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)工藝實例分析07污泥熱干化技術(shù)的研究進(jìn)展03我國的污泥現(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，同時熱值提高，營養(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。熱干化處理的缺點熱干化處理的缺點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在上個世紀(jì)年代，美國、日本和歐洲國家就開始采用轉(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年底歐盟國家已經(jīng)有家專業(yè)的污泥干化處理廠04年月英國頒布了世界上第一個關(guān)于污泥熱干化處理 廠設(shè) 計、運行、管理方 面的標(biāo)準(zhǔn)國外熱干化技術(shù)現(xiàn)狀國內(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)運倉儲系統(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；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悶燃等。 污泥干化過程，污泥輸送、混合、篩分、粉碎、儲存等操作都會產(chǎn)生大量粉塵。 粉塵粒徑越小，比表面積越大，越易 點燃，爆炸越強烈。 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，氮氣 、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。 粉塵易點燃，故降低系統(tǒng)中含氧量是避開風(fēng)險的主要手段。 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，即使粉塵濃度和氧含量再高，污泥也無法被點燃。 含濕量成為提高干化系統(tǒng)安全性的一個重要手段。控制含氧量控制含濕量C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的釋放特征實驗研究，大部分 BTEX 在干化溫度高于 150 時開始釋放，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； 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、對干化工藝和設(shè)備的長期、穩(wěn)定和安全運行有較大影響。 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：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： 生產(chǎn)能力大，干燥時間短，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：能耗大，熱風(fēng)量大，冷凝水處理量大，投資運行成本高，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：(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，既可實現(xiàn)半干化，也可實現(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：(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) 國內(nèi)各城市污水處理廠污泥含砂量普遍高于國外，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WABAG公司和安德里茨公司。 目前我國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) 整個系統(tǒng)在一個低氧含量（0%3%體

12、積比）密閉的空氣回路中運行，安全可靠，氧含量大大低于燃點。(2) 整個流化床干化機(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），運行和維護(hù)低成本。(3) 長時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：(1) 流化床出泥含固率不能靈活調(diào)整，一般為92%左右，需對污泥進(jìn)行“返混”，增加設(shè)備投資。(2) 流化床中污泥處于快速流動狀態(tài)，其不可避免的會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，勢必增加設(shè)備投資，從而增加設(shè)備運行費。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)混合混合器單傳動軸雙傳動軸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)備采用二級處理工藝，前一級為造粒干化系統(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)干污泥料倉新型珍珠工藝的優(yōu)缺點7.6設(shè)備運行過程中粉塵產(chǎn)生量少。設(shè)備數(shù)量少，流程簡單，適應(yīng)我國城市污水污泥含砂量大、組分復(fù)雜等特性。設(shè)備運行方式靈活，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)點新型珍珠工藝的優(yōu)缺點7.6系統(tǒng)停車檢修維護(hù)時，需將部分切割齒輪吊出腔體維護(hù)，以防止污泥長時間冷卻后對齒輪凹槽堵塞形成板結(jié)。造