随着对污泥含水率要求的提高,如G23486-2009G23486-2009G23486-2009,城市污水处理厂污泥处理需要40%的含水率;城市污水处理厂污泥处理混合填埋泥质CJT-2007年,覆盖材料含水率为45%,普通污泥脱水率为80%,不符合要求。污泥干燥是利用热能进一步降低污泥脱水后污泥含水率的一种方法。干燥处理后,污泥含水率可降至10%~40%,能有效减少污泥体积。
早在20世纪80年代,由于污泥在农业、垃圾填埋场和海上的各种限制和不利因素的逐渐突出,以及污泥热干燥技术的突破,污泥干燥技术在西方工业发达迅速推广。同时,由于其处理效率高、稳定性强、操作灵活等优点,污泥干燥技术也越来越受到发展中环境工程行业的重视,也为我国污泥处理提供了宝贵的经验。
11几种常见的污泥干化工艺
根据加热方法,污泥干燥工艺分为直接加热、间接加热和间接联合加热;污泥干燥工艺分为转鼓干燥、流化床干燥、盘干燥、输送带干燥、管干燥、膜干燥、浆干燥、转盘干燥、太阳能干燥、真空过滤干燥、离心脱水干燥等。其中:
鼓式干燥工艺:分为直接加热和间接加热。以天然气或沼气为能源,以空气为传热介质,湿污泥和部分干污泥颗粒混合在混合器中,通过气流带入鼓式干燥器,污泥以稳定的速度旋转,从内缸转移到外缸,污泥逐渐变成颗粒。
盘式干燥过程:分为水平盘式干燥和垂直多盘式干燥。首先用外部热源加热油炉,然后通过油将热能传递到干盘塔吊结构成固定体,形成水平外壳,内部旋转部分由管空心轴、轴固定一些空盘、盘充满蒸汽等,一些搅拌叶片用于输送材料。热介质通过中心轴进入圆盘,并分配到旋转体中。
离心干化技术(脱水干化一体化):机械离心脱水后,污泥从离心机卸料口高速排出,高热空气以适当的方式引入离心干燥机,遇到细粉污泥,在短时间内干燥至固体含量80%左右。
流化床污泥干燥工艺:污泥不需要预处理,直接送入流化床干燥器。流化气体均匀地吹入流化床干燥器的整个底部部分,形成流化层。随着污泥的逐渐干燥,密度降低,上升到上部,然后从上部抽出的气体中抽出流化床。
2主要污泥干化产品
鼓式污泥干燥机:适用于大型干燥工程;根据通道数量分为单通道和三通道干燥机;全干污泥颗粒分布均匀,平均粒径1-4mm。
带式污泥干燥:低温带式15℃,中温带式130℃,系统含氧量10%;无干泥回混,适用于污泥全干化和半干化;全干化时粉碎后粒径3-5mm。
叶片污泥干燥机:间接加热,热介质为蒸汽或导热油,无干泥混合,适用于全干、半干;半干污泥为松散组,全干污泥粒径10mm。
水平转盘式污泥干燥机:间接加热,热介质为蒸汽或导热油;干泥混合,适用于污泥全干燥和半干燥;半干污泥为松散团,全干污泥粒径分布不均匀。
垂直圆盘污泥干燥机:间接加热,热介质一般只使用导热油;干泥混合,仅适用于污泥干燥;干污泥颗粒分布均匀,平均粒径1-5mm。
流化床污泥干燥机:直接加热、间接加热或混合加热,热介质为蒸汽或导热油;无干泥混合,适用于污泥全干、半干;半干污泥粒径不均匀,全干污泥粒径1-5mm。
喷雾污泥干燥机:直接加热,热介质为烟气、热空气、过滤蒸汽等,无干泥混合,适用于污泥全干半干;雾化液滴粒径30-150um。
33污泥干化技术发展趋势
无论是工业污泥还是市政污泥,其处理的可行目的之一是作为原材料返回工艺。目前,出台了一些鼓励污泥减少、稳定、无害和回收的政策。降低污泥含水量是减少污泥回收利用的前提,因此污泥干燥技术在中国得到了大力推广。
节能:世界银行估计,2020年中国空气污染造成的环境健康损失将达到GDP总量的13%,中国承诺2020年CO2排放将比2005年下降40%~45%。根据《十三五节能减排工作计划》,到2020年,国内生产总值能耗将比2015年下降15%,能耗将控制在50亿吨标准煤以内。化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物挥发性有机物总排放量分别比2015年下降10%、10%、15%、15%和10%以上。
污泥干化技术是一个能源净支出的过程,能耗成本占系统运行成本的80%以上。因此,节能低碳污泥干化技术的发展具有重要的现实意义。太阳能、工业废热气、废热水等热介质将成为未来技术发展的趋势。
低温干燥:在污泥干燥过程中,污泥中的挥发分会在250℃以上逸出(VOC),导致热值降低,氨在60℃以上挥发,对污泥干燥设备造成一定程度的腐蚀。低温干燥只需消耗电能,不需要其他辅助能源,能耗是传统干燥设备的三分之一,整个干燥温度控制在60℃以内,干燥过程不需要外部加热设备,低温干燥可以降低能耗,有效减少恶臭气体的排放。由于温度低,污泥中有机质挥发损失小,热值贡献高。未来,低温干燥机将利用废热水、低压蒸汽、太阳能和烟气作为辅助能源,不仅进一步节约能源,而且符合能源政策,这将是技术发展的趋势。