國外污泥干化技術(shù)進展(一)

1、國外污泥干化技術(shù)進展 (一)摘要：城市污泥的管理是一個世界性的社會和環(huán)境問題。污泥干化的 優(yōu)點及其在污泥管理體系中所起的作用正逐步被認同。 根據(jù)實際考察， 并結(jié)合污泥干化的一些技術(shù)要點簡要介紹國外干化技術(shù)和設(shè)備的進展 情況。關(guān)鍵詞：城市污泥污泥干化尾氣處理1 污泥干化技術(shù)簡介早在 20 世紀 40 年代，日本和歐美就已經(jīng)用直接加熱鼓式枯燥器來干 燥污泥。經(jīng)過幾十年的開展， 污染干化技術(shù)的優(yōu)點正逐漸顯現(xiàn)出來 1： 污泥顯著減容，體積可減少45倍； 形成顆?；蚍蹱罘€(wěn)定產(chǎn)品，污泥性狀大大改善； 產(chǎn)品無臭且無病原體，減輕了污泥有關(guān)的負面效應(yīng)，使處理后的污 泥更易被接受； 產(chǎn)品具有多種用途，如作肥料、土

2、壤改進劑、替代能源等。 所以無論填埋、燃燒、農(nóng)業(yè)利用還是熱能利用，污泥干化都是重要的 第一步， 這使污泥干化在整個污泥管理體系中扮演越來越重要的角色。 20世紀 90年代以來，運用污泥干化技術(shù)處理城市污泥得到迅速開展。2 污泥干化設(shè)備 污泥干化設(shè)備有許多不同的種類，其中常見的類型有：(1) 直接加熱式。原理為對流加熱，代表設(shè)備有轉(zhuǎn)鼓、流化床等；(2) 間接加熱式。原理為傳導(dǎo)或接觸加熱，代表設(shè)備有螺旋、圓盤、薄層、碟片、槳式等；3熱輻射加熱式。有帶式、螺旋式等。3 污泥干化技術(shù)的進展 下面結(jié)合在美國的實際考察結(jié)果，就污泥干化的一些技術(shù)要點，簡要 介紹市場主流干化技術(shù)和設(shè)備的進展情況。3.1 污泥

3、粘結(jié)問題 現(xiàn)有的污泥干化設(shè)備從進料方式和產(chǎn)品形態(tài)上大致可以分為兩類：一 種是采用干料返混系統(tǒng)，濕污泥在進料前先與一定比例的干泥混合， 含水率降至30%40%,然后才進入枯燥器，產(chǎn)品為球狀顆粒，是結(jié)合 枯燥與造粒為一體的工藝；另一種是濕污泥直接進料，產(chǎn)品多為粉末 狀?？菰锊煌奈勰? 如工業(yè)污泥和城市污泥, 對設(shè)備的要求也不盡相同。 最初能成功用于枯燥工業(yè)污泥的設(shè)備直接用于城市污泥,卻不一定能 成功。這是因為城市污泥的特性是非常粘,且在枯燥過程中有一特殊 的膠粘相階段 含水率為 60%左右 。在這一極窄的過渡段內(nèi),污泥極易 結(jié)塊,外表堅硬、難以粉碎,而里面卻仍是稀泥。這為污泥的進一步 枯燥和滅菌

4、帶來極大困難。為了克服這一困難，到達含固率90%的干 燥效果,就產(chǎn)生了干料返混工藝。枯燥器進料前先將一定比例含固率>90%的干泥顆粒返回混合器或稱涂層機與濕污泥混合，其過程中干粒起到如珍珠核的作用,濕污泥只是薄薄地包裹在干粒外面?？刂苹?合的比例, 使混合物的含水率降到 30%40%,這樣使污泥直接越過膠 粘相，大大減輕了污泥在枯燥器內(nèi)的粘結(jié)，枯燥時只需蒸發(fā)顆粒表層 的水分，使枯燥容易進行，能耗降低。直接加熱系統(tǒng)出于其自身的需要，多采用干料返混。早期的間接加熱 系統(tǒng)采用濕污泥直接進料，由于濕污泥的粘結(jié)造成設(shè)備的磨蝕損耗相 當嚴重，并由此引發(fā)了一些平安事故，其中局部設(shè)備因此停產(chǎn)2。后來有的

5、間接加熱系統(tǒng)如西格斯Seghers的珍珠工藝也采用了干料返 混，成功生產(chǎn)出球狀顆粒，且設(shè)備運行良好，能耗也低。其蒸發(fā)每 kg 水只需3100kJ的熱能消耗。也有的間接加熱系統(tǒng)，如Fenton的專利間 接回轉(zhuǎn)室IRC系列仍采用濕污泥直接進料，但其重點解決了污泥粘結(jié) 的問題：它采用雙螺旋推進器，兩套螺旋之間互相清潔外表，并且采 用不等螺距設(shè)計，盡量防止污泥在設(shè)備外表的粘結(jié)。實踐說明也取得 了較好的效果，并使整套污泥干化系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量大為精簡。3.2 尾氣處理和臭味控制 國外對污泥處理的管理非常嚴格，它必須是環(huán)境平安的，不能產(chǎn)生二 次污染。所以國外的污泥干化技術(shù)很重視尾氣處理和臭味控制。早期 的ES

6、P直接加熱系統(tǒng)，引入外部空氣經(jīng)加熱后通入枯燥器，蒸發(fā)污泥 中的水分并運送污泥。離開枯燥器后熱風(fēng)與干污泥顆粒別離，然后經(jīng) 過除塵、熱氧化除臭后排放。由于熱風(fēng)的量很大，使得尾氣處理本錢 非常高，這一缺陷使人們一度將興趣轉(zhuǎn)到了間接加熱系統(tǒng)上2。后來，安德里茲Andritz的轉(zhuǎn)鼓式直接加熱工藝采用了氣體循環(huán)回用的設(shè) 計，使這一缺陷得到明顯改善。在其枯燥工藝中，熱風(fēng)經(jīng)過除塵、冷 凝、水洗后， 85%返回轉(zhuǎn)鼓，只有 15%需經(jīng)過熱氧化除臭后排放。這減 少了尾氣處理的負擔(dān)，更重要的是大大減少了外部空氣的引入量，將 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)氧氣的含量維持在很低的水平，從而很大程度上提高了系統(tǒng)的 平安性能。對于間接加熱系統(tǒng)，尾氣

7、的量要小得多，相應(yīng)尾氣處理的 負擔(dān)要輕得多。西格斯枯燥設(shè)備的尾氣經(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格的排放標準。 另外，無論是直接加熱或間接加熱系統(tǒng)，枯燥設(shè)備內(nèi)部都采用適當負 壓，防止了臭氣的外泄，工廠的污泥倉、枯燥車間、成品倉等構(gòu)筑物 內(nèi)的氣體都抽走集中處理。3.3 設(shè)備平安 在老式枯燥器里，起火或爆炸相當頻繁，令污泥枯燥設(shè)備的平安性能 倍受置疑。現(xiàn)在，起火或爆炸的大局部原因已經(jīng)明確，與爆炸有關(guān)的 三個主要因素是氧氣、粉塵和顆粒的溫度。不同的工藝報道或許會有 些差異，但總的來說必須控制的平安要素是： 氧氣含量V 12%;粉塵濃 度v 60g/m3

8、;顆粒溫度V 110C?，F(xiàn)在的污泥干化技術(shù)都非常重視設(shè)備 的平安性，并針對性地采取了措施來完善設(shè)計和加強管理。對于控制 氧氣的含量，間接加熱器如西格斯的枯燥設(shè)備還附加了氮氣保護來確 保系統(tǒng)內(nèi)氧氣含量v 2%;直接加熱器，如安德里茲的轉(zhuǎn)鼓那么如前所述， 通過氣體循環(huán)使用來控制氧氣含量v 8%。系統(tǒng)內(nèi)氧氣含量的實時監(jiān)測 是非常重要的，在安德里茲的系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了氧氣超標保護，一旦氧氣 含量超過 10%，系統(tǒng)會自動停機。顆粒溫度的控制關(guān)鍵在于控制污泥在枯燥器內(nèi)的停留時間，必須保持干泥中適量的水分，以防止污泥過 熱而燃燒，所以當污泥到達一定的干度 如 90%就需離開枯燥器。這也 使解決污泥在設(shè)備內(nèi)的粘結(jié)問題顯得尤為重要。對于粉塵的控制，采 用干料返混的枯燥工藝較好，而對于那些產(chǎn)生粉狀產(chǎn)品的間接加熱設(shè) 備