為您詳解污泥干化故障與解決方案

作者： 2016年08月31日來源：瀏覽量：

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在污泥干化處理中，機械脫水僅能使自由水和存在于污泥顆粒之間的部分間隙水去除；毛細水和污泥顆粒之間的結合力較強需借助較高的機械作用力和能量；內(nèi)部結合水的含量與污泥中微生物細胞所占的比例有關，使用機械方法

　　在污泥干化處理中，機械脫水僅能使自由水和存在于污泥顆粒之間的部分間隙水去除；毛細水和污泥顆粒之間的結合力較強需借助較高的機械作用力和能量；內(nèi)部結合水的含量與污泥中微生物細胞所占的比例有關，使用機械方法去除這部分水是行不通的，而需采用高溫加熱和冷凍等措施。

　　從破壞污泥水分結合形態(tài)的角度來看，采用熱干化技術所提供的能量能夠破壞污泥細胞內(nèi)結合水，實現(xiàn)深度脫水。熱干化技術多利用蒸汽、煙通氣等，造成處理成本高、尾氣量大、冷卻水量大，同時，還存在著易產(chǎn)生臭氣及粉塵二次污染以及存在粉塵爆炸的風險等問題。污泥的熱干化方式投資和運行成本普遍較高，由此導致污泥熱干化的項日建設要求和條件較高，能夠真正推廣應用的地域有限。

　　為了降低深度脫水成本，現(xiàn)在較多的是應用化學調(diào)理結合板框壓濾機技術進行深度脫水。其總體運行成本低于熱干化技術，但是也存在較多的問題。從使用的調(diào)理劑來說，普遍應用的調(diào)理劑為三氯化鐵以及生石灰、粉煤灰等。相對于80%含水率的污泥，其無機物的總體添加量在6%-10%，這就意味著噸污泥脫水至50%后其重量較不加藥劑脫水增加了30%-50%，實際上并未實現(xiàn)污泥的減量化。

　　另外，從最終的處置途徑來看，依靠添加化學鹽類和石灰，進入填理場后，含氯離子以及高COD的滲濾液對填埋場滲濾液系統(tǒng)將產(chǎn)生較大的沖擊負荷。如果進行焚燒處置，則由于添加了較多的無機物，造成熱值下降，灰分增加，尤其添加了生石灰類的堿性物質(zhì)后，會對電廠的爐膛產(chǎn)生腐蝕、結垢等影響，難以滿足焚燒的要求。

　　因此，目前污泥深度脫水面臨的難題在于，采用熱干化技術設備投資及運行成本過高，推廣難度大。采取化學調(diào)理法由于調(diào)理劑選取問題，實際上并未實現(xiàn)污泥的減量化，同時對后端處置產(chǎn)生了一系列的不利影響。

　　綜合比較當前的污泥處理處置工藝，我國擁有完全自主知識產(chǎn)權的以太陽能和地源熱泵(或窯爐尾氣)結合技術為熱源的智能化多層污泥處理成套設備，具有耗能少、無二次污染、運行成本低、自動化程度高、運行安全穩(wěn)定等特點，單套設備日最大處理能力可達2000噸，且干化效率和質(zhì)量無可比擬，是一個市場潛力巨大的優(yōu)勢項目。

　　從目前已經(jīng)安裝運行的太陽能污泥干化設備來看，其節(jié)約能源、環(huán)保無害的優(yōu)勢非常明顯。由于充分利用太陽能等清潔能源，輔以少量電能，其污泥干化成本僅為20~30元左右，遠遠低于其他處理方式的成本。尤其值得一提的是，這種工藝屬于低溫干化，溫度恒定在40~50度之間，而且在干化過程中，自動翻拋裝置根據(jù)污泥濕度定時均勻翻動，避免產(chǎn)生厭氧，所以處理過程不產(chǎn)生二?f英等有毒有害氣體。處理后的污泥含水量可降至30%以下，呈均勻小顆粒狀，既可以作為RDF原料制成新型燃料，也可以根據(jù)所含成分科學配比制成有機肥料，還可以作為建材原料來使用，后期資源化途徑相對較多。

　　目前，國外污泥無害化處置的總體趨勢是：污泥消化技術大面積應用，污泥填埋被進一步禁止，污泥焚燒將越來越少，以土地利用為目的的熱干化逐漸成為主要手段。依據(jù)發(fā)達國家的經(jīng)驗來看，污泥處理處置要根據(jù)國情科學地制定環(huán)境指標和階段目標，落實污泥處置的相關法規(guī)政策和資金，并在實踐過程中不斷開發(fā)新的技術。我國的污泥處理處置政策經(jīng)過調(diào)整之后，也將與發(fā)達國家處于同一標準。

　　污泥干化中熱傳導和熱對流工藝的傳熱效率對比

　　所謂導熱系數(shù)是指在單位面積、溫度下和時間里能夠傳遞或通過的熱量，其單位為kcal/m.h.C。各種物質(zhì)的導熱系數(shù)差別很大。一般說來，金屬的導熱系數(shù)最大，非金屬固體和液體的導熱系數(shù)較小，氣體的最小。即使同一種物質(zhì)在相同溫度下，也由于它的表觀密度、濕度等差別而有不同的導熱系數(shù)。金屬中鋼在100-200度時為38.7，300度時為37.2，而鐵則在40以上。水的導熱系數(shù)在38度時為0.54，在93度時為0.585；導熱油在200度時為0.44；空氣在27度時為0.0225，在77度時為0.0258，127度時為0.0291。

　　由于污泥干燥系統(tǒng)中存在介質(zhì)，而介質(zhì)是由金屬、氣體或?qū)嵊徒M成的。如果僅就各種介質(zhì)的導熱性質(zhì)來判斷，的確會給人以熱傳導傳熱效率高的錯覺。其實，發(fā)生在干燥系統(tǒng)中的傳熱過程遠比我們能夠預想的復雜得多，其中最重要的因素之一還在于物料本身。當濕顆粒的含濕量變化時，不同的換熱形式的效率是完全不同的。就污泥干化來說，熱傳導對于含水率較高部分的干化效率較高，而要將最后的20-30%水分去除，則顯得力不從心，這也是為什么大多數(shù)熱傳導系統(tǒng)以半干化為目標，或必須做干泥返混且極大提高換熱表面積才能實現(xiàn)。

　　第二個重要條件在于介質(zhì)與物料的混合狀態(tài)。這種狀態(tài)越均勻，效果越好。熱對流在污泥干化中的傳熱效率相對來說是較為穩(wěn)定的，由于大量氣體能夠與已經(jīng)失去表面水的顆粒緊密接觸，在其周圍形成穩(wěn)定的汽化條件，為濕分在給定的傳質(zhì)條件下能夠持續(xù)進行提供了極好的條件。

　　因此，應該說熱傳導和熱對流各有優(yōu)缺點，其傳熱效率的差別受濕物料本身的性質(zhì)和攪拌、混合狀態(tài)影響至巨。

　　以上普通熱干化處理工藝中，必須消耗大量燃料才能將污泥中的水分蒸發(fā)而使污泥得到干化處理，所需要的單位能耗為800～1200kWh/t蒸發(fā)水。而采用清潔能源太陽能與熱泵結合污泥干化裝置進行污泥干化處理時，能耗可降低至60～80kWh/t(根據(jù)各地氣候條件不同有所差異)。如結合窯爐煙氣、冷凝水等熱源，可替代熱泵供熱系統(tǒng)，能耗將降低三分之二。

　　污泥處理處置面面觀

　　污泥處理就是對污泥進行濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工過程。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,城市廢水排放量日益增多,污泥產(chǎn)生量也隨之大幅度提高,污泥處理處置逐漸成為國內(nèi)外關注的焦點。國內(nèi)外現(xiàn)有的處理處置手段主要包括衛(wèi)生填埋、水體消納、焚燒、堆肥處理、土地利用等。針對我國現(xiàn)有的技術來看,我國主要的污泥處置方式是填埋。最適合我國的處置方式是污泥制肥即將污泥土地化利用。隨著科技進步,我國必將推出更加有效、合理的處理處置方式，最終實現(xiàn)城市污泥處理處置的減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化。

　　①污泥的衛(wèi)生填埋

　　這種處置方法簡單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應性強。但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴重污染的液體，如果填埋場選址或運行不當會污染地下水環(huán)境。填埋場產(chǎn)生的氣體主要是甲烷，若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。

　　②污泥制肥

　　污泥制肥直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式，將脫水后含水率78%-85%的污泥，經(jīng)烘干后含水率達30%-40%。經(jīng)過污泥制肥設備(污泥制肥工藝方法)，使污泥中有機物轉(zhuǎn)化成富含植物營養(yǎng)物的腐殖質(zhì)，反應的最終代謝物為CO2,、HO2和熱量，大量熱量使物料堆持續(xù)高溫60，降低含水率，有效去除病原體，寄生蟲卵和雜草種子，使泥達到減容化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的目的。

　　③污泥的焚燒

　　濕污泥干化后再直接焚燒應用得較為普遍，沒有經(jīng)過干化的污泥直接進行焚燒不僅十分困難，而且在能耗上也是極不經(jīng)濟的。

　　以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積；但是其缺點在于處理設施投資大，處理費用高。

　　④污泥露天的晾曬

　　這種污泥處理方法為降低污泥中的含水率。采用露天晾曬這種方法，占用的土地面積大，需人工布料和攪拌，工人的勞動強度大；另外，污泥中含有大量的細菌和病毒，還會對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響；當遇到下雨天時，污泥由于不能及時收集，隨雨水一起流走造成水的污染。因此，露天晾曬這種傳統(tǒng)方法有很大的弊端。

　　⑤給泥加熱降水法

　　加熱蒸發(fā)通常是使用滾筒干燥機、流化床干燥機和槳葉式干燥機等，這些干燥機的工作原理都是通過燃燒煤炭、天然氣、沼氣等產(chǎn)生的熱來加熱污泥使污泥中的水分蒸發(fā)，達到降低含水率的目的。采用這些方法會消耗大量的能源，造成空氣污染，影響周邊環(huán)境。以上這幾種干燥法，耗能大、污染空氣，不利于節(jié)能環(huán)保。

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