污泥干化技術(shù)分類及簡(jiǎn)介
【天津純水設(shè)備http://www.tykaixuan.com】我國(guó)大規(guī)模建設(shè)污水水處理廠，但污泥處理處置一直被忽視。污泥處置最大的瓶頸是干化減量，高成本一直是困擾行業(yè)的一個(gè)難題。近年來(lái)污水污泥干化技術(shù)發(fā)展迅速，下面介紹幾種重要的污泥干化技術(shù)，供大家參考。
1 概述
污水在處理的過(guò)程中將大部分污染物均轉(zhuǎn)化到了污泥里，因此污泥中含有覆蓋面極廣的各類污染物，包括各種重金屬、微量高毒性有機(jī)物(PCBs、AOX等)、大量細(xì)菌、病毒體和寄生蟲(chóng)卵等致病微生物，如不妥善處理，將會(huì)引發(fā)環(huán)境衛(wèi)生和污染問(wèn)題，易造成二次污染，我國(guó)大規(guī)模建設(shè)污水水處理廠，但污泥處理處置一直被忽視，近年來(lái)污水干化技術(shù)發(fā)展迅速，下面就介紹幾種當(dāng)前主流的污泥干化工藝技術(shù)。
2 污泥干化設(shè)備的類型
2.1 按熱介質(zhì)與污泥接觸的方式可分為：
2.1.1 直接加熱式：將燃燒室產(chǎn)生的熱氣與污泥直接進(jìn)行接觸混合，使污泥得以加熱，水分得以蒸發(fā)并最終得到干污泥產(chǎn)品，是對(duì)流干化技術(shù)的應(yīng)用；
2.1.2 間接加熱式：將燃燒爐產(chǎn)生的熱氣通過(guò)蒸氣、熱油介質(zhì)傳遞，加熱器壁，從而使器壁另一側(cè)的濕污泥受熱、水分蒸發(fā)而加以去除，是傳導(dǎo)干化技術(shù)的應(yīng)用；
2.1.3 “直接一間接”聯(lián)合式干燥：即是"對(duì)流—傳導(dǎo)技術(shù)"的結(jié)合。
2.2 按設(shè)備的形式分為：
攤鋪式、轉(zhuǎn)鼓式、轉(zhuǎn)盤式、帶式、螺旋式、離心干化機(jī)、噴淋式多效蒸發(fā)器、流化床、多重盤管式、薄膜式、漿板式等多種形式。
2.3 按干化設(shè)備進(jìn)料方式和產(chǎn)品形態(tài)大致分為兩類：
一種是采用干料返混系統(tǒng)，濕污泥在進(jìn)料前先與一定比例的干泥混合，然后才進(jìn)入干燥器，產(chǎn)品為球狀顆粒，是干化、造粒結(jié)合為一體的工藝；另一種是濕污泥直接進(jìn)料，產(chǎn)品多為粉末狀。
3 工作原理和工藝流程
3.1 直接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)
工作原理是：脫水后的污泥從污泥漏斗進(jìn)入混合器，按比例充分混合部分已經(jīng)被干化的污泥，使干濕混合污泥的含固率達(dá)50%～60%，然后經(jīng)螺旋輸送機(jī)運(yùn)到三通道轉(zhuǎn)鼓式干燥器中。
在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)與同一端進(jìn)入的流速為1.2-1.3m/s、溫度為700℃左右的熱氣流接觸混合集中加熱，經(jīng)25min左右的處理，烘干后的污泥被帶計(jì)量裝置的螺旋輸送機(jī)送到分離器，在分離器中干燥器排出的濕熱氣體被收集進(jìn)行熱力回用，帶污染的惡臭氣體被送到生物過(guò)濾器處理達(dá)到符合環(huán)保要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，從分離器中排出的干污泥其顆粒度可以被控制，再經(jīng)過(guò)篩選器將滿足要求的污泥顆粒送到貯藏倉(cāng)等候處理。
干化的污泥干度達(dá)92%以上或更高。干燥的污泥顆粒直徑可控制在1-4mm，這主要考慮了用干燥的污泥作為肥料或園林綠化的可能性。細(xì)小的干燥污泥被送到混合器中與濕污泥混合送入轉(zhuǎn)鼓式干燥器，用于加熱轉(zhuǎn)鼓干燥器的燃燒器可使用沼氣、天然氣或熱油等為燃料。
分離器將干燥的污泥和水汽進(jìn)行分離，水汽幾乎攜帶了污泥干燥時(shí)所耗用的全部熱量，這部分熱量需要充分回收利用。因此水汽要經(jīng)過(guò)冷凝器，冷凝器冷卻水入口溫度為20℃，出水溫度為55℃，被冷卻的氣體送到生物過(guò)濾器處理完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
該干化系統(tǒng)特點(diǎn)是：在無(wú)氧環(huán)境中操作，不產(chǎn)生灰塵，干化污泥呈顆粒狀，粒徑可以控制，采用氣體循環(huán)回用設(shè)計(jì)減少了尾氣的處理成本。
3.2 間接加熱轉(zhuǎn)鼓干化技術(shù)
如圖2是濕污泥直接進(jìn)料、間接加熱轉(zhuǎn)鼓干化系統(tǒng)工藝流程圖。
脫水后的污泥輸送至干化機(jī)的進(jìn)料斗，經(jīng)過(guò)螺旋輸送器送至干化機(jī)內(nèi)，螺旋輸送器可變頻控制定量輸送。干化機(jī)由轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿組成，轉(zhuǎn)鼓通過(guò)燃燒爐加熱，轉(zhuǎn)鼓最大轉(zhuǎn)速為1.5r/min。
翼片螺桿通過(guò)循環(huán)熱油傳熱，最大轉(zhuǎn)速 為0.5 r/min。轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿同向或反向旋轉(zhuǎn)，污泥可連續(xù)前移進(jìn)行干化，轉(zhuǎn)鼓沿長(zhǎng)度方向分布為三個(gè)燃燒爐溫度區(qū)域，分別為370℃，340℃和85℃。翼片螺桿內(nèi)的熱油溫度為315℃。
轉(zhuǎn)鼓經(jīng)抽風(fēng)，其內(nèi)部為負(fù)壓，水汽和塵埃無(wú)法外逸。污泥經(jīng)轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿推移和加熱被逐步烘干并磨成粒狀，在轉(zhuǎn)鼓后端低溫區(qū)經(jīng)過(guò)S形空氣止回閥由干泥螺桿輸送器送至儲(chǔ)存?zhèn)}。污泥蒸發(fā)出的水汽通過(guò)系統(tǒng)抽風(fēng)機(jī)送至冷凝和洗滌吸附系統(tǒng)。
該干化系統(tǒng)的特點(diǎn)是：流程簡(jiǎn)單，污泥的干度可控制，干化器終端產(chǎn)物為粉末狀。
3.3 離心干化技術(shù)（即脫水干化一體機(jī)）
如圖3是離心干化機(jī)系統(tǒng)工藝流程圖。
稀污泥自濃縮池或消化池進(jìn)入離心干化機(jī)，干化機(jī)內(nèi)的離心機(jī)對(duì)污泥進(jìn)行脫水，經(jīng)機(jī)械離心脫水后的污泥呈細(xì)粉狀從離心機(jī)卸料口高速排出，高熱空氣以適當(dāng)?shù)姆绞揭氲诫x心干化機(jī)的內(nèi)部，遇到細(xì)粉狀的污泥并以最短的時(shí)間將其干化到含固率80%左右。
干化后的污泥顆粒經(jīng)氣動(dòng)方式以70℃的溫度從干化機(jī)排出，并與濕廢氣一起進(jìn)入旋流分離器進(jìn)行分離。一部分濕廢氣進(jìn)入洗滌塔，在洗滌塔中濕廢氣中的大部分水分被冷凝析出，凈化后的廢氣以40℃的溫度離開(kāi)洗滌塔。
該干化系統(tǒng)的特點(diǎn)是：流程簡(jiǎn)單， 省去了污泥脫水機(jī)及從脫水機(jī)至干化機(jī)的存儲(chǔ)、輸送、運(yùn)輸裝置。
3.4 間接式多盤干燥技術(shù)（珍珠工藝）
其工作原理是：機(jī)械脫水后的污泥（含固率25%～30%）送入污泥緩沖料倉(cāng)，然后通過(guò)污泥泵輸送至涂層機(jī)，在涂層機(jī)中再循環(huán)的干污泥顆粒與輸入的脫水污泥混合，干顆粒核的外層涂上一層濕污泥后形成顆粒，這個(gè)涂敷過(guò)程非常重要, 內(nèi)核是干的（含固率＞90%），外層是一層濕污泥，涂覆了濕污泥的顆粒被送入硬顆粒造粒機(jī)（多盤干燥器），被倒入造粒機(jī)上部，均勻的散在頂層圓盤上。
通過(guò)與中央旋轉(zhuǎn)主軸相連的耙臂上的耙子的作用，污泥顆粒在上層圓盤上作圓周運(yùn)動(dòng)。污泥顆粒從造粒機(jī)的上部圓盤由重力作用直至造粒機(jī)底部圓盤，顆粒在圓盤上運(yùn)動(dòng)時(shí)直接和加熱表面接觸干化。污泥顆粒逐漸增大，類似于蚌中珍珠的形成過(guò)程，最終形成堅(jiān)實(shí)的顆粒故也叫珍珠工藝。
干燥后的顆粒溫度90℃，粒徑為14mm，離開(kāi)干燥機(jī)后由斗式提升機(jī)向上送至分離料斗，一部分被分離出再循環(huán)回涂層機(jī)，同時(shí)剩余的顆粒進(jìn)入冷卻器冷卻至40°送入顆粒儲(chǔ)料倉(cāng)。
污泥干燥過(guò)程所需的能量由熱油傳遞，溫度介于260～230℃的熱油在干燥機(jī)內(nèi)中空的圓盤內(nèi)循環(huán)，從干燥機(jī)排出的接近115℃的蒸汽冷凝，經(jīng)熱交換器冷凝后的熱水溫度為50～60℃。
此間接式多盤干燥器也叫造粒機(jī)，立式布置多級(jí)分布，間接加熱。
特點(diǎn)：干燥和造粒過(guò)程氧氣濃度＜2%，避免了著火和爆炸的危險(xiǎn)性。顆粒呈圓形、堅(jiān)實(shí)、無(wú)灰塵且顆粒均勻、具有較高的熱值可作為燃料，尾氣經(jīng)冷凝、水洗后送回燃燒爐，將產(chǎn)生臭味的化合物徹底分解，所以其尾氣能滿足很嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
3.5 流化床污泥干化技術(shù)
如圖5為流化床污泥系統(tǒng)工藝流程框圖。
其工作原理是：脫水污泥送至污泥計(jì)量?jī)?chǔ)存?zhèn)}，然后用污泥泵將污泥送至流化床污泥干燥機(jī)中的進(jìn)料口并將污泥進(jìn)行分配。流化床污泥干燥機(jī)從底部到頂部基本由三部分組成，在干燥機(jī)的最下面是風(fēng)箱，用于將循環(huán)氣體分送到流化床裝置的不同區(qū)域，其底部裝有一塊特殊的氣體分布板，用來(lái)分送惰性流化氣體。
在中間段，用于蒸發(fā)水的熱量將通過(guò)加熱熱油送入流化床內(nèi)。最上部為抽吸罩，用來(lái)使流化的干顆粒脫離循環(huán)氣體，而循環(huán)氣體帶著污泥細(xì)粒和蒸發(fā)的水分離開(kāi)干燥機(jī)。在干燥機(jī)內(nèi)干燥溫度85℃，產(chǎn)生的污泥顆粒被循環(huán)氣體流化并產(chǎn)生激烈的混合。
由于流化床內(nèi)依靠其自身的熱容量，滯留時(shí)間長(zhǎng)和產(chǎn)品數(shù)量大，因此，即使供料的質(zhì)量或水分有些波動(dòng)也能確保干燥均勻，用循環(huán)的氣體將污泥細(xì)粒和灰塵帶出流化層，污泥顆粒通過(guò)旋轉(zhuǎn)氣鎖閥送至冷卻器，冷凝到小于40℃，通過(guò)輸送機(jī)送至產(chǎn)品料倉(cāng)。
灰塵、污泥細(xì)粒與流化氣體在旋風(fēng)分離器分離，灰塵、污泥細(xì)粒通過(guò)計(jì)量螺旋輸送機(jī)，從灰倉(cāng)輸送到螺旋混合器。在那里灰塵與脫水污泥混合并通過(guò)螺旋輸送機(jī)再送回到流化床干燥機(jī)。干燥機(jī)系統(tǒng)和冷卻器系統(tǒng)的流化氣體均保持在一個(gè)封閉氣體回路。
循環(huán)氣體將污泥細(xì)粒和蒸發(fā)的水分帶離流化床干燥機(jī)。污泥細(xì)粒在旋風(fēng)分離器內(nèi)分離，而蒸發(fā)的水分在一個(gè)冷凝洗滌器內(nèi)采用直接逆流噴水方式進(jìn)行冷凝。蒸發(fā)的水分以及其它循環(huán)氣體從85℃左右冷卻為60℃，然后冷凝，冷凝下來(lái)的水離開(kāi)循環(huán)氣體流回到污水處理區(qū)，冷凝器中干凈而冷卻的流化氣體又回到干燥機(jī)，干化污泥由冷卻回路氣體卻冷到低于40℃。
該干化系統(tǒng)的特點(diǎn)是：無(wú)返料系統(tǒng)，間接加熱，干燥機(jī)本身無(wú)動(dòng)部件，故幾乎無(wú)需維修，但干化顆粒的粒徑無(wú)法控制。
3.6 磚瓦廠余熱烘干污泥技術(shù)。
目前窯爐制磚工藝以傳統(tǒng)的黏土配料燒制為主，主流工藝為：將黏土、粉煤灰、頁(yè)巖等按比例添加后，通過(guò)破碎系統(tǒng)破碎呈粉末狀，按比例添加攪拌均勻后進(jìn)行陳化，陳化好的原料送入制磚機(jī)進(jìn)行壓制成型，經(jīng)過(guò)自動(dòng)碼垛后進(jìn)入窯爐燒制成品。此生產(chǎn)過(guò)程需消耗大量資源及能源，成品燒制需煤燃燒產(chǎn)生大量高溫進(jìn)行焙燒，為保證成品質(zhì)量窯爐內(nèi)高溫降低到一定低溫后需引出窯爐，引出窯爐后的熱空氣約300℃，為保證尾氣處理系統(tǒng)的安全，余熱需要冷卻塔降溫至約100℃以下，才能進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)，這樣大量熱量被白白浪費(fèi)掉。
為充分利用能源，節(jié)約生產(chǎn)成本，在窯爐高溫余熱可接入的地方采用太陽(yáng)能與高溫余熱綜合利用對(duì)廠區(qū)所在地的市政或生活污泥進(jìn)行干化處理，干化后的污泥含水率降低，可作為制磚原材料進(jìn)行資源化利用，該技術(shù)是在太陽(yáng)能污泥干化的基礎(chǔ)上，通過(guò)開(kāi)發(fā)窯爐高溫余熱熱能共同加速污泥內(nèi)水分的蒸發(fā)；該工藝符合國(guó)家節(jié)能減排的政策，在減少能源浪費(fèi)的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)資源的更大價(jià)值的利用，滿足可持續(xù)發(fā)展要求，對(duì)建設(shè)地起到良好的環(huán)境效益；該技術(shù)工藝以運(yùn)行成本低、操作簡(jiǎn)單、污泥含水率低、維護(hù)保養(yǎng)容易等特點(diǎn)，得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。
除上述外還有閃蒸式干燥器、螺旋式干燥機(jī)、薄膜干燥器、噴霧式干化器、多效蒸發(fā)器、微波干化器、帶式干燥機(jī)、多床干燥器等，同一類型的干化設(shè)備在不同的生產(chǎn)廠家也各有其特點(diǎn)。其中，比較先進(jìn)的工藝技術(shù)還有太陽(yáng)能污泥干化技術(shù)、低溫?zé)岜酶苫夹g(shù)等等，有興趣的朋友可以點(diǎn)擊下面鏈接獲取詳細(xì)技術(shù)資料。天津純水設(shè)備，天津水處理設(shè)備，天津去離子水設(shè)備。
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