污泥处理处置方法及技术比较

污泥处理处置方法及技术比较内容摘要：

优的焚烧效果。 干燥后的污泥经高温焚烧后产生的灰体积将缩小 90%以上，有毒有机物热分解彻底，焚烧产生能源可回收利用，灰、渣可作为建材材料使用。 早在 20 世纪 40 年代，日本和欧美就已经用直接加热鼓式干燥器来干燥污泥。 由于污泥热干燥技术要求和处理成本较高，所以这项技术直到 20 世纪 80 年代末期在瑞典等国家的成功应用之后，才在发达国家推广起来。 在发达国家污泥干化和燃料化被认为是有望取代现有的污泥处理技术最有发展前途的方法之一。 通过以上的分析和比较，本项目选择污泥干燥后作为燃料外送的污泥处理方法。 干燥是为了去除污泥中的水分，提高污泥的热值，水分的去除要经历两个主要过程： （ 1）蒸发过程：物料表面的水分汽化，由于物料表面的水蒸气压低于介质（气体）中的水蒸气分压，水分从物料表面移入介质。 （ 2）扩散过程：是与汽化密切相关的传质过程。 当物料表面水分被蒸发掉，形成物料表面的湿度低于物料内部湿度，此时，需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。 上述两个过程的持续、交替进行，基本上反映了干燥的机理。 干燥是由表 面水汽化和内部水扩散这两个相辅相成、并行不悖的过程来完成的，一般来说，水分的扩散速度随着污泥颗粒的干燥度增加而不断降低，而表面水分的汽化速度则随着干燥度增加而增加。 由于扩散速度主要是热能推动的，对于热对流系统来说，干燥器一般均采用并流工艺，多数工艺的热能供给是逐步下降的，这样就造成在后半段高干度产品干燥时速度的减低。 对热传导系统来 技术方案 天通控股股份有限公司 TEL/FAX:（ 0573） 80701378/80701366 5 说，当污泥的表面含湿量降低后，其换热效率急速下降，因此必须有更大的换热表面积才能完成最后一段水分的蒸发。 污泥干燥的加热方式可以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、对流进行换热。 直接干燥将增加污染性气体。 采用烟气进行直接干化的方法，如转鼓干化机，主要发源于日本和德国等国。 但是，对于污泥处理量较大的应用场合，由于其安全性、经济性和设备庞大等问题，目前德国等国已经基本不再采用。 采用烟气进行直接干化主要存在以下方面的问题： （ 1）安全性问题 烟气直接干化的安全性取决于操作温度、氧气含量与粉尘含量 3 个因素。 当烟气温度较高、粉尘含量较高或氧含量较大时，容易发生安全事故，特别是在开机和关机的边界条件下，最为危险，对控制和操作的要求非常高。 一度在 德国很流行的转鼓（筒）式干化机发生过频繁的自燃和爆炸事故，现在已经淘汰了。 （ 2） 为防止有机污染物析出，干化烟气温度须低于 200℃ 污泥同其它废弃物一样，在一定的温度条件下，污染物会大量析出。 间接干燥是将高温烟气的热量通过热交换器，传给蒸汽，蒸汽在一个封闭的回路中循环，与污泥没有接触。 间接干燥存在一定的热损失，但需要处理的烟气量小，不会产生二次污染。 目前国内外的污泥干燥设备主要有：三通式回转圆筒干燥机（即转鼓干燥机）、间接加热式回转圆筒干燥机、带粉碎装置的回转圆筒干燥机、流化床干燥机、浆叶式干燥机、盘式干燥机 、带式干燥机等。 （ 1）三通式回转圆筒干燥机 三通式回转圆筒干燥机的结构如下： 图 31 三通式回转圆筒干燥机的结构 技术方案 天通控股股份有限公司 TEL/FAX:（ 0573） 80701378/80701366 6 （ 2）普通回转圆筒干燥机 普通回转圆筒干燥机的工艺流程与三通式回转圆筒干燥机相似，只是能耗稍高。 转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。 湿物料从左端上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效地接触而被干燥，干燥后的产品从右端下部收集。 在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢的转动，在重力的作用下从较高一端向较低一端移动。 干燥过程中的所用的热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。 如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥器后，通常用旋风除尘器将气体中挟带的细粒物料捕集下来，废空气则经旋风除尘器后放空。 图 32 回转圆筒干燥机（转鼓干燥机） 普通回转圆筒干燥机，包括三通式回转圆筒干燥机，只能干燥颗粒状的物料。 所以，湿污泥首先要与干污泥进行混合，产生含水为 40%左右的半干污泥，然后再进入三通式回转圆筒干燥机进行干燥。 干湿污泥的比例大约为 到 2。 因此，此系统需要混合机、粉碎机和筛分机。 整个系统的投资很大。 对于每小时脱水 4 吨的污泥干燥设备，整个项目的投资大约在 690 万美元（ 1999 年价格， 2020 年佛罗里达的坦帕采用 Andritz 的污泥干燥设备，整个项目的投资已达到 1000 万美元）。 （ 3）间接加热式。