摘要

本文對臥式薄層污泥干化工藝進(jìn)行了詳細介紹，并以成都市第一城市污水污泥處理廠(chǎng)一期工程為例進(jìn)行了分析。臥式薄層干化機單機處理能力大，安全性高，密封性好，廢氣量少，車(chē)間環(huán)境友好，基于臥式薄層干化工藝在安全性、靈活性、經(jīng)濟性等方面的諸多優(yōu)勢，該工藝越來(lái)越多的應用于大型市政污泥干化項目中，可做為國內市政領(lǐng)域污泥處理處置項目的優(yōu)選工藝之一。

0 引言

隨著(zhù)城市的快速發(fā)展，污水量不斷增加，污水處理廠(chǎng)提標改造進(jìn)度持續加快，導致污泥產(chǎn)量大大增加，截止到2016 年底我國污水處理量達到1.5億 m3/d，污泥總量近 3000 萬(wàn)噸，預計到2020 年以含水率80%計我國的污泥產(chǎn)量將突破6000萬(wàn)噸[1]。

在城市污水的收集及處置過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，可能含有重金屬物質(zhì)、病原體、病毒、微生物和大量的毒性有機物，如不加以妥善處理和處置，將給排放區周?chē)h(huán)境造成嚴重的二次污染，威脅人類(lèi)健康。污泥處理處置的問(wèn)題已成為當前形勢下的突出環(huán)境問(wèn)題[2-4]。

我國目前主要的污泥處理方式包括濃縮、調理、脫水、干化等，以濃縮、調理和脫水為主，干化率尚處于較低水平。污泥處置是指污泥經(jīng)處理后的最終去向，我國目前主要的污泥處置方式有衛生填埋、土地利用、焚燒后建材利用等，其中衛生填埋是最常用的方式，一方面由于有關(guān)標準越來(lái)越嚴格，另一方面受制于有限的可利用土地資源，干化加焚燒的處理處置方式越來(lái)越普遍[5-6]。

1 臥式薄層污泥干化工藝

污泥干化是利用燃燒化石燃料所產(chǎn)生的熱能或工業(yè)余熱、廢熱，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的工藝和設備，使污泥中水份快速蒸發(fā)的一種工藝[7]。污泥干化對污泥中的水分進(jìn)行去除，從而達到干燥污泥、縮小污泥體積、提高污泥熱值的目的，同步實(shí)現污泥的減量化和穩定化[8-9]。

臥式薄層污泥干化工藝是目前我國污泥干化領(lǐng)域的主流工藝之一，它是利用飽和蒸汽或導熱油作為熱媒的間接加熱干化工藝。

臥式薄層干化工藝的核心設備是臥式薄層干化機，由德國B(niǎo)uss-SMS-Canzler公司生產(chǎn)。Buss-SMS-Canzler公司成立于1919年，相關(guān)產(chǎn)品涉及石油化工、醫藥、食品及環(huán)境能源等領(lǐng)域，總部位于德國布茨巴赫，并在瑞士巴塞爾擁有完善的產(chǎn)品研發(fā)中心和試驗基地，是難處理混合物料熱分離解決方案及薄層蒸發(fā)技術(shù)的世界領(lǐng)先者，也是專(zhuān)業(yè)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)用于干燥高粘性物料處理設備的全球領(lǐng)導企業(yè)。

圖1 臥式薄層干化機結構簡(jiǎn)圖

圖1為臥式薄層干化機結構簡(jiǎn)圖，臥式薄層干化機主要由外殼、轉子和葉片、驅動(dòng)裝置三部分組成。外殼為壓力容器，其殼體夾套內可注入飽和蒸汽或導熱油作為污泥干化工藝的熱媒，材質(zhì)為歐標的耐高溫鍋爐鋼，內壁作為與污泥接觸的傳熱部分，提供主要的換熱面積和污泥薄層的載體，其材質(zhì)有多種材料可選，其中Naxtra700高強度結構鋼覆層廣泛適用于市政行業(yè)，防腐蝕性和耐磨性?xún)?yōu)于其他材料;轉子為一根整體的空心軸，其特殊的加工工藝可以確保轉子在受熱和高速轉動(dòng)的同時(shí)不產(chǎn)生撓度，始終使葉片外沿與內壁的距離保持5-10mm，在轉子的轉動(dòng)及葉片的涂布下，進(jìn)入干化機的污泥會(huì )均勻的在內壁上形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的薄層，污泥薄層不斷的被更新，在向出料口推進(jìn)的過(guò)程中持續被干化。

工藝流程：離心脫水后含水率80%-85%的濕污泥通過(guò)車(chē)載運輸或管道輸送至濕污泥料倉，料倉內部設有滑架，底部設有卸料螺旋和濕污泥輸送泵。

濕污泥輸送泵將污泥輸送至干化機入口，進(jìn)入干化機的污泥被轉子上的葉片涂布于熱壁表面，葉片在對熱壁表面的污泥反復翻混的同時(shí)，還將其向前推送到出泥口。在此過(guò)程中，污泥中水分被加熱蒸發(fā)為水蒸汽，水蒸汽在干化機內部與污泥逆向運動(dòng)，由污泥進(jìn)料口上方的乏汽箱進(jìn)入尾氣冷凝系統。

干化機內產(chǎn)生的蒸發(fā)尾氣通過(guò)乏汽箱進(jìn)入冷凝系統后，首先進(jìn)入冷凝器，在冷凝器中，廢蒸汽通過(guò)水洗，水分從蒸汽中冷凝下來(lái)。少量不凝氣體(空氣和污泥中揮發(fā)物)經(jīng)過(guò)除霧器進(jìn)行液滴分離后，由廢氣風(fēng)機排出干化系統，進(jìn)入除臭系統或進(jìn)入焚燒系統處理。自干化系統排出的廢氣量極少，僅為系統蒸發(fā)水量的5%-10%，廢氣風(fēng)機使整個(gè)干化系統處于負壓狀態(tài)，避免臭氣及粉塵的溢出。

自干化機產(chǎn)出的低含水率的污泥通過(guò)輸送設備運至干污泥料倉或焚燒系統。當進(jìn)行暫存時(shí)，設置污泥冷卻器，將污泥溫度由90℃降低到50℃以提高安全性，防止污泥燜燃或自燃，隨后依次通過(guò)卸料閥和刮板輸送機送至干污泥料倉儲存。當后續接焚燒系統，可通過(guò)輸送設備直接與焚燒系統串聯(lián)。

臥式薄層干化工藝可通過(guò)污泥中的蒸發(fā)水實(shí)現系統內自惰性化的要求，在開(kāi)機及緊急情況下采用低壓蒸汽、新鮮水或氮氣作為干化系統的惰性化介質(zhì)。在乏汽箱出口設有氧含量分析儀，通過(guò)對干化系統內氧含量的控制，實(shí)現污泥干化系統安全穩定運行。

工藝優(yōu)勢：

1)安全：系統密閉性好，始終維持-0.5到-1kPa的微負壓，無(wú)臭氣和粉塵外溢;系統可自惰性化并設置多種惰性化手段，市政項目中氧含量控制在5%以下;應用歷史上無(wú)任何安全事故。

2)靈活：適用領(lǐng)域廣泛，適用多種類(lèi)型污泥，可接受進(jìn)泥含水率65%-90%的濕污泥;可生產(chǎn)多種含固率產(chǎn)品，出泥含水率可在10%-65%之間選擇;體積負荷低，啟停和排空時(shí)間短，再次啟動(dòng)無(wú)需清掏作業(yè)。

3)經(jīng)濟：蒸發(fā)效率高，每平米每小時(shí)蒸發(fā)水量可達45kg以上;市政項目上可與其他系統結合(如消化系統)，實(shí)現80%以上的高效率熱能回收;維護成本低，每年僅需1次5-10天的年檢;臭氣量極小，處理費用低;全自動(dòng)化控制，低監控需求。

4)簡(jiǎn)單：設備數量少，占地空間小，操作控制簡(jiǎn)單;無(wú)載氣循環(huán)，無(wú)污泥返混;按照《壓力容器檢修規程》各類(lèi)干化機需進(jìn)行周期性?xún)缺跈z測，薄層干化機檢修無(wú)需其他吊裝設備，檢修方便且高效。

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編輯：王媛媛