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干燥设备内容
加大城市环保力度,城市污水处理中污泥干燥设备新技术的研究开发和应用
作者:顾志军 | 原创 来源:常州干燥机 | 时间2011年4月13日

众所周知,城市污水处理厂是城市环境保护的重要设施。而城市污水处理厂所产生的污泥已成为影响城市市容环境的一大公害。一座40万吨/天污水处理厂一天能产生含水 85%~90%的污泥400吨,中等城市一般都有两到三座类似规模的污水处理厂,一天可生产800~1200吨含水污泥。传统污泥处理方式之一的向海洋投放已被禁止;填埋则由于占地多、潜在生物可利用率低、渗滤液污染地下水以及存在后处理费用等问题,应用受到了极大的限制。堆场已是历史遗留的疾患,将被彻底淘汰。

未来的10年是我国污水处理厂大量兴建的时期,预计全国将建成上千座污水处理厂,每座厂每天要排放剩余污泥数百吨乃至上万吨。如何处理好、利用好这些数量巨大的污泥,化害为利,已是当务之急。

传统的污泥处理技术:浓缩、稳定化、脱水、干燥。浓缩和脱水只能将污泥含水率由99%降至80%左右。而污泥含水率只有降至40%~50%以下才能应用。发达国家正逐步要求污泥的含水率降20%~ 30%,这样可避免微生物作用而发霉和发臭,使污泥处于稳定状态。因此,开发、研究、应用先进有效的污泥干燥技术已是当务之急。

根据许多污水处理厂的要求,我院于2002年开始污泥干燥设备新技术及装备的研究、开发与应用。

2 干燥后的污泥应用市场需求预测 污泥干燥能与干燥污泥的应用同时进行,才有更实际的社会效益和经济效益。

2.1干燥污泥的农业应用

城市污水处理厂污泥一般含重金属及有毒成分的浓度都较低,且含有N、P等农作物生长所必须的肥料成分,其中有机腐殖质是良好的土壤改良剂。将污泥直接干燥成颗粒或制成有机颗粒肥、有机复合肥和有机微生物肥,施用于小麦、玉米、蔬菜、果木,增产效果显著。
 
2.2干燥污泥焚灰的应用 污泥中含有一定的有机成分,经脱水干燥后的污泥可进行焚烧处理。在日本该方法占污泥处理总 量的60%以上,欧盟也在10%以上。英国、比利时等国家均有应用。

干燥污泥的焚烧接近劣质煤燃烧,为防止焚烧过程产生二恶英等有毒气体,焚烧温度应高于850℃。污泥焚烧所产生的焚烧灰具有吸水性、凝固性,可用于改良土壤,可用来筑路,也可以作为混凝土混料的细填料使用,具有很好的商业价值。
 
2.3干燥污泥可做燃料

在波兰,genesis公司已将干燥污泥转变为颗粒燃料,其热值和褐煤相当。在污泥中加入引燃剂、催化剂、疏松剂和固硫剂制成合成燃料,可用于工业和生活锅炉,燃烧稳定,是污泥有效利用的一种理想途径。波兰的Hyder环保公司,将干燥污泥作为沸腾炉燃料,用以产生高压蒸汽,推动蒸汽机发电。

我国将干燥污泥做成肥料,已有实验应用数据,有待进一步研究推广。另有生产厂将干燥污泥做成陶粒,作为瓷砖原料,有较好的经济效益。
 
3 国内外污泥干燥装置的基本类型

3.1滚筒干燥机

传统的滚筒干燥机内设置旋料板、举式抄料板、阻料圈、蒸汽管等,外置多种震锤,以燃烧炉产生的烟道气为干燥介质。该装置适应性强,易工业化,但生产设备庞大,占地面积大,干燥时间长。当含水率高于60%时污泥容易粘壁。奥地利、美国、德国、英国和国内少数几家污水处理厂有滚筒干燥污泥装置。
 
3.2立式圆盘耙式造粒干燥机

基本结构在干燥圆筒内设置多层加热圆盘,圆盘上放置湿污泥并安装有耙式搅拌机构,圆盘内通热油或加热蒸汽,在耙齿的搅动下,污泥干燥成粒。本干燥方法要求湿污泥含水率低于50%。该装置在日本、西班牙、加拿大已获工业应用。
 
3.3竖式粉碎气流干燥机

其基本结构是在干燥机筒壁装有定子,搅拌器上装有转子,粉碎被干燥物料,尽可能变物料内部水分为表面水,并使气流有足够的流速,以达到提高传质传热效果和提高生产能力。
 
4 污泥干燥新技术方案的选定

由于被干燥物料的种类繁多,形态悬殊,性质各异,所以选择干燥技术方案必须根据物料的状态(液状、粉状或膏糊状)、物料的物理化学性质(如热敏性、可燃性、氧化性、酸碱性、吸水性、黏附性、触变性、毒性、密度、粒度分布等)、物料与水分结合的性质是表面水还是化学结合水来确定。

对于含水率在80%的河水污泥,由于有高分子絮凝剂的存在,使得物料非常黏稠,不易分散;在干燥过程会产生结壳现象,因而会阻碍水分的蒸发。针对这种性质,在参考国内外污泥干燥技术的基础上,结合我院Ф200mm旋流喷动干燥机对300多种实物的干燥实践经验,选定流化搅拌干燥机作为试验开发装置。

5 流化搅拌干燥机

5.1流化搅拌干燥机的基本特点

⑴在流化床的气体分布板上装有一定厚度的干燥底料,可防止高湿污泥在干燥过程的黏附,有利于流化床内流体与固体颗粒的充分混合,强化了两相间的传热和传质,具有很高的热容系数,生产能力大。

⑵物料在干燥机内的停留时间可按工艺要求进行调整,因而可控制产品的水分和粒度。

⑶干燥机内设置有多孔型分布板,使气体通过小孔获得比较高的初始线速度,有利于减轻或消除湿污泥的黏附。

⑷在干燥机下部设置了对齿形粉碎式搅拌器,可防止大块物料的聚结。

⑸在干燥机的上部设置有扩大段,可以截留住较粗颗粒,减轻后续捕集系统的负荷。

⑹可根据干品水分及粒度的要求,在不同的高度设置溢流口,使不同粒径物料分别予以排放。

【全文完】