污泥干化工程薄層干化技術

　　一、污泥干化技術

　　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際工程實踐中有諸多限制條件，不同滿足當代綠色環(huán)保的需求。與此同時，污泥干化焚燒的處置方式在西方國家已經(jīng)得到了廣泛的應用，工程實例非常之多。因此污泥干化焚燒技術已經(jīng)成為現(xiàn)階段最主要的污泥處置方案之一。

　　污泥干化焚燒技術主要分為兩塊：污泥干化與污泥焚燒。污泥干化技術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行換熱，污泥中的水分會被蒸發(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用。接下來介紹的工程實例采取技術的就是蒸汽污泥干化法，污泥干化機采用薄層干化機，可以實現(xiàn)連續(xù)進料和出料，并同時具有效率高、能耗低等優(yōu)點。

　　二、工程背景及概況

　　隨著城市規(guī)模不斷擴大，城市污水量逐年增加，水污染治理工程的大規(guī)模建設以及污水處理要求的提高，伴隨而來的污泥處理處置問題也日益突出，亟待解決。近年來，污泥干化技術因為能夠?qū)崿F(xiàn)濕污泥的減量化而被廣泛應用。為了實現(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，達到節(jié)能減排和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的目的。本工程采用薄層干化機作為主要工藝設備實現(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，干化后的污泥運往發(fā)電廠進行發(fā)電，充分達到了綠色循環(huán)經(jīng)濟的目的。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，薄層污泥干化機運行需要的蒸汽由發(fā)電廠提供，蒸汽在薄層干化機內(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)在薄層干化機內(nèi)被干化，干化后的污泥含水率為30%~40%，并通過卸料裝置將干污泥運輸至干污泥貯存?zhèn)}。干污泥貯存?zhèn)}的干污泥累積到一定的量時通過電動閘閥卸料至自卸式汽車，然后運至發(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，然后通過風機抽至除臭反應器內(nèi)進行除臭。濕污泥的接收、儲存過程散發(fā)的廢氣也通過抽風機進入除臭反應器內(nèi)進行除臭，氣體達標后通過煙囪排放。

　　3.2薄層干化機的干化過程

　　本工程的核心在于污泥干化機的長期穩(wěn)定運行。采用的干化機形式為薄層干化機，其主要組成包括加熱夾套、轉子、轉子葉片、轉子驅(qū)動裝置、軸密封裝置。進入薄層干化機中的污泥被轉子分布于熱壁表面，轉子上的漿葉在對熱壁表面的污泥反復翻混的同時，向前輸送到出泥口，在此過程中，濕污泥中水分被蒸發(fā)。薄層干化機的加熱層采用內(nèi)襯耐磨高強度結構鋼復層材料，其他與污泥接觸的不加熱部分采用碳鋼加防腐材料。

　　在干化過程中產(chǎn)生的混合高溫氣體在干化機內(nèi)部與污泥逆向運動，由污泥進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行水洗降溫，經(jīng)過液滴分離器，通過廢氣引風機排出干化系統(tǒng)，尾氣冷凝水和噴淋水送入污水廠重新處理。通過工程實踐發(fā)現(xiàn)濕污泥在干化的過程中，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，為了防止整個系統(tǒng)出現(xiàn)臭氣或者粉塵泄漏，將廢氣引風機使整個干化系統(tǒng)處于負壓狀態(tài)，這樣可以有效避免了管道內(nèi)物料的溢出。

　　3.3除臭過程

　　濕污泥成分復雜，容易散發(fā)出濃度高的臭氣，因此本工程的另一個核心問題就是除臭工藝。本工程惡臭污染源來自濕污泥接受倉、濕污泥接收車間、濕污泥儲料倉、干污泥存儲倉、污泥帶式密閉輸送機、干化車間、干化廢氣等。按惡臭氣體源強的不同又可分為兩類，第一類為高強度的惡臭氣體，另一類是低強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、有機硫化物、胺類等微量有機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《惡臭污染物排放標準》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)行廠界二級標準，指標如表1所示。

　　濕污泥接受倉、濕污泥儲料倉、干污泥存儲倉內(nèi)都會由于污泥停留而產(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)輸送過程中，污泥皮帶輸送機采用密封處理，密封空間內(nèi)同樣會產(chǎn)生較高濃度的臭氣，通過外接管道和臭氣風機將該部分臭氣收集。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。

　　污泥接收倉是外來污泥由此進入干化系統(tǒng)的入口，污泥接收倉閘門會在接受時開啟，臭氣將從此處大量溢漏;干化廢氣也會將部分臭氣溢漏到干化車間中，兩者均是臭氣的主要擴散空間，其臭氣濃度較臭氣產(chǎn)生源相對較低，但其空間較大，也是除臭的重點之一。本工程系統(tǒng)臭氣處理量匯總如表2所示。

　　因為臭氣的主要成分為酸性氣體H2S與堿性氣體NH3，因此本工程采用先酸洗后堿洗的方法進行除臭。惡臭氣體被收集后，由離心風機抽出，惡臭氣體經(jīng)過尺寸為φ3.0m×6.0m的硫酸洗滌噴淋塔，然后再經(jīng)過尺寸為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物(包括三甲胺與甲硫醚等)。經(jīng)過除臭工藝后，惡臭氣體的各組分濃度滿足排放標準，由煙囪直接排放。

　　四、結論

　　本工程利用薄層干化技術對污泥廢棄物進行減量化，污泥的體積可減少70%。干化后的干污泥運至發(fā)電廠進行焚燒發(fā)電，充分達到了循環(huán)經(jīng)濟的目的。污泥干化處理過程中產(chǎn)生的臭氣經(jīng)過除臭系統(tǒng)，最終達標排放。

　　本工程采用的先進處理技術和商業(yè)模式是可復制的，可以在全國范圍內(nèi)快速推廣，達到污泥綠色處理的目的。同時也驗證了薄層干化技術在污泥干化工程中的應用是完全可行的。（來源：上海巴安水務股份有限公司）