流化床系統(tǒng)生產(chǎn)商有德國(guó)WABAG公司和安德里茨公司。 目前我國(guó)采用流化床干化技術(shù)干化污泥的主要有上海石洞口污水處理廠，日處理污泥超過 200 t，干化后含水率在 10%以下；北京市清河污水處理廠污泥干化系統(tǒng)，日處理污泥 400 t。流化床干化工藝設(shè)備5.3流化床干化工藝設(shè)備5.3工藝特性：(1) 整個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)低氧含量（0%3%體

12、積比）密閉的空氣回路中運(yùn)行，安全可靠，氧含量大大低于燃點(diǎn)。(2) 整個(gè)流化床干化機(jī)包括氣體回路系統(tǒng)均由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備組成（如風(fēng)扇、氣鎖閥、螺旋輸送、容器罐等），運(yùn)行和維護(hù)低成本。(3) 長(zhǎng)時(shí)間的停留以及自身的熱容量，保證了物料相同的干燥效果； (4) 尾氣量較小，冷凝廢水量也較小。流化床干化工藝設(shè)備5.3流化床工藝的缺點(diǎn)：(1) 流化床出泥含固率不能靈活調(diào)整，一般為92%左右，需對(duì)污泥進(jìn)行“返混”，增加設(shè)備投資。(2) 流化床中污泥處于快速流動(dòng)狀態(tài)，其不可避免的會(huì)與底部的金屬盤管發(fā)生劇烈摩擦，造成盤管的更換，如污泥含砂量高，其更換的周期將大大縮短，勢(shì)必增加設(shè)備投資，從而增加設(shè)備運(yùn)行費(fèi)。污泥熱干化系統(tǒng)

13、Sludge thermal drying process system06 系統(tǒng)組成6.1污泥熱干化系統(tǒng)進(jìn)料及預(yù)處理裝置干燥產(chǎn)物預(yù)處理及處理裝置干燥器空氣污染及臭氣控制裝置熱發(fā)生器A熱發(fā)生器任何熱干燥系統(tǒng)都需要利用外部能量來加熱干燥介質(zhì)。A直接干燥系統(tǒng)：加熱的干燥介質(zhì)一般為空氣。C間接干燥系統(tǒng)：加熱的干燥介質(zhì)可以是熱油、蒸汽等。B 焚燒后高溫?zé)煔?、過熱蒸汽及某些系統(tǒng)排出的尾氣中都含有大量的可利用余熱。 熱發(fā)生器通常是一個(gè)柱狀的耐火室，它的前端有燃料燃燒器。熱介質(zhì)通常在特定的容器內(nèi)加熱。B進(jìn)料預(yù)處理及處置裝置每個(gè)熱干燥系統(tǒng)都需要在物料進(jìn)入系統(tǒng)之前進(jìn)行預(yù)處理。剩余污泥機(jī)械脫水干燥器系統(tǒng)中再循環(huán)的

14、干燥物質(zhì)混合混合器單傳動(dòng)軸雙傳動(dòng)軸C干燥產(chǎn)物的預(yù)處理及處置裝置以生產(chǎn)柱狀顆粒產(chǎn)物為主的現(xiàn)代熱干燥系統(tǒng)中，柱狀顆粒產(chǎn)物（干燥產(chǎn)物的TS90%）被排出后通常要進(jìn)行以下處理：干燥顆粒產(chǎn)物具有良好的分離效果、尺寸合適的顆粒冷卻到30后貯存出售細(xì)小的顆粒返回到混合器中參與再循環(huán)尺寸過大的顆粒粉碎D空氣污染及臭氣控制裝置在加熱干燥處理系統(tǒng)中，對(duì)于粉塵及氣體污染物如臭氣等成分的控制是十分必要的。特別是空氣污染越來越嚴(yán)重、臭氣排放要求日趨嚴(yán)格的今天，采取相應(yīng)的措施是必不可少的。除粉塵的裝置旋風(fēng)分離器；纖維膜、濕式洗滌；再焚燒。臭氣污染控制化學(xué)洗滌法，如采用氧化劑硫酸、苛性鈉、次氯酸鈉等氧化劑來控制氨氣、硫化氫

15、及某些惡臭有機(jī)氣體；采用二次燃燒器使有機(jī)廢氣及臭氣排放得到顯著改善。污泥熱干化系統(tǒng)工藝實(shí)例分析Of sludge thermal drying technology engineering examples analysis07工程背景介紹7.1污泥處理工藝：污泥熱干化焚燒處理。熱源：采用熱電站產(chǎn)生的飽和蒸汽作為干化熱源。干化污泥去處：半干化后的污泥運(yùn)至熱電站與燃煤混合焚燒處置。工程規(guī)模：處理污泥量 20 t/d 。工程所在地：靖江市城市污水處理廠 污水來源：靖江市城南工業(yè)園區(qū)廢水和城區(qū)生活污水。工程概況造粒盤式干化，又叫新型珍珠工藝污泥首先經(jīng)機(jī)械脫水至含水率左右后，泵送至造粒干化機(jī)中熱干化至

16、含水率，后送至熱電站焚燒處置。流程如圖7-1所示。工藝流程7.2圖7-1 污泥半干化+焚燒處理工藝流程 如圖7-2所示為間接加熱污泥立式造粒圓盤干化設(shè)備工藝原理。該設(shè)備采用二級(jí)處理工藝，前一級(jí)為造粒干化系統(tǒng)，造粒后的污泥顆粒直接落入圓盤式二級(jí)干化系統(tǒng)，造粒干化部分和圓盤干化部分采用垂直疊加式。工藝原理7.3圖 7-2 新型珍珠工藝設(shè)備原理示意（疊加式） 工藝原理7.3圖 7-3 單組切割齒輪造粒工藝原理 造粒干化系統(tǒng)工藝原理如圖7-3所示。工藝原理7.3圓盤干化系統(tǒng)工藝原理如圖7-4所示。圖 7-4 圓盤干化工藝原理廢氣處理系統(tǒng)7.4旋風(fēng)除塵器生物除臭冷凝器化學(xué)除臭除塵溫度由溫度由110降至降

17、至45左右，左右，廢氣中主要為廢氣中主要為2、及及低分子有機(jī)酸等組成的不凝氣低分子有機(jī)酸等組成的不凝氣體。體。酸液噴淋堿液噴淋酸液噴淋堿液噴淋化學(xué)藥劑氧化化學(xué)藥劑氧化去除少量有機(jī)污染物去除少量有機(jī)污染物廢氣通過15高排氣筒排放其他輔助系統(tǒng)7.5其他輔助系統(tǒng)蒸汽分包調(diào)壓系統(tǒng)廢水冷卻系統(tǒng)疏水冷卻系統(tǒng)干污泥料倉(cāng)新型珍珠工藝的優(yōu)缺點(diǎn)7.6設(shè)備運(yùn)行過程中粉塵產(chǎn)生量少。設(shè)備數(shù)量少，流程簡(jiǎn)單，適應(yīng)我國(guó)城市污水污泥含砂量大、組分復(fù)雜等特性。設(shè)備運(yùn)行方式靈活，可根據(jù)污泥產(chǎn)品需要進(jìn)行設(shè)備組合或拆分。ABC優(yōu)點(diǎn)新型珍珠工藝的優(yōu)缺點(diǎn)7.6系統(tǒng)停車檢修維護(hù)時(shí)，需將部分切割齒輪吊出腔體維護(hù)，以防止污泥長(zhǎng)時(shí)間冷卻后對(duì)齒輪凹槽堵塞形成板結(jié)。造