在我国,随着国家经济实力的增强,国民环保意识的提高,城市污水处理行业得到迅速发展,城市污泥的产量与日俱增,污泥的处置和开发利用问题日益为人们所关注。污泥的干化处理,使污泥农用、作为燃料使用、焚烧乃至为减少填埋场地等处理方法成为可能。污泥干燥技术的完善与革新,直接推动了污泥处置手段的发展,拓展了污泥处置手段的选择范围,使之在安全性、可靠性、可持续性等方面得到越来越可靠的保证。
随着国内污泥处理市场的启动,各种污泥干燥设备应运而生,但污泥的干化处理需要消耗大量的热源,提高了污泥的处置成本。各种污泥干燥设备特性如何,处理规模与污泥干燥设备选型的关系,如何得到一套技术成熟、投资与操作费用最佳组合的干燥系统,是本文要探讨的关键点。
1、带有内破碎装置的回转圆筒干燥机
该烘干机采用直接干燥技术,将烟道气与污泥直接进行接触混合,使污泥中的水分得以蒸发并最终得到干污泥产品。
该机的主体部分为:与水平线略呈倾斜的旋转圆筒,烘干方式采用顺流式烘干。物料经供料装置从回转式转筒的上端送入,在转筒内抄板的翻动下(5~8r/min)与同一端进入的流速为1.2~1.3m/s、温度为700℃的热气流接触混合,滚筒中部设旋转的破碎搅拌翼,能使进入烘干机内的物料迅速被打碎,特别是有一定粘性的大块物料,可碎成小块,以便和热风充分接触,提高干燥效率,小块物料进一步碎成粒状,经20~60min的处理,干污泥经出料口输送出来。最终得到含水率低于14%的干污泥产品。
1.1 设备特点
通过破碎搅拌装置和圆筒回转的复合效果,使总传热系数提高至普通回转干燥机的2~3倍,可达300~500Kcal/m 3.n.℃。破碎搅拌装置破碎物料,物料和热风的接触面积增大,同时亦防止了热风的短路,使热风的热量得到充分利用。由于城市污水厂的污泥在脱水的过程中投加了絮凝剂,使污泥粘性增大,在烘干过程中容易结块,既影响了烘干的效果,又增加了利用的难度(需上一套泥块破碎设备)。在本干燥设备中,通过搅拌破碎装置和筒内的窑式活动板作用,使泥块结硬之前就被破碎,最终的出料为粉粒状产品,使污泥的后续处理或利用工序更加简便。
1.2 该设备缺点
污泥刚进入干燥机时,含湿量很大,一般在80%左右,此时应是蒸发量最大,干燥效率最高点。但由于此时无法破碎,污泥与热空气弥散接触度很低,蒸发效率很低。待破碎机发挥作用时,物料水分一般在40%以下,这时物料已运行到回转圆筒的半程以上,导致有效空间不能充分发挥作用。对于出机水分要求较高的场合(如50%),干燥效率就更低,一般都会过干而造成浪费。与污泥进行过热交换的废气,一般在100度左右排入大气,浪费了大量热源,增大了操作成本,还导致了大气的污染。
1.3 适应规模
带内破碎装置的回转圆筒干燥机,设备一次性投资适中,土建投资较高,能耗较大,适用于单机处理能力在5吨/小时以下,终水分要求较低(小于20%)的污泥干燥项目中。
2、设有内件的流化床
该机采用热风直接加热与内件传导加热的复合加热方式,对污泥进行连续干燥,在固定流化床内装有布局各异的换热管束,管束内通入锅炉蒸汽,锅炉蒸汽是加热介质。空气经过设置在流化床外部的蒸汽加热器加热后进入流化床,在床内吹动加入的污泥,使之与内件换热、碰撞、粉碎。达到水分与粒度要求得物料被热风带出干燥机,经旋风与袋式除尘器收集。未达要求的物料在干燥机内循环干燥。
2.1 设备特点
内件起到破碎与传导换热的作用,使得原本没法干燥污泥的流化床可以用来干燥污泥,发挥了流化床处理量大的特点,传导加热内件起到了一定的节能作用。干燥强度得到了提高。
2.2 设备缺点
污泥颗粒长时间与内件碰撞摩擦,缩短了内件寿命。有热风介入,带走热量,加大了能耗,增加了操作成本。
2.3 适应规模
设备一次性是投资适中,土建投资费用较高,能耗偏大。适于单机污泥处理量在8吨/小时,终含湿量低的项目中。