城市污泥干化處理技術研究立式多盤乾燥器更為理想

知識 07-13

北極星節能環保網訊:引言中國城市污水治理率由1995年的19.4%上升到2000年的47%，這個趨勢還會在今後幾年裡繼續保持。即使發展了新的污水處理技術，以最大限度地減少污泥的產生，污泥產量不斷增加的趨勢仍是不可阻止的。

污泥的成分非常複雜，含有很多病原微生物、寄生蟲卵及重金屬等，必須進行適當的處理，才能保證污水的處理效果，避免更嚴重的二次污染。我國現階段污泥的處置方法普遍是堆積，填埋。這些污泥的堆放不僅佔用了大量的土地，而且還將對環境產生巨大的危害。用最先進的技術對污泥進行無害化處理，使其達標排放回歸大自然，這將是目前急待解決的課題;同時也將實現污水廠對污水、污泥徹底處理，不再留尾巴。

污泥焚燒需要耗費大量重油而不經濟，並造成大氣污染，浪費資源，焚燒這種不得已而為之的方法已越來越不被人們採用。但可以採用高溫堆肥技術對城市污泥進行無害化處理，但由於堆肥佔地面積大，處理時間長，所以歐洲等發達國家現逐漸採用污泥干化技術處理污泥，使污泥處理達到工廠化、自動化、高效化等特點。

1、污泥干化方法比較

1.1滾筒干化器

滾筒干化器是一個水平直接干化系統。煙氣在爐膛內加熱後輸入乾燥器，和濕污泥直接接觸，完成熱交換。這套系統有三個主要不足：含氧量高，有失火和爆炸的危險;大量氣體被送入氣味控制系統，氣體消耗量大：能耗高。

1.2流化床

在流化床乾燥器的整個底部斷面均勻地吹進流化氣體，使其內部形成流化層。隨著污泥逐漸干化，密度減小，升到上部，然後隨上部抽走的氣體而抽出流化床。因污泥的成分決定其流化特性，這套系統對污泥的成分變化非常敏感，常導致流化床內的熱交換不能順利進行。化床及管道的磨損很嚴重。這套系統的能耗也很高。

1.3薄膜干化器

這套間接干化系統可跨越塑性階段來干化污泥。污泥被投入快速旋轉的機器中(一般轉速為100RPM，外徑線速度為8M/S。污泥被甩到殼體的內壁上，形成一層薄膜，殼體外部通入蒸汽或熱油加熱乾燥污泥。刀片將污泥刮下來，送出干化器。當污泥乾性成分大於80%時，設備磨損很嚴重。目前污泥干化很少採用此形式。

1.4卧式圓盤干化器

圓盤式干化機只能採用蒸汽這種標準加熱介質，設計壓力在蒸汽一側正常達到8-12巴，它的構造為一個固定體形成一個水平外殼，其內部旋轉部分由一個管狀空心軸，軸上固定一些空盤，盤中充滿蒸汽等組成，還有一些攪拌葉片用於輸送物料。熱媒介通過中心軸進入圓盤，同時被分配到旋轉體中，其原理是由於冷凝產生真空使其流動，因此每個盤充滿蒸汽，保證具有完全的加熱表面，使其達到最大溫度。該方法的缺點：干化產品的含塵量極大，須另加單獨的造粒系統。用於完全乾化時，設備極易磨損。由於我國污泥中含砂量大，對設備磨損嚴重。使用壽命只能達到2萬小時。

2、立式多盤乾燥器的研究

採用晶核塗層式造粒技術，利用污泥特殊的蒸發曲線，製備城市污水污泥的硬質顆粒，使污水處理廠在實現污水達標排放的同時，能安全無二次污染，並且節約能源，生產污泥顆粒化產品是本項目的基本原理。現分析如下：

2.1污泥蒸發脫水特徵

經過實驗及研究分析得出：污泥干化能耗與污泥含水率的關係曲線，詳見圖1。

城市污泥干化處理技術研究立式多盤乾燥器更為理想

由圖1可見脫水污泥含水率由80%到60%這一段，所消耗能量小，同樣含水率在35%以下繼續干化消耗能量也小。污泥在含水率60%-35%之間，為污泥的塑性階段，這階段污泥的流體特性類似膠水，膠狀，粘稠，很難處置，這階段干化消耗能量急劇增加，並且很難干化。根據上述特性，干化污泥要避開污泥塑性階段。要充分利用污泥干化特性，盡量在含水率60%以上，35%以下干化，我們把含水率80%-60%之間干化叫半干化，含水率35%以下烘乾為完全乾化。

本研究的關鍵技術是分別採用完全乾化方式，對城市污水污泥進行顆粒化。因而，該技術有明顯的節能效果，可稱之為高效污泥干化技術。

2.2 晶核塗層技術

再循環的干化後的小顆粒，在外層不斷塗覆機械脫水濕污泥薄層。已經干化的物質形成一個內核，濕污泥不斷塗覆，從而形成顆粒。這個顆粒形成的過程十分重要，因為塗覆後的顆粒外面是濕的，而內部卻是乾的，送入干化機後將完全乾化。

採用晶核塗層技術的主要優點：克服污泥粘結特性，由於有晶核支持，到粉碎分離，不會越攪越粘。"增大蒸發表面積，提高熱效率。避免傳統污泥烘乾中形成的巧克力夾心式顆粒，即外表干化，裡面心是軟的，不易進一步干化的狀態，詳見圖2。

城市污泥干化處理技術研究立式多盤乾燥器更為理想

2.3 立式多盤干化機工藝研究

通過對污泥干化的所有流程的研究，其設計工藝流程圖如圖3所示。

污水廠的污泥運輸到污泥處理廠，傾倒在「污泥接收槽」中，污泥通過「污泥接收槽」底部的破拱裝置及多螺旋污泥輸送機輸送到「污泥儲存倉」中，通過污泥儲存倉底部的破拱裝置及污泥泵輸送到「污泥塗層機」與回填料(含水率為10%)的混合，該設備保證混合均勻，位於盤式乾燥機的頂部。塗層機內，再循環的干化後的小顆粒，在外層不斷塗覆機械脫水濕污泥薄層。已經干化的物質形成一個內核，濕污泥不斷塗覆，從而形成顆粒。這個顆粒形成的過程十分重要，因為塗覆後的顆粒外面是濕的而內部卻是乾的，送入造粒機後將會完全乾化。使含水率達到35%從而避開污泥的塑性階段，進入該盤式乾燥機。

2.4 工作原理及結構

立式多盤干化機是一個間接的預混合立式多級轉盤造粒機，是干化和造粒一步完成的工藝。產出的顆粒乾性成分可達90%。圖4為乾燥器工作原理圖。

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