污泥干化处理技术与设备

污泥干化处理技术与设备

一、污泥干燥焚烧

污泥焚烧工艺根据焚烧方式又分为直接焚烧和干燥焚烧两种。

污泥的直接焚烧是将高湿污泥在辅助燃料作为热源的情况下直接在焚烧炉

内焚烧。由于污泥的含水量大、热值低，只有加入辅助燃料（煤、重油、柴油等）的情况下，污泥才能燃烧，耗费大量能源。由于污泥含水量大，焚烧后的尾气量也比较大，后续尾气处理需要庞大的设备，操作控制难度大，相应造成后续喷淋塔、除雾塔等设备处理量大大增加，同时使设备投资和系统运行费用大大提高。

为了降低污泥处理运行费用和提高污泥焚烧效率，将污泥的直接焚烧改造为污泥经干燥后焚烧，因此需要配套污泥干燥设备系统。

污泥的干燥焚烧目的是高效、安全的实现污泥的完全矿化。在焚烧工艺前面采用污泥干燥工艺的目的是实现污泥的减量化，节省后续焚烧处置的费用。污泥中大量的水分在干燥阶段被除去，后续的焚烧炉将比直接燃烧时的体积减小，尾气处理系统在设备体积减小的同时，由于水蒸气含量的减少，处理难度会降低而效率会增加。

污泥干燥焚烧把污泥中的水分进行干燥处理后，配以适当比例的煤灰，焚烧产生热能发电。虽然一次性投资稍高，但由于它具有其它工艺不可代替的优点，特别在污泥量的消减上，卫生化，最终出路上，处置占地面积上，都有其他工艺无法比拟的优势，是一种污泥最终出路的解决办法，在污泥的最终处置方面将有着广泛的前景。

污泥的干燥最早是在二十世纪四十年代开发的，经过几十年的发展，污泥干燥的优点正逐渐显现出来：干燥后的污泥与湿污泥相比，可以大幅度减小体积，从而减小了储存空间，以含水的湿污泥为例，干燥至含水30%时，体积可以减小；形成颗粒或粉状的稳定产品，使污泥形状大大改善；最终产品无臭且无病原体，

减轻了污泥的有关负面效应，使处理的污泥更容易被接受；干化后的高热值污泥也可以替代能源，实现变废为宝。

1、污泥干燥的机理

干燥是为了去除水分，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。

2、干化包括哪些必要的工艺步骤？

污泥干化的目的在于去掉湿泥中的部分水分，以适应不同的处置要求。

干化意味着在单位时间里将一定数量的热能传给物料所含的湿分，这些湿分受热后汽化，与物料分离，失去湿分的物料与汽化的湿分被分别收集起来，这就是干化的工艺过程。

从设备角度来描述这一过程，包括上料、干化、气固分离、粉尘捕集、湿分冷凝、固体输送和储存等。

如果因物料的性质（粘度、含水率等）可能造成干化工艺的不稳定性的（如黏着、结块等），则有必要采用部分干化后产品与湿物料混合的工艺（返料、干泥返混）。此时，在上料之前和固体输送之后应相应增加输送、储存、分离、粉碎、筛分、提升、混合、上料等设备。

3、干化区分间接或直接加热方式

直接和间接加热方式的划分在于热源利用的形式区别，具体来说就是直接作为介质还是间接对换热的介质进行加热。

干化是依靠热量来完成的，热量一般都是能源燃烧产生的。燃烧产生的热量存在于烟道气中，这部分热量的利用形式有两类：

(1) 直接利用：将高温烟道气直接引入干燥器，通过气体与湿物料的接触、对流进行换热。这种做法的特点是热量利用的效率高，但是如果被干化的物料具有污染物性质，也将带来排放问题，因高温烟道气的进入是持续的，因此也造成同等流量的、与物料有过直接接触的废气必须经特殊处理后排放。

(2) 间接利用：将高温烟道气的热量通过热交换器，传给某种介质，这些介质可能是导热油、蒸汽或者空气。介质在一个封闭的回路中循环，与被干化的物料没有接触。热量被部分利用后的烟道气正常排放。间接利用存在一定的热损失。

对干化工艺来说，直接或间接加热具有不同的热效率损失，也具有不同的环境影响，是进行项目环评和经济性考察的重要内容。

4、污泥干燥（干化）设备

污泥干化设备有许多不同的种类，其中常见的类型有：

（1）直接加热式。原理为对流加热，代表设备有转鼓、流化床等；

（2）间接加热式。原理为传导或接触加热，代表设备有螺旋、圆盘、薄层、碟片、桨式等；

（3）热辐射加热式。有带式、螺旋式等。

二、下面介绍二种污泥干化技术与设备

(一)南大紫金专用回转式污泥干化系统

1、工艺流程图

2、设备效果图

湿污泥

专用干化设备

干污泥

3、业绩案例

（1）常州雕庄污泥处理厂污泥处理工程

∙印染污泥无害化、减量化、资源化；

∙对含水率80%污泥脱水处理；

∙设计日处理量为200吨；

∙制成高热值的辅助燃料燃烧颗粒。

（2）江苏尼高建材有限公司污泥处理工程

∙市政污泥无害化、减量化、资源化；

∙高温干化工艺，对含水率80%污泥脱水处理；

∙污泥分级特殊工艺处理；

∙日处理量为200吨；

∙制成干燥颗粒用于辅助燃料、干粉砂浆配料。

4、工艺说明

（1）干化污泥含水率：

本项目针对污水处理厂经过压滤的污泥，采用集中处理的方式，建造污泥干化处理厂，将含水率80%的污泥干化至30%左右，然后输出到锅炉作燃料与煤混合焚烧，或制砖等资源化利用。

（2）处理方法：

本方案采用回转干燥机处理高湿污泥。回转筒干燥机与其他干燥设备相比，生产能力大，可连续操作，结构简单，操作方便，故障少，维修费用低，适用范围广，流体阻力小，可以用它干燥颗料状物料，对于那些附着性大的物料也很有利，操作弹性大，生产上允许产品的流量有较大波动范围，不会影响产品的质量，清扫容易。

首先将污泥由上料机输送到回转筒干燥机的进料斗内，然后由推料设备将污泥推入回转筒干燥机内，干燥机内污泥同一定温度(℃)的烟气接触，经过干燥机的搅动使污泥与热烟气接触，达到污泥烘干的目的。干燥后的污泥从干燥机的尾部排出，然后输出到锅炉作燃料与煤混合焚烧。

本方案采用中高温干燥污泥，自配燃煤热风炉，一条生产线需一段干燥回转干燥机或二级干燥，可大大节省设备投资和厂房占地，减少污泥进料、出料输送长度，因为自配燃煤热风炉，供热温度高，干燥污泥效率也高。

（3）采用电厂烟气供热低温干燥是否更为节能？

采用低温干燥，意味着将干化采用的热介质温度降低。在污泥干化中，由于热传导系统中介质处于闭环状态，热量的散失无论高温或低温，没有太多的变化。形成较大区别的在于热对流，采用中高温或低温气体，向介质中输入热量的效率存在一定差别，而比较极端的则可连加热都省去，直接采用环境空气。

干燥的形成是由两个基本过程组成的：汽化和传质。前者的推动力主要是水蒸汽压差，只要湿物料表面的水蒸汽压高于介质气体，就会形成蒸发。而后者的推动力则主要依靠温度，压差的影响很小，而没有一定的温度，这种压差则更微不足道。