污泥干化工艺设计比较

污泥干化工艺比较

污泥干化（sludge drying），通过渗滤或蒸发等作用，从污泥中去除大部分含水量的过程，一般指采用污泥干化场（床）等自蒸发设施。

污泥的处理和处置已经成为一个敏感的全球环境问题，污泥干化焚烧可以使污泥的体积减少到最小化（减量90%以上）；可以回收能量，用于污泥自身的干化或发电供热；能够使有机物全部碳化，杀死病原体，使污泥彻底无害化。但污水处理厂产生的污泥因含水率高，不能简单作为发电燃料应用，污泥要作为发电燃料，必须进行干化处理。

干化了的污泥的处理方法相较于湿污泥也灵活多样，它可以作为辅助燃料与煤混合燃烧，提供热能，做到循环利用，也可作为堆肥的辅料等。

1 污泥干化所需能源比较

干化的主要成本在于热能，降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。

干化工艺根据加热方式的不同，其可利用的能源来源有一定区别，一般来说间接加热方式可以使用所有的能源，其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式则因能源种类不同，受到一定限制，其中燃煤炉、焚烧炉的烟气因量大和腐蚀性污染物存在而难以使用，蒸汽因其特性无法利用。

按照能源的成本，从低到高，分列如下：

烟气：来自大型工业、环保基础设施（垃圾焚烧炉、电站、窑炉、化工设施）的废热烟气是零成本能源，如果能够加以利用，是热干化的最佳能源。温度必须高，地点必须近，否则难以利用。

燃煤：非常廉价的能源，以烟气加热导热油或蒸汽，可以获得较高的经济可行性。尾气处理方案是可行的。

热干气：来自化工企业的废能。

沼气：可以直接燃烧供热，价格低廉，也较清洁，但供应不稳定。

蒸汽：清洁，较经济，可以直接全部利用，但是将降低系统效率，提高折旧比例。可以考虑部分利用的方案。

燃油：较为经济，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。

天然气：清洁能源，但是价格最高，以烟气加热导热油或蒸汽，或直接加热利用。

2 污泥干化工艺介绍

目前污泥干化的工艺比较多，有带式干化、薄层干化、流化床干化、桨叶式干化等。

下面主要介绍一下带式干化、薄层干化技术。所需能源为蒸汽。

2.1低温带式干化工艺

带式干化为中低温干化（≦150℃或≦100℃），其余为高温干化（≧200℃）。

2.1.1工艺优点

A、节能：采用热电工段多余的低温蒸汽作为热源，节省大量的热能。

B、安全：污泥本身在蒸发时温度不超过 80℃，因此不存在燃烧、爆炸等危险，因此系统是很安全的。无需对氧浓度进行控制，也无需导入惰性气体。

C、环保：采用闭环环风工艺，工艺气体在干燥设备内循环工作。从干燥腔出来的气体先通过冷凝器将气体进行冷凝，去除水份后再进入干化机，只有少量气体（400m3/h）进入生物过滤器。

2.1.2工艺描述

1）污泥存储与输送

污泥从脱水机出来后，通过输送设备输入一台撬装式料仓(S102)，料仓的体积为20m3，可缓存2天的脱水机产量。料仓的料位采用超声波料位计(LT9210)检测，高低位时报警。料仓底部安装有一台五螺旋湿泥输送机（C101-105），由此设备将污泥输入一台污泥泵（P102），使用多螺旋输送机的优点是可以防止污泥桥架。P102 带干运行保护器，当污泥出现缺料的状况时，定子超温，则系统进行停机并报警。污泥的流量调节通过变频器来进行。输送污泥输送管道采用耐压的无缝不锈钢管，管路直径为 DN200，壁厚为6mm。管路上装有在线压力检测装置，由PLC检测及控制。当压力超过设定值时，表示管道堵塞，需要进行清理，这时停螺杆泵并报警。

2）全封闭管式面条机(GU01/02)

由于污泥的性质不一样，我们选用了全封闭管式面条机。全封闭管式面条机由污泥分配器、管式面条机、旋转刮板及清洗装置组成。污泥泵提供1-8bar的压力，将污泥通过管路输入污泥分配器里。在这里，污泥通过几组柔性连接管路，输入到管式面条机里，然后通过模孔挤压形成面条。内部刮板在旋转时将面条隔断，同时清洁模孔。当模孔出现堵塞时，管路压力升高，这时系统报警，通知操作人员关闭面条机，同时启动备用面条机。面条机为可拆卸式，堵塞的面条机由操作人员拆卸并清洗，然后再安装上，整个过程约1小时。

3）带式干燥器 T101

条状污泥被从面条机GU01连续输入干燥器T1并形成均衡的堆积，并在利用热气进行烘干的同时随同输送带TM101和TM102移动。传动带宽度为2米，为带细长孔的不锈钢板。干燥区域被分割成2个独立的干燥模块，在每给模块里干燥气体流穿过污泥。干燥气体向下吹并与污泥行进方向相反。干燥器传送带TM101和TM102各通过一个0.37KW的电机驱动，并都装有扭矩传感器。在上传送带末端污泥翻转掉在下传送带上，通过干燥腔然后再进入进料腔，在这里污泥掉进排放冷却螺旋输送机C107里。污泥通过上传送带TM101传送通过2个模块时温度逐步上升(110℃ to 140℃)，并将污泥加热到设定的温度（80℃）以实行蒸发过程。然后污泥直接掉在第二个传送带上，在这里完成蒸发过程，并在通过前面几

个模块时逐步降温。最后含固率 90%的干泥通过排放螺旋输送机C107进行冷却排放进入管链输送机TD100，由管链输送机输送到干污泥料仓S104，S104设置有温度和CO检测，并与氮气瓶组相连，在温度或CO浓度升高时开启电磁阀，导入氮气，确保系统安全。最终产品在干污泥仓的堆积密度在600-700kg/m³。可存储外运。

4）热处理过程

由 H104 预热的干燥气体由进气鼓风机 V-101 通过混合室和个一个节气阀输入第 1号模块。再通过抽气鼓风机 V-102 抽出，做横向循环。同时热风在每个腔室内通过循环鼓风机 VT101-102 做纵向循环，在每个腔室内有一个热交换器（HT-101-102），通入的0.45MPa 的蒸汽将循环风进行加热，热风再对污泥进行干燥。PLC 通过检测腔室内的温度来控制蒸汽调节阀的开度，循环风机使干燥气体在模块里循环以保持每个模块里所需的温度，并确保气流以 1 m/秒的速度均匀地穿过干燥器传送带。每个腔室内均安装有一个温度探头（TT9270 - 9273），用以检测腔室内的温度，如果其中任何一个探头检测到温度超过设定的值，则紧急冷却水电磁阀 SV101 打开进行喷淋，同时系统停机并报警。

2.1.3工艺流程