污泥两级干化工艺在城市污水厂中的应用

2017-12-04

       关键词:污水处理厂,污泥干化,温度,含水率

abstract】:From the perspective of sustainable development strategythe environmental protection construction should be synchronized with economic construction and the construction of sludge treatment facilities should also be synchronized with the development of the whole region and the construction of sewage treatment facilities. Compared with the traditional process, the ChongQing JiGuanshi Sewage treatment plant’s sludge drying system for effective treatment the dewatered sludge is more environmentally friendly and more scientific and more advanced. Further improve the environmental situation in Chongqing and Improve people's living environment quality and promote sustained and stable development of regional economy for the environmental governance contribute to the overall goal.

key words】:Sewage treatment plant, Sludge drying, Temperature, Moisture content.

随着城市的快速发展城市污水、污泥的产生量与日俱增。目前污水厂污水脱水后的污泥大部分采取填埋、倾倒处理使污泥变成了二次污染。近年来人们对环保意识的增强以及国家对环保事业的重视和加大投入,污泥的干化处理和再利用性是我们当代人肩负的责任和时代发展的一种趋势。

在充分的市场调研和泥质分析的基础上,经过对国际上较为先进的多种典型污泥干化工艺的甄选,立足于设备先进性、可靠性、耐磨性、安全性、规模化运行的自动化程度等多方面,优选出薄层干化加分配带式干燥机的两段法污泥干化工艺。该系统需处理的脱水后湿污泥含水率约76%污泥处理规模为460t/d,将服务于污水处理规模为80m3/d的重庆鸡冠石污水处理厂内,最终达到90%以上含固率的干泥。

一、污泥处理的目的

污水处理过程中产生的污泥,含水率较高体积较大不便于污泥的运输,有机物含量较高,不稳定,易腐化,含有大量有毒有害物质,若不进行处理将造成环境污染。因此必须进行必要的污泥处置。污泥处置后污泥将变得更加稳定化、减量化、无害化与资源化,还可利用污泥中的可用物质化害为利、回收能源和资源。

二、工艺特性

本工艺采用创新性的两级干化工艺(一级处理后污泥干度达到50%左右,随后二级干化处理后污泥干度达到7590%),使得污泥在第一处理阶段具有可塑性时已经形成颗粒,然后在第二阶段进行进一步的干化处理。其优点如下:

1、安全运行

污泥在可塑性阶段形成颗粒以及带式干化机的独特设计确保了该工艺无尘,其设备本身更加安全可靠。低温操作、不含粉尘以及封闭的环境都是对安全性的保证。该工艺防止了颗粒燃烧和引发爆炸的风险。

2、低能耗

基于污泥在干燥带上的分配,和热空气的最大的接触面积,系统具有很高的干化效率。两段法工艺的热量回收系统将薄层蒸发器产生的蒸汽能量进行回收,用于加热带式干燥机的空气,这样可以降低整个系统的能耗,和其他传统处理系统相比可节省高达30%的能耗。

3、封闭空气回路

和采用直接加热的干燥系统相比,两段法工艺系统需要补充的新鲜空气量很少,封闭空气回路的使用也大大降低了废气排放量。

4、工艺简单可靠

两段法干化工艺所需设备量少,这样简化安装、操作和维护。因为启动简单和全自动化运行方式,可节省大量人力等方面的花费。

5、无需污泥颗粒返混

两段法污泥干化系统不需要返混污泥颗粒进行二级干化处理。众所周知,返混容易产生粉尘,且粉尘是公认的产生爆炸的原因。两段法工艺保证不论进泥泥质如何变化,污泥颗粒一次性形成,无需返混。通过在第二处理阶段进行适当调整,还可产生不同干度的干污泥颗粒。

6、有效克服磨损

薄层干化机内污泥含水率较高,对设备磨损较小,当污泥含固率提高至55%后,其进入后续的分配带式干化机,带机内污泥与接触面几乎没有相对运动,也就没有磨损发生。

三、污泥处理系统的组成及分类

该系统按工艺流程分成进泥、加热、干化、干污泥输送、干污泥存储、除臭等其他辅助系统。下面就各系统做具体分析说明。

1、进泥系统

含水污泥经过脱水机处理后含水率在75%左右,通过柱塞泵以及输送机将湿污泥注入三个紧挨的地埋式湿泥料仓。每格料仓底部设置有高压螺杆泵,将脱水污泥直接输送入干化系统内。三个湿污泥料仓分别一一对应三套干化机系统。由干化系统通过PLC自控发要泥命令到湿污泥料仓系统PLC然后打开料仓底部刀闸阀并启动高压螺杆泵注入干化机。

2、加热系统

污泥干化是依靠热量来完成的。本系统是燃烧燃气加热热油再通过热交换加热污泥实现湿污泥的升温。这种间接加热温度一般低于120℃,污泥中的有机物不易于分解,能大大改善生产环境,且废气处理量小。热油锅炉配备的是双燃料燃烧器,即每个热油加热器都有两个点火枪。一个用于厂内厌氧消化产生的沼气、一个用于外接的天然气,两种燃料可随时切换起到双保险供气保证稳定运行。加热器的所有管路及其他热传组件均由锅炉的结构钢制造而成且管道外包裹保温棉。

3、干化系统

干化系统主要由薄层蒸发器、切碎机和分配带式干燥机组成。

3.1、薄层蒸发器

在第一级脱水污泥由进泥螺杆泵连续注入水平薄层蒸发器中。蒸发器的旋转叶片将污泥涂成薄层紧贴在中空的壳体内壁。导热油在中空壳体间循环流动,对附着在内壁的污泥加热。污泥含固率提高到约56%,由于仍然处于塑性阶段,所以第一级没有粉尘产生。薄层干化机在低温下工作,污泥温度约为8595,蒸汽温度约为110

3.2、切碎机

半干化的污泥在薄层蒸发器的出口处直接落入切碎机的挤压装置。该切碎机由一个转轮制成,可将污泥挤压通过一个打有10mm孔洞的弯曲格网挤压成型。此时的污泥呈塑化状态,具有延展性。在被挤压通过格网时污泥可形成8mm直径面条状的污泥串。切碎机配备有自动化气动格栅更换系统,由电机上的扭矩传感器进行控制。当格栅变脏后,会自动拉并用清洁的格栅替换。脏的格栅由操作员简单操作进行清洗,然后准备好进行下一次的置换。在切碎机的出口处,成型污泥含固率约56%

3.3、分配带式干燥机

切碎机出口污泥串将落在传输带上,随后被送入分配带式干燥机。带式干燥机包括几个缓慢移动的孔板传输带,传输带安装在一个完全隔离的保护外罩中且上下平行放置。传输带在轻微的负压下运行,以防止干燥机出现空气泄漏情况。切碎机制成的污泥串通过传输带的缓慢移动平均分布到带式干燥机的上层传输带上。预成型的颗粒在传输带上形成一层,热空气逆向扫过该污泥层,使其干化并达到所要求的干度水平。在本干化工艺阶段,污泥的温度保持在90°C左右,热空气的最高温度达到105°C。位于干燥机底端的最后一节传送带将污泥送入一个冷却区,冷却区有冷空气循环。在带式干燥机出口处的颗粒温度为40-50°C,可进行安全处理贮存。

3.4、干污泥输送系统

颗粒污泥在干化分配带出口处直接落入一个倒Y型分配器,该分配器有两

个出口,分别对应两条链斗输送机,每个出口处安装有一台电动闸板阀。链斗输送机并排布置,一用一备保证单台输送设备发生故障时,不影响到污泥处理厂的正常运行。两台链斗输送机全封闭设计,为Z字型,可将干化污泥直接输送至干污泥存储料仓顶进料口,再通过进料口的电动闸板阀的开关选择进入哪个料仓。

3.5、干污泥存储系统

本系统设置了两座干污泥料仓,起到缓冲和暂时储存的功能,能储存大于一天的干泥生产量。每座料仓可以容纳16hr的干化污泥。经带式干化机干化后的污泥堆密度在0.55t/m3左右,全部输送至干泥料仓。在干泥料仓装车卸料口设有散装机,在散装机顶部设有过滤器和抽风机,污泥卸料装车过程中开启抽风机,将卸料过程可能产生的扬尘经过滤净化后向大气排放,保证系统操作卫生安全。

3.6、除臭系统

污泥干化车间产生的H2SNH3、硫醇、有机硫化物、胺类等微量有机组分气体为恶臭气体控制的主要污染物。因此本系统设置了臭气处理系统,负责对湿泥地埋式料仓、切碎机间、干化机房、干泥料仓等收集的臭气进行除臭处理。本系统的除臭装置采用了化学洗涤法除臭和生物除臭并用。其中化学洗涤除臭技术亦称逆流式酸碱气净化技术,是将恶臭气体通过洗涤塔用酸和碱洗涤进行脱臭。通常,水洗只能去除可溶或部分微溶于水的恶臭物质。碱洗则适于去除硫化氢、低级脂肪酸等酸性恶臭物质。生物法即是利用微生物的新陈代谢活动将恶臭物质分解转化为无臭或少臭物质,适用于处理本系统中气量较大的场合。臭气经过化学及生物除臭后最终达到释放标准。

四、结语

面对着污泥对环境的危害,对污泥进行处理变得越来越重要。通过污泥干化工艺可对含水率约75%的湿污泥干化到90%以上含固率的干泥。污泥干化技术安全可靠,为解决城市污泥无害化处理及再利用找到了一个合适的解决办法。为生态环境的保护与合理的资源整合创出一条新思路,为环保事业的可持续性发展解决了一个老大难的课题,该技术将成为走进国际前沿的城市污泥无害化及资源利用的最有效的技术手段之一。

 

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