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污泥处理处置方法及技术比较

来源:admin日期:2020/02/07 浏览:

  污泥经管措置形式及本领对比一、污泥经管措置形式及本领对比 污泥的经管措置有填埋、农用和点燃等多种形式,但全体的经管措置形式 应切合平静化、无害化、减量化和力求资源化的规矩。 1.污泥无害化经管钻探近况和发扬趋向 污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等构成的非均质体。它 很难通过浸降实行彻底的固液阔别。污水经管形成的污泥是模范的有机污泥, 其特点是有机物含量高(60%~80%),颗粒细(0.02~0.2mm),密度幼 (1002~1006Kg/m),呈胶体组织,是一种亲水性污泥,容易管道输送,但脱 水本能差。跟着污泥水分的删除,污泥从纯液状滚动到粘滞状、塑性性状、半 干固体状直到纯固体状这一流程实行蜕变。平常浓缩可将含水率降到85%(含 水形态);含水率正在70%~75%时,污泥呈柔和形态,不易滚动;平常日常脱水 只能降到60%~65%,此时,险些成为固体;含水率低到35%~40%时,成离合 形态(以上是半干化形态);进一步低到10%~15%则成粉末状。 污泥经管的总标的是确保污泥中的有毒无益物质,无论是现正在照样未来都 不致对人类及处境变成不行经受的伤害。污泥的经管先后原委了海洋投弃、土 地填埋、堆肥化、干燥和点燃等多种经管形式,渐渐走向成熟,目前污泥的焚 烧正在污泥的最终措置形式中拥有对比大的上风。 欧洲国度目前污泥的重要措置办法为农用、填埋和点燃。表3-1 是目前欧 洲各国的污泥情形。跟着欧盟各国签署的松手向海洋投弃污泥的赞同生效,各 成员国已渐渐松手向海洋投弃,海岸国度受此赞同的束缚,已纷纷转用点燃法。 卫生填埋操作相对浅易,投资用度较幼,经管用度较低,合适性强。然则 其侵犯土地首要,假如防渗本领不敷,将导致潜正在的泥土和地下水污染。污泥 卫生填埋始于20 世纪60 年代,污泥填埋是欧洲额表是希腊、德国、法国正在前 几年行使最广的措置工艺。因为渗滤液对地下水的潜正在污染和都邑用地的删除 等,对经管本领圭表恳求越来越高(比方德国从2000 年起,恳求填埋污泥的 有机质含量下坡与5%),很多国度和地域乃至倔强回嘴新修填埋场。1992 欧盟约莫40%的污泥采用填埋措置,近年来污泥填埋措置所占比例越来越幼。表3-1 欧洲各国的污泥措置情形 国度 生齿(百万) 污泥产量(干吨 1000/年) 措置形式(%) 农用 点燃其它 奥地利 7.8 320 13 56 31 比利时9.9 75 31 56 丹麦5.1 130 37 33 28 法国56 700 50 50 德国62 2500 25 63 12 2428 18 54意大利 57 800 34 55 11 卢森堡0.4 15 81 18 新西兰15 282 44 53 20080 13 西班牙39 280 10 50 10 30 瑞士 6.4 215 60 30 20 英国57 1075 51 16 28全部 316 6631 38 43 10 美国污泥的重要措置形式是轮回运用,而污泥填埋的比例正渐渐低落,美国很多地域乃至曾经禁止污土壤地填埋。据美国环保局预计,以后几十年内美 国6500 个填埋场将有5000 个被合上。 污泥农用和陆地填埋曾是大大都国度污泥措置的两种重要形式。农用和陆 地填埋计划的选拔很大水平上取决于各国当局相闭的法令、准则和污染驾驭状 况,同时也与国度的巨细和农业发扬情形相闭。近年来,跟着污泥农用圭表(如 合成有机物和重金属含量)日益厉肃的趋向,很多国度,如德国、意大利、丹 麦等污泥农用的比例无间下降。 以点燃为重心的经管形式是目前污泥措置最彻底、飞疾和经济的形式,它 能使有机物总计碳化,可最大限定地删除污泥体积(减容70%,最大可到90%), 同时能够或许将底泥中的能量转换为电能或者热能,变废为宝,使污泥获得充 分的运用。 点燃法与其它形式比拟拥有越过的益处: (1)点燃能够使盈余污泥的体积删除到最幼化,所以最终需求措置的物 质很少,点燃灰可造成有效的产物,是相比照较和平的污泥措置形式。 (2)点燃经管污泥经管速率疾,不需求持久储蓄。 (3)污泥可当场点燃,不需求长间隔运输。 (4)能够接管能量。 (5)或许使有机物总计碳化,杀死病原体。 别的,污泥点燃还能将污泥中的热值运用,从而下降污泥经管的能耗,相 应下降污泥经管本钱。 污泥点燃措置固然一次性投资稍高,但因为它拥有少少其它工艺不行取代 的益处,额表是正在污泥的减量化、无害化、节减土地资源和节能等方面,是以 成为污泥最终出道的办理形式。 自1962 年德国率先倡导并滥觞运转了欧洲第一座污泥点燃厂今后,点燃 的污泥量大幅度弥补。正在海表,额表是西欧和日本已获得了普及的行使,正在日 本,污泥点燃经管以及占污泥经管总量的60%以上,欧盟也正在10%以上。到 2005 年欧盟的比例将提升到38%。但因为污泥的高挥发分的特点,污泥点燃 时形成的燃烧污染物需额表防备和驾驭。 污泥点燃被分为直接点燃和干燥后点燃两种。 (1)直接点燃 污泥的直接点燃是将高温(含水率85%以上)污泥正在辅帮燃料的行动热源 的情形下直接正在点燃炉内点燃。因为污泥含水量大、热值低,需求花消大方的 辅帮燃料。因为污泥含水量大,点燃后的尾胸宇也对比大,后续尾气经管需求 远大的修造,操作驾驭难度大。无论从运转本钱和修造投资等方面,污泥的直 接点燃正渐渐被干燥后点燃所取代。下图所述湿污泥直接点燃的难点。 (2)干燥后点燃 污泥因含水率高,不行浅易行动燃料行使。污泥要行动燃料,必需开垦出 特有的干燥本领和燃烧本领,使低热值的污泥改造成高热值的可用燃料,然后 通过点燃炉对污泥燃料实行燃烧。 污泥的干燥最早是二十世纪四十年代开垦的。原委几十年的发扬,污泥干 燥的益处正渐渐出现出来。干燥后的污泥与湿污泥比拟,能够大幅度减幼体积, 从而删除了储蓄空间。以含水率85%的湿污泥为例,干燥至含水率40%时,体 积可删除至原先的1/4,污泥的式样成为颗粒,有利于进一步的点燃经管。正在 点燃工艺前采用污泥干燥工艺的方针是告竣污泥的减量化、提升污泥热值、节 省后续点燃经管的用度,以及抵达更优的点燃成效。干燥后的污泥经高温点燃 后形成的灰体积将缩幼90%以上,有毒有机物热解析彻底,点燃形成能源可回 收运用,灰、渣可行动修材质料应用。 早正在20 世纪40 年代,日本和欧美就曾经用直接加热胀式干燥器来干燥污 泥。因为污泥热干燥本领恳求和经管本钱较高,因此这项本领直到20 世纪80 年代末期正在瑞典等国度的得胜行使之后,才正在繁盛国度实行起来。正在繁盛国度 污泥干化和燃料化被以为是希望代替现有的污泥经管本领最有发扬出息的方 法之一。 通过以上的剖析和对比,本项目选拔污泥干燥后行动燃料表送的污泥经管 形式。 2.污泥干燥本领的工艺选拔 干燥是为了去除污泥中的水分,提升污泥的热值,水分的去除要资历两个 重要流程: (1)蒸发流程:物料轮廓的水分汽化,因为物料轮廓的水蒸气压低于介 质(气体)中的水蒸气分压,水分从物料轮廓移入介质。 (2)扩散流程:是与汽化亲昵闭系的传质流程。当物料轮廓水分被蒸发 掉,变成物料轮廓的湿度低于物料内部湿度,此时,需求热量的促使力将水分 从内部变更到轮廓。 上述两个流程的陆续、瓜代实行,根基上反应了干燥的机理。干燥是由表 面水汽化和内部水扩散这两个相辅相成、并行不悖的流程来竣事的,日常来说, 水分的扩散速率跟着污泥颗粒的干燥度弥补而无间下降,而轮廓水分的汽化速 度则跟着干燥度弥补而弥补。因为扩散速率重要是热能促使的,对付热对流系 统来说,干燥器日常均采用并流工艺,大都工艺的热能需要是渐渐低落的,这 样就变成正在后半段高干度产物干燥时速率的减低。对热传导体系来说,当污泥 的轮廓含湿量减低后,其换热作用急速低落,是以必需有更大的换热轮廓积才 能竣事末了一段水分的蒸发。 污泥干燥的加热办法能够分为直接干燥和间接干燥。直接干燥是将高温烟 气直接引入干燥器,通过气体与湿物料的接触、对流实行换热。直接干燥将增 加污染性气体。 采用烟气实行直接干化的形式,如转胀干化机,重要起源于日本和德国等 国。然则,对付污泥经管量较大的行使场地,因为其和平性、经济性和修造庞 大等题目,目前德国等国曾经根基不再采用。 采用烟气实行直接干化重要存正在以下方面的题目: (1)和平性题目 烟气直接干化的和平性取决于操作温度、氧气含量与粉尘含量3 个要素。 当烟气温度较高,粉尘含量较高或氧含量较大时,容易发作和平事项,额表是 正在开机前和闭机的畛域条目下,最为危境,对驾驭和操作的恳求特别高。一度 正在德国很时髦的转胀(筒)式干化机发作过频仍的自燃和爆炸事项,现正在曾经 落选了。 (2)为造止有机污染物析出,干化烟气温度须低于200C 污泥同其它抛弃物相同,正在必然的温度条目下,污染物会大方析出。 间接干燥是将高温烟气的热量通过热相易器,传给蒸汽,蒸汽正在一个封锁 的回道中轮回,与污泥没有接触。间接干燥存正在必然的热吃亏,但需求经管的 烟胸宇幼,不会形成二次污染。 目前国表里的污泥干燥修造重要有:三通式反转圆筒干燥机(即转胀干燥 机)、间接加热式反转圆筒干燥机、带摧残装配的反转圆筒干燥机、流化床干 燥机、桨叶式干燥机、盘式干燥机、带式干燥机等。 (1)三通式反转圆筒干燥机 三通式反转圆筒干燥机的组织如下: 图3-1 三通式反转圆筒干燥机的组织 (2)广泛反转圆筒干燥机 广泛反转圆筒干燥机的工艺流程与三通式反转圆筒干燥机犹如,只是能耗 稍高。 转筒干燥器的主体是略带倾斜并能反转的圆筒体。湿物料从左端上部加 入,原委圆筒内部时,与通过筒内的热风或加热壁而实行有用地接触而被干燥, 干燥后的产物从右端下部征采。正在干燥流程中,物料借帮于圆筒的舒缓的动弹, 正在重力的效用下从较高一段向较低一端搬动。干燥流程中的全体的热载体日常 为热氛围、烟道气或水蒸气等。假如热载体(如热氛围、烟道气)直接与物料 接触,则原委干燥器后,平常用旋风除尘器将气体中挟带的细粒物料捕集下来, 废氛围则经旋风除尘器后放空。 图3-2 反转圆筒干燥机(转胀干燥机) 广泛反转圆筒干燥机,搜罗三通式反转圆筒干燥机,只可干燥颗粒物的物 料。因此,湿污泥开始要与干污泥实行混杂,形成含水为40%驾驭的半干污泥, 然后再进入三通式反转圆筒干燥机实行干燥。干燥污泥的比例约莫为1.5 是以,此体系需求混杂机、摧残机和筛分机。通盘体系的投资很大。对付每幼时脱水4 吨的污泥干燥修造,通盘项方针投资约莫正在690 万美元(1999 格,2002年佛罗里达的坦帕采用Andritz 的污泥干燥修造,通盘项方针投资已 抵达1000 万美元)。 (3)间接加热式反转圆筒干燥机 间接加热式反转圆筒干燥机的工艺流程也与三通式反转圆筒干燥机犹如。 佛罗里达的奥卡拉采用间接加热式反转圆筒干燥机。该修造正在调试两年后,也 无法平常运转,并与本年4 月发作爆炸。据剖析,重要来历是因为间接加热式 反转圆筒干燥机采用广泛的抄板,而造粒后的污泥的轮廓照旧较粘,粘着正在抄 板上,没有实时零落,导致过干超温(干污泥的着火点为240C)。当通入空 气时(间接加热式反转圆筒干燥机需求通入氛围,以带出蒸发的水分),此中 的氧含量较高,从而惹起爆炸。 (4)带摧残装配的反转圆筒干燥机 图3-3 带摧残装配的反转圆筒干燥机的组织 因为带摧残装配的反转圆筒干燥机可直接干燥湿污泥,是以不需求混杂过 程,也就不需求混杂机,摧残机和筛分机。而且反转圆筒干燥机很短,通盘系 统的投资幼。 然则,因为湿污泥的干燥,其终水分只可到30%到40%。假如干燥到10% 以下水分,需求两级干燥。 因为直接干燥湿污泥,而且反转圆筒干燥机很短,是以可采用较高的进口 温度。对付污泥干燥,其进口温度可达850 度以上。因此热能花消比上述的所 有反转圆筒干燥机都低,每公斤水需花消7659KJ 的热量(对付两级干燥)。 (5)带式干燥机 带式干燥机由若干个独立的单位段构成。每个单位段搜罗轮回风机、加热 装配、零丁或公用的鲜嫩氛围抽入体系和尾气排出体系。对干燥介质数目、温 度、湿度和尾气轮回量操作参数,159彩票网可实行独立驾驭,从而保障带干机管事的可 靠性和操作条目的优化。带干机操作活泼,湿物进料,干燥流程正在全部密封的 箱体内实行,劳动条目较好,免了粉尘的表泄。 图3-4 带式干燥机组织简图 物料由加料器匀称地铺正在网带上,网带采用12-60 目不锈钢丝网,由传动 装配拖动正在干燥机内搬动。干燥机由若干单位构成,每一单位热风独立轮回, 个别尾气由特意排湿风机排出,废气由调治阀驾驭,热气由下往上或由上往下 穿过铺正在网带上的物料,加热干燥并带走水分。网带舒缓搬动,运转速率可根 据物料温度自正在调治,干燥后的造品连接落入收料器中。上下轮回单位依据用 户需求可活泼装备,单位数目可依据需求选用。 (6)空心浆叶式干燥机 空心浆叶式干燥机重要由带有夹套的W形壳体和两根空心浆叶轴及传 动装配构成。轴上陈设着中空叶片,轴段装有热介质导入的扭转接头。干燥水 分所需的热量由带有夹套的W形槽的内壁和中空叶片壁传导给物料。物料正在 干燥流程中,带有中空叶片的空心轴正在给物料加热的同时又正在对物料实行搅 拌,从而实行加热面的更新。是一种连接传导加热干燥机。 加热介质为蒸汽,热水或导热油。加热介质通入壳夹套内和两根空心浆 叶轴中,以传导加热的办法对物料实行加热干燥,差异的物料空心浆叶轴组织 有所差异。 物料由加料入口,正在两根空心浆叶轴内的搅拌效用下,更新介面,同 时推动物料至出料口,被干燥的物料由出料口排出。 图3-5 浆叶干燥机表形 空心浆叶干燥机本领成熟牢靠,能量运用率高,曾经被普及行使于造药、 化工和生物等行业。 (7)盘式干燥机 干燥能源采用自然气或沼气,运用热油炉加热导热油,然后通过导热油正在 干燥器圆盘和热油炉之间的轮回,将热量间接传达给污泥颗粒,从而使污泥干 化。污泥涂层机为盘式工艺的紧急修造,轮回的干燥污泥颗粒正在此被涂覆上一 层薄的湿污泥,涂覆过的污泥颗粒被送入污泥颗粒干燥器,匀称的散正在顶盘圆 盘上。通过与重心扭转主轴相连的耙臂上的耙子的效用, 污泥颗粒正在前次圆盘上作圆周运动,从而渐渐扫到圆周的表延,然后散落 到第二层圆盘上,借帮于扭转耙臂的促使效用,污泥颗粒从干燥器的上部圆盘 通过干燥器直至底部圆盘。 每个污泥颗粒均匀轮回5 次,每次都有新的湿污泥层涂覆到输入颗粒轮廓,末了变成一个坚硬的圆形颗粒。 干燥后的颗粒进入阔别料斗,一个别颗粒被阔别出再返回涂层机,另一部 分粒径及格颗粒通过进一步冷却后送入人颗粒储蓄料仓。 排气风机将污泥干燥器中的气体抽出,经冷凝器去除气体中的气态水后, 送入热油汽锅中,经高温点燃,彻底去除气息后高空排放。 盘式干燥机的组织与浆叶式干燥机犹如,好处是工艺浅易,尾胸宇少,容 易经管。也需求由蒸汽或导热油供应热量。因此需求汽锅及汽锅房。 然则盘式干燥机的传热成效是全体干燥机中最差的,是以盘式干燥机的体 积远大,造价高。依据美国Hazen Sawer公司的材料,对付每幼时脱水4 吨的污泥干燥修造,通盘项方针投资约莫750 万美元。 (8)流化床干燥工艺 蒸汽通过换热器将热量间接传达给污泥,从而使污泥干化。工艺的重要设 备为流化床干燥器。污泥直接送入流化床干燥器内,无需任何前段修造。正在流 化床内通过激烈的流态化运动变成匀称的污泥颗粒,通盘体系正在意封锁性的气 体回道中运转,干化体系的细颗粒正在旋风除尘器中被征采,然后与少量湿污泥 混杂后送回污泥干燥器。经除尘后的气体中含有大方气态水,需求原委污水厂 出水冷却接管气态水后方可进入胀风机,经增压后返回流化床干燥器。 正在运转时间,轮回的气体自成惰性化,氧气的含量下降到险些为零。流化 床干燥机的干化才智由能量的供应所定夺,即由热油温度或蒸汽温度定夺。根 据所能取得的热量和床内的固定温度,一个特定的水蒸发量被确定。进料量的 震撼或进料水分的震撼,正在连接供热温度依旧恒定的情形,会使蒸发率发作变 化。一朝温度蜕变,主动驾驭体系分裂同过每台泵的变频调速驾驭器调治给工 料分拨器供料泵的供料速度,从而使干燥机的温度依旧恒定,依据污泥的特点 和污泥的含水率,污泥的进料量有蜕变。 干化颗粒经冷却后,通过被密闭装置正在惰性气体处境中的传送带送至干颗 粒储蓄料仓。为了保障和平,料仓同时被惰性气体化。干化体系中形成的少量 废气被送入生物过滤器,经生物除臭经管后排入大气。 (9)干燥工艺的对比 对上述的污泥干燥形式实行本领和经济性的对比,结果如表3—2 所示: 差异污泥干燥形式的对比干燥本领 反转圆通干 带式干燥器空心桨叶 干燥器 盘式干燥器 太阳精明燥 流化床干燥器经管附着性污泥 成品式样粒状 不全是粒状 粒状 粒状 粒状 不全是粒状 粉尘量 极少极少 热源热风 热风 蒸汽 热风 热风 热风 有机物是否恶化 热作用60~70 60~70 70~90 70~90 60~70 60~70 占地面积 其他不需求返混 易磨损 经管量较低 易磨损 正在干燥本领中,圆盘式干燥机拥有特有的益处: 1.干燥机圆筒体是夹套型构造,其它搅拌轴、圆盘内中空,有蒸汽畅通, 受热面积特别大。 2.蒸汽与污泥不接触,不溶性气体量少,能够入炉点燃,二次污染幼。 2.污泥经决裂和搅动后,成匀称颗粒状,利于进一步措置(点燃、土地利 用、修材等)修造组织紧凑,装配占地面积幼。 4.干燥所需热量重要是有盘片和筒体壁面供应,因此单元体积修造的传热 面哒,可撙节修造占地面积,删除基修投资。 5.热量运用率高。污泥干燥机采用传导加热办法实行加热,干燥所需热量 不是靠热气供应,删除了热气体带走的热量吃亏:因为修造组织紧凑,且辅帮 装配少,散热吃亏也删除,热量运用率可达80%~90%。 6.圆盘式干燥机受热面大转速只要5—8r/min,是以通盘体系磨损大大降 低。正在日本该产物抵达10 多年不检修。并且告竣了噪音幼,电耗低。 7.更为紧急的是,圆盘式干燥机对污泥有决裂和搅拌效用,污泥正在干燥后 能够天然变成颗粒,有帮于送入汽锅进一步燃烧。 二、总结 圆盘式干燥机本领牢靠、运转平静。修造的低耗、低磨损更适合中国污泥 含沙率较高的特性。该本领国产化后,将工业界的主流引入国内;国产化后的 代价只要同类进口修造的1/3 驾驭,真正告竣了国际进步本领国产化。 做为上市公司的天通控股股份有限公司,借帮和日本日立、三菱公司十多 年来的合营联系。全套引入国际进步的主流修造----圆盘式干燥机系列产物和 本领。将添补国内这一平静性重心修造的空白。 竭力于名族行状的天通控股股份有限公司的这一计谋性设施,告竣了将国 际进步的环保本领引入国内的方针。也将促使我国的环保行状先前发扬。盼望 能为中国环保行状尽一份勉力。

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