污泥熱干化技術(shù)()

制作：陳浩楠許學(xué)峰張雨指導(dǎo)老師：肖雪峰污泥熱干化技術(shù)第一頁(yè)，共55頁(yè)。01我國(guó)的污泥現(xiàn)狀污泥熱干化的機(jī)理及意義02污泥熱干化技術(shù)04污泥熱干化設(shè)備05污泥熱干化系統(tǒng)06CONTENTS目錄污泥熱干化系統(tǒng)工藝實(shí)例分析07污泥熱干化技術(shù)的研究進(jìn)展03第二頁(yè)，共55頁(yè)。我國(guó)的污泥現(xiàn)狀PresentsituationofsludgeinChina01第三頁(yè)，共55頁(yè)。2

含有大量有機(jī)質(zhì)及多種微生物1污泥產(chǎn)量多3污泥的處置方法主要是填埋污泥性質(zhì)第四頁(yè)，共55頁(yè)。處置方法填埋A干化焚燒B制肥C建材D建材D第五頁(yè)，共55頁(yè)。減量化A穩(wěn)定化B無(wú)害化C資源化D處理污泥的原則和要求第六頁(yè)，共55頁(yè)。經(jīng)濟(jì)安全環(huán)境友好污泥處置的難重點(diǎn)衛(wèi)生填埋，土地利用，焚燒第七頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化的機(jī)理及意義Mechanismsandsignificanceofsludgethermaldryingprocess02第八頁(yè)，共55頁(yè)。熱干化的含義污泥熱干化技術(shù)是指利用熱介質(zhì)(高溫?zé)煔?、蒸汽或?qū)嵊偷?，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的工藝和設(shè)備，直接或間接加熱污泥，使污泥中全部或部分水分蒸發(fā)的一種工藝。第九頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化的意義含水率污水廠：８０％左右，焚燒、堆肥：低于６０％左右。a.污泥干化可以降低污泥含水率b.剩余物質(zhì)穩(wěn)定，惡臭味和病原生物得到極大的去除，c.污泥體積減少，同時(shí)熱值提高，營(yíng)養(yǎng)成份保留d.可作為顆粒肥料，也可進(jìn)一步焚燒及土地改良。e.其熱值可作為替代能源因此，污泥干化是污泥處理處置技術(shù)的前提和關(guān)鍵所在。第十頁(yè)，共55頁(yè)。熱干化處理的缺點(diǎn)處理成本高工藝操作復(fù)雜第十一頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化技術(shù)的研究進(jìn)展Studyprogressonsludgethermaldryingtechnology03第十二頁(yè)，共55頁(yè)。01在上個(gè)世紀(jì)４０年代，美國(guó)、日本和歐洲國(guó)家就開(kāi)始采用轉(zhuǎn)股干化技術(shù)。02８０年代末期，污泥熱干化研究也越來(lái)越成熟，干化設(shè)備不斷改進(jìn)，使污泥熱干化技術(shù)得到迅速發(fā)展和推廣。03１９９４年底歐盟國(guó)家已經(jīng)有１１０家專(zhuān)業(yè)的污泥干化處理廠04２００１年７月英國(guó)頒布了世界上第一個(gè)關(guān)于污泥熱干化處理廠設(shè)計(jì)、運(yùn)行、管理方面的標(biāo)準(zhǔn)國(guó)外熱干化技術(shù)現(xiàn)狀第十三頁(yè)，共55頁(yè)。國(guó)內(nèi)熱干化技術(shù)現(xiàn)狀

最近幾年又涌現(xiàn)出許多新興低溫干化技術(shù)，但這些工藝距大規(guī)模工程應(yīng)用還需要做更多的改進(jìn)和優(yōu)化。上海某環(huán)保公司采用低溫真空干化技術(shù)，可在一套系統(tǒng)內(nèi)連續(xù)地一次性將脫水污泥含水率從９０％降到３０％以下。２００４年底我國(guó)第一座采用污泥干化／焚燒處理工藝的污水處理廠第十四頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化技術(shù)Thesludgethermaldryingprocess04第十五頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化根據(jù)熱介質(zhì)與污泥接觸方式可分為三類(lèi)：01直接加熱式02間接加熱式03直接-間接聯(lián)合式第十六頁(yè)，共55頁(yè)。01直接加熱式對(duì)流干化技術(shù)圖4-1直接加熱式干化示意圖第十七頁(yè)，共55頁(yè)。常用污泥直接熱干化技術(shù)轉(zhuǎn)鼓干化閃蒸式干化帶式干化01直接加熱式缺點(diǎn)1.熱介質(zhì)與污泥直接接觸而受到污染，排出的廢蒸汽及廢水量大。2.所需的熱傳導(dǎo)介質(zhì)體積龐大，能量消耗大。3.工藝復(fù)雜，臭味控制較難。優(yōu)點(diǎn)1.傳熱效率較高，水分蒸發(fā)速率較高。2.干化污泥含固率高達(dá)85%~95%?！谑隧?yè)，共55頁(yè)。02間接加熱式

傳導(dǎo)干化技術(shù)

圖4-2間接加熱式干化示意圖第十九頁(yè)，共55頁(yè)。常用污泥間接熱干化技術(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)式干化立式多盤(pán)干化槳葉式干化優(yōu)點(diǎn)1.介質(zhì)不局限于氣體，可用熱油等。2.尾氣量較小，環(huán)保性能好。3.粉塵濃度較低，含氧量較低。4.電能及熱能消耗較小。缺點(diǎn)1.傳熱效率較低。2.水分蒸發(fā)速率較低。…02間接加熱式第二十頁(yè)，共55頁(yè)。

直接―間接聯(lián)合熱干化是對(duì)流―傳導(dǎo)熱干化技術(shù)的結(jié)合。03直接-間接聯(lián)合式技術(shù)代表流化床干化技術(shù)VOMM渦輪薄層干化技術(shù)第二十一頁(yè)，共55頁(yè)。04污泥熱干化技術(shù)適應(yīng)性分析B安全性分析

A能耗分析C環(huán)境友好性分析D靈活性分析第二十二頁(yè)，共55頁(yè)。A能耗分析01熱能消耗

主要包括污泥升溫和水分汽化所需理論熱量及干化系統(tǒng)的熱能損失，約占運(yùn)行成本的60%。02電能消耗

主要包括干化系統(tǒng)、濕泥和干泥轉(zhuǎn)運(yùn)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)及熱源制熱系統(tǒng)，安全控制及照明系統(tǒng)等。

能源消耗是干化工藝最重要的指標(biāo)，約占系統(tǒng)運(yùn)行成本80%，包括熱能和電能，以每kg水蒸發(fā)量的熱能消耗和電能消耗來(lái)衡量。①熱源類(lèi)型、工藝類(lèi)型及干化效率。②污泥粒度與粘度、污泥初始與最終含水率及熱介質(zhì)的加熱和冷凝等。影響因素優(yōu)先選擇附近可利用的余熱、廢熱，如熱電廠和焚燒站的煙氣。第二十三頁(yè)，共55頁(yè)。B安全性分析

污泥干化過(guò)程中存在粉塵爆炸的危險(xiǎn)；導(dǎo)熱油或者蒸汽等熱源有泄漏和使人燙傷的危害；全干化的污泥可能會(huì)悶燃等。

污泥干化過(guò)程，污泥輸送、混合、篩分、粉碎、儲(chǔ)存等操作都會(huì)產(chǎn)生大量粉塵。

粉塵粒徑越小，比表面積越大，越易點(diǎn)燃，爆炸越強(qiáng)烈。

一般認(rèn)為污泥的粉塵爆炸濃度下限在60g/m3以?xún)?nèi)?？刂品蹓m濃度

一定粉塵濃度條件下，氮?dú)?、二氧化碳、蒸汽能引起燃燒的最低氧含量分別為5%，6%，10%左右。

粉塵易點(diǎn)燃，故降低系統(tǒng)中含氧量是避開(kāi)風(fēng)險(xiǎn)的主要手段。一般要求氧含量低于12%。

指干化系統(tǒng)中的水分含量。

當(dāng)含濕量達(dá)到一定程度時(shí)，即使粉塵濃度和氧含量再高，污泥也無(wú)法被點(diǎn)燃。

含濕量成為提高干化系統(tǒng)安全性的一個(gè)重要手段?？刂坪趿靠刂坪瑵窳康诙捻?yè)，共55頁(yè)。C環(huán)境友好性分析污泥中含有大量有機(jī)成分和有害物質(zhì)，在熱干化過(guò)程中，會(huì)釋放惡臭氣體，造成污染，根據(jù)污泥處理無(wú)害化原則，必須妥善處理。

根據(jù)污泥干化過(guò)程中BTEX的釋放特征實(shí)驗(yàn)研究，大部分BTEX在干化溫度高于150℃時(shí)開(kāi)始釋放，并隨干化溫度升高，釋放量逐漸增加。因此，適宜的干化工藝，合理的干化溫度，可減少污泥有害物質(zhì)的釋放。

直接加熱干化技術(shù)可采用氣體循環(huán)回用設(shè)計(jì)；間接加熱干化技術(shù)可采用閉路循環(huán)；

設(shè)置尾氣處理系統(tǒng)，防止干化廢氣的泄露。第二十五頁(yè)，共55頁(yè)。D靈活性分析指干化技術(shù)在高效、穩(wěn)定地滿足干化產(chǎn)品含水率的前提下，適應(yīng)污泥的泥質(zhì)、初始含水率波動(dòng)的性能。污泥來(lái)源不同，污泥初始含水率及污泥粒度、粘度等差別較大，對(duì)干化工藝和設(shè)備的長(zhǎng)期、穩(wěn)定和安全運(yùn)行有較大影響。如部分干化技術(shù)無(wú)法直接干化機(jī)械脫水的污泥，需采用干泥返混將含水率降到50%左右后，再進(jìn)入干化機(jī)進(jìn)一步干化。污泥干化是污泥資源化利用的第一步，而干化污泥含水率應(yīng)根據(jù)干化產(chǎn)品后續(xù)處置和利用的需求而定。即應(yīng)根據(jù)“以處置定干化”的原則，合理選擇污泥干化工藝。第二十六頁(yè)，共55頁(yè)。E常用污泥熱干化技術(shù)適應(yīng)性比較小結(jié)：綜合考慮能耗、安全性、環(huán)境友好性和靈活性，推薦轉(zhuǎn)盤(pán)干化技術(shù)作為污泥干化

主導(dǎo)工藝，因其具有如下特點(diǎn)：①能耗低；②安全性高；③環(huán)境友好；④靈活性高。第二十七頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化設(shè)備Sludgethermaldryingprocessequipment05第二十八頁(yè)，共55頁(yè)。轉(zhuǎn)鼓（筒）式干化設(shè)備5.1第二十九頁(yè)，共55頁(yè)。轉(zhuǎn)鼓（筒）式干化設(shè)備5.1帶返料系統(tǒng)、直接加熱轉(zhuǎn)鼓式污泥干化系統(tǒng)：優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大，干燥時(shí)間短，出料含濕量低，由于物料在氣流中高度分散，顆粒的全部表面積為干燥的有效面積。缺點(diǎn)：能耗大，熱風(fēng)量大，冷凝水處理量大，投資運(yùn)行成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大。第三十頁(yè)，共55頁(yè)。雙槳葉式干化工藝設(shè)備5.2第三十一頁(yè)，共55頁(yè)。雙槳葉式干化工藝設(shè)備5.2槳葉式干化機(jī)的特點(diǎn)：(1)單位體積設(shè)備傳熱面大，設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。(2)由于無(wú)需空氣循環(huán)，設(shè)備內(nèi)部含氧量低，且工況較平和，工作溫度較低，裝置較為安全可靠。(3)尾氣溫度高，能量可部分回收。(4)出泥較靈活，既可實(shí)現(xiàn)半干化，也可實(shí)現(xiàn)全干化。第三十二頁(yè)，共55頁(yè)。雙槳葉式干化工藝設(shè)備5.2槳葉式干化機(jī)的缺點(diǎn)：(1)干燥器本身幾乎沒(méi)有軸向推力，物料機(jī)械清空存在難度。(2)國(guó)內(nèi)各城市污水處理廠污泥含砂量普遍高于國(guó)外，例如重慶地區(qū)甚至可高達(dá)40%，即污泥與槳葉及內(nèi)壁接觸的面積約五分之二都是砂粒，其磨損的風(fēng)險(xiǎn)相當(dāng)大。(3)換熱面容易結(jié)垢。第三十三頁(yè)，共55頁(yè)。流化床干化工藝設(shè)備5.3

著名流化床系統(tǒng)生產(chǎn)商有德國(guó)WABAG公司和安德里茨公司。

目前我國(guó)采用流化床干化技術(shù)干化污泥的主要有上海石洞口污水處理廠，日處理污泥超過(guò)200t，干化后含水率在10%以下；北京市清河污水處理廠污泥干化系統(tǒng)，日處理污泥400t。第三十四頁(yè)，共55頁(yè)。流化床干化工藝設(shè)備5.3第三十五頁(yè)，共55頁(yè)。流化床干化工藝設(shè)備5.3工藝特性：(1)整個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)低氧含量（0%～3%體積比）密閉的空氣回路中運(yùn)行，安全可靠，氧含量大大低于燃點(diǎn)。(2)整個(gè)流化床干化機(jī)包括氣體回路系統(tǒng)均由標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備組成（如風(fēng)扇、氣鎖閥、螺旋輸送、容器罐等），運(yùn)行和維護(hù)低成本。(3)長(zhǎng)時(shí)間的停留以及自身的熱容量，保證了物料相同的干燥效果；(4)尾氣量較小，冷凝廢水量也較小。第三十六頁(yè)，共55頁(yè)。流化床干化工藝設(shè)備5.3流化床工藝的缺點(diǎn)：(1)流化床出泥含固率不能靈活調(diào)整，一般為92%左右，需對(duì)污泥進(jìn)行“返混”，增加設(shè)備投資。(2)流化床中污泥處于快速流動(dòng)狀態(tài)，其不可避免的會(huì)與底部的金屬盤(pán)管發(fā)生劇烈摩擦，造成盤(pán)管的更換，如污泥含砂量高，其更換的周期將大大縮短，勢(shì)必增加設(shè)備投資，從而增加設(shè)備運(yùn)行費(fèi)。第三十七頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化系統(tǒng)Sludgethermaldryingprocesssystem06第三十八頁(yè)，共55頁(yè)。

系統(tǒng)組成6.1污泥熱干化系統(tǒng)進(jìn)料及預(yù)處理裝置干燥產(chǎn)物預(yù)處理及處理裝置干燥器空氣污染及臭氣控制裝置熱發(fā)生器第三十九頁(yè)，共55頁(yè)。A熱發(fā)生器任何熱干燥系統(tǒng)都需要利用外部能量來(lái)加熱干燥介質(zhì)。A直接干燥系統(tǒng)：加熱的干燥介質(zhì)一般為空氣。C間接干燥系統(tǒng)：加熱的干燥介質(zhì)可以是熱油、蒸汽等。B

焚燒后高溫?zé)煔?、過(guò)熱蒸汽及某些系統(tǒng)排出的尾氣中都含有大量的可利用余熱。

熱發(fā)生器通常是一個(gè)柱狀的耐火室，它的前端有燃料燃燒器。熱介質(zhì)通常在特定的容器內(nèi)加熱。第四十頁(yè)，共55頁(yè)。B進(jìn)料預(yù)處理及處置裝置每個(gè)熱干燥系統(tǒng)都需要在物料進(jìn)入系統(tǒng)之前進(jìn)行預(yù)處理。剩余污泥機(jī)械脫水干燥器系統(tǒng)中再循環(huán)的干燥物質(zhì)混合混合器單傳動(dòng)軸雙傳動(dòng)軸第四十一頁(yè)，共55頁(yè)。C干燥產(chǎn)物的預(yù)處理及處置裝置以生產(chǎn)柱狀顆粒產(chǎn)物為主的現(xiàn)代熱干燥系統(tǒng)中，柱狀顆粒產(chǎn)物（干燥產(chǎn)物的TS≧90%）被排出后通常要進(jìn)行以下處理：干燥顆粒產(chǎn)物具有良好的分離效果、尺寸合適的顆粒冷卻到30℃后貯存出售細(xì)小的顆粒返回到混合器中參與再循環(huán)尺寸過(guò)大的顆粒粉碎第四十二頁(yè)，共55頁(yè)。D空氣污染及臭氣控制裝置在加熱干燥處理系統(tǒng)中，對(duì)于粉塵及氣體污染物如臭氣等成分的控制是十分必要的。特別是空氣污染越來(lái)越嚴(yán)重、臭氣排放要求日趨嚴(yán)格的今天，采取相應(yīng)的措施是必不可少的。除粉塵的裝置①旋風(fēng)分離器；②纖維膜、濕式洗滌；③再焚燒。臭氣污染控制①化學(xué)洗滌法，如采用氧化劑硫酸、苛性鈉、次氯酸鈉等氧化劑來(lái)控制氨氣、硫化氫及某些惡臭有機(jī)氣體；②采用二次燃燒器使有機(jī)廢氣及臭氣排放得到顯著改善。第四十三頁(yè)，共55頁(yè)。污泥熱干化系統(tǒng)工藝實(shí)例分析Ofsludgethermaldryingtechnologyengineeringexamplesanalysis07第四十四頁(yè)，共55頁(yè)。工程背景介紹7.1污泥處理工藝：污泥熱干化＋焚燒處理。熱源：采用熱電站產(chǎn)生的飽和蒸汽作為干化熱源。干化污泥去處：半干化后的污泥運(yùn)至熱電站與燃煤混合焚燒處置。工程規(guī)模：處理污泥量20t/d。工程所在地：靖江市城市污水處理廠

污水來(lái)源：靖江市城南工業(yè)園區(qū)廢水和城區(qū)生活污水。工程概況造粒盤(pán)式干化，又叫新型珍珠工藝第四十五頁(yè)，共55頁(yè)。污泥首先經(jīng)機(jī)械脫水至含水率８０％左右后，泵送至造粒干化機(jī)中熱干化至含水率４０％，后送至熱電站焚燒處置。流程如圖7-1所示。工藝流程7.2圖7-1污泥半干化+焚燒處理工藝流程第四十六頁(yè)，共55頁(yè)。

如圖7-2所示為間接加熱污泥立式造粒圓盤(pán)干化設(shè)備工藝原理。該設(shè)備采用二級(jí)處理工藝，前一級(jí)為造粒干化系統(tǒng)，造粒后的污泥顆粒直接落入圓盤(pán)式二級(jí)干化系統(tǒng)，造粒干化部分和圓盤(pán)干化部分采用垂直疊加式。工藝原理7.3圖7-2新型珍珠工藝設(shè)備原理示意（疊加式）第四十七頁(yè)，共55頁(yè)。工藝原理7.3圖7-3單組切割齒輪造粒工藝原理造粒干化系統(tǒng)工藝原理如圖7-3所示。第四十八頁(yè)，共55頁(yè)。工藝原理7.3圓盤(pán)干化系統(tǒng)工藝原理如圖7-4所示。圖7-4圓盤(pán)干化工藝原理第四十九頁(yè)，共55頁(yè)。廢氣處理系統(tǒng)7.4旋風(fēng)除塵器生物除臭冷凝器化學(xué)除臭除塵