中国给水排水2022年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十三届)邀请函暨征稿启事
 
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污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥干化技术 -----上海仁创环境科技有限公司 作者:石文政

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-03-11  浏览次数:154
核心提示:污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥干化技术 -----上海仁创环境科技有限公司 作者:石文政
中国给水排水2022年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十三届)邀请函暨征稿启事

 中国给水排水2022年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十三届)邀请函暨征稿启事
 

污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥热干化

 

 

 

 

 

污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥干化技术

 

-----上海仁创环境科技有限公司

 

作者:石文政

 

 

一、 全流程的污泥处理技术

 

污水处理已经有了上百年的历史,因此,污水处理技术相对比较成熟,许多的处理工艺也比较规范。

 

污泥的处理相对来说比较滞后,特别是中国属于发展中国家,底子薄。在以前的污水处理厂规划设计中,国家没有要求对污水厂处理过程中排出的污泥进行规范处理,因此,几乎所有的污水处理厂对污泥只是进行了简单的脱水处理,将污泥含水率降到 80%左右即可。污泥的最终处置各显神通,有的填埋,有的焚烧,有的做肥料,甚至乱倒乱放,各种次生的二次污染问题很多。据统计,全国每日所产污泥大概有 6000-10000 万 t/d(折合含水率 80%计)。鉴于此,国家要求对污泥进行规范的处理处置。和污水处理技术相比,污泥处理处置技术在目前阶段还尚属于战国时代,百家争鸣,百花齐放。

不管什么样的污泥处理处置技术,都必须满足四化的要求:

 

1、减量化;2、稳定化;3、无害化;4、资源化。国内的污泥处理处置技术经过近十年的探索、争论,基本上形成了一条清晰的主流工艺路线:污泥干化——焚烧。在这样的工艺路线中,由于污泥后续需要进入焚烧环节,如果不把污泥中的水份尽量降低,直接焚烧含水率为

80%左右的污泥,就成了火烧水,运行成本非常高,所以必须使污泥

 

 

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污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥热干化

 

 

含水率降到 20-40%左右再进行焚烧才具有经济价值。

 

在处理处置费用和投资这两大环节中,处理处置费用主要集中在污泥干化环节上,干化 1t 污泥的直接费用在 200-250 元/t;焚烧工段属于放热反应,除了消耗少量电之外,总体是有正效益的。在投资环节上,污泥干化段的投资也是占据了设备费用的 60%以上。据统计,目前国内干化+焚烧的全流程污泥焚烧厂投资约为 50-60 万/ t 污泥,污泥处理处置的全成本费用在 400-750 元/t。无论是投资还是运行费用都是非常高,因此,寻找经济适用的污泥干化技术是污泥处理、处置技术研究中的一个重点。

 

 

 

二、 污泥干化技术简介

 

污水处理厂一般进行污泥的脱水,如采用带式压滤机、叠螺机、

 

离心机工艺设备脱水后,一般可以将污泥的含水率降到 78-83%左右;

 

如采用普通板框脱水,可以将污泥的含水率降低到 75-80%左右。对

 

照污泥处理处置的全流程技术,这样的含水率显然不符合要求,因此,

 

污泥干化技术(也叫深度脱水技术)应运而生。

 

目前污泥干化技术繁多,从原理上可以划分为如下三类:

 

1、 高压板框技术

 

目前市面上的高压板框技术种类很多,根据压榨压力的大小,可

 

以将板框压滤进一步分为:a、普通板框压滤,压力一般在 6-8kg/cm2

 

以下;b、高压板框,压力一般在 15kg/cm2 左右;c、超高压板框,压

 

榨压力一般在 20-30kg/cm2 以上。一般来说,压榨压力越高,可以将

 

 

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污泥的含水率降得越低。高压带机由于原理相同,也归入本类。

 

板框压滤技术易于掌握,投资、运行费用都不算大,因此,在目前运行的项目数量很多。

 

但是,目前的传统板框技术有几个关键的缺点:a、无论哪种板框技术都不能将污泥的含水率降到 40%以下,甚至 50%都不敢绝对保证,因此,相对于后面两种技术,板框压滤只能叫做半干化技术,将污泥的含水率降到 50-60%左右。后面两项热干化技术都可以将污泥的含水率降到 15-40%左右,叫做污泥的全干化技术。这就决定了板框压滤不是一个终极技术,她要么是一种过渡性技术,要么和其他的干化技术组合,作为组合技术的第一阶段;b、目前几乎所有的高压板框压滤都需要投加大量的石灰等调理剂,才能保证将污泥的含水率降到 50-60%左右,这样的结果是:虽然污泥的含水率降下来了,但是并没有实现污泥实质意义的减重减容。同时,石灰的投加有时还会影响污泥的最终处置。

 

仁创环境通过 8 年多的技术研发和公关,成功开发出了变腔室超高压板框脱水技术和电渗析板框脱水技术,前者可以直接将含水率降到 60%左右,后者可以将含水率降到 50%左右,整个过程的进料压力

 

只有 6-8kg/cm2,不需要添加石灰等调理剂。运行成本低,运行稳定可靠。

 

2、 直接型干化技术

 

直接型的干化技术最显著的特点是热媒和污泥直接接触,大量的

 

热空气直接吹过污泥的表面,使得污泥中的水份闪蒸汽化转入空气中。

 

 

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污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥热干化

 

 

典型的直接型干化技术有:a、带式干化;b、流化床干化;c、喷雾干化等等。热媒在加热的过程中,基本上对如下三种对象进行加热:a、污泥中的水份;b、污泥本身;c、污泥周边的空气。实际上,a

 

才是有用功,其他两部分都是无用功。由于干化需要,吹过污泥表面的气流相当大,这样就给传统的直接干化技术带来了两个致命缺点:

 

1)热效率很低,理论验算和实测都证明直接型干化技术的热效率大概在 35%左右;2)尾气量很大,尾气处理费用很高。

 

正是由于这两个致命的缺点,使得直接型干化技术主要适用于有废热可以利用的场合。

 

随着科技的进步,属于直接干化技术类的低温干化技术,在最近两年进步很快,她的运行费用比传统的直接型干化技术显著降低,尾气处理量也显著降低。运行成本在 200 元左右/吨泥(折算为 80%含水率)。

 

3、 间接型干化技术

 

间接型干化技术最显著的特点就是热媒和污泥不直接接触,她们

 

之间通过换热面进行能量的传输。最典型的间接型干化技术有:a、

 

圆盘式干化机;b、空心浆叶式干化机;c、薄层干化机等等。由于间

 

接型干化机都是密闭性的,污泥周边的空气很少,这样热媒传递的受

 

体主要是污泥中的水份。因此,间接型污泥干化技术有两个优点:1)、

 

热效率较高,理论计算和实测数据都在 85%左右,远高于直接型干化

 

技术;2)、尾气经冷凝后剩下的不凝气体很少,大大降低了尾气处理

 

的难度。

 

 

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污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥热干化

 

 

正是由于间接型干化技术这两个优点,使得间接型污泥干化技术

 

成为目前污泥干化技术的主流。

 

下文讲述的 MVC 污泥干化技术,是建立在间接型污泥干化技术基

 

础上的,与传统的间接型干化技术相比,它的运行费用显著降低,成

 

为人工干化技术类最经济的污泥干化技术。

 

 

 

 

三、 上海仁创环境科技有限公司几种经济的污泥热干化技术介绍

 

2010 年以来,上海仁创环境科技有限公司一直致力于研发低

 

运行成本的污泥干化技术,下面介绍我司的三类专利技术。

 

1、太阳能干化技术

 

太阳能干化技术是我司和德国相关企业合作引进到中国的,目前已在中国建设了十几条污泥干化大棚线。它属于直接型干化技术类,由于是采用的太阳能作为主要的干化热源,因此它的最大优点是:1)、能耗低,运行费用少,实测数据表明干化 1 吨污泥的直接费用在 40-50 元/t 之间;2)、效果稳定,管理简单。

 

太阳能干化技术主要技术经济指标如下: a、单条大棚占地

 

14*140m2b、单条大棚的污泥处理量平均为 10-15t/d(有辅热可利用的话,处理量还可以进一步提高);c、大棚内污泥最大厚度可达

 

80cm,因此大棚有很强的调节和贮存能力。

 

太阳能干化技术最实用的场合:a、日照强度大,空气湿度低的地区;b、用地不紧张的地区;c、对于土地资源紧张的地区,可以采用组合干化技术,先采用其他技术将污泥含水率降到 50-60%,再采

 

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污泥处理处置金钥匙---低成本的污泥热干化

 

 

用太阳能干化技术,投入产出比更好;d、污泥干化后的含水率可以根据需要控制在 20-40%左右,可以适应焚烧、热解、制砖等最终处

 

置需求。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2、电渗析板框技术

 

电渗析板框技术是我司的发明专利,她有着如下的优点:1)、污

 

泥调理时,不需要投加石灰;2)、工作压力在 30kg/cm2 左右就可以将

 

污泥的含水率降低到 50-60%之间;3)、一次性同步开板,同步清洗

 

滤布,将污泥脱水压榨周期由普通的 4 个小时降到 2 小时内,大大提

 

 

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高工作效率;4)、运行成本低于 100 元/吨,非常经济。

 

由于进泥的含水率可以适应 98%左右,此项技术特别适合新建污

 

泥脱水项目,直接将污泥脱水和半干化结合在一起,经过这样处理后

 

污泥的重量和体积都会大大降低,方便了污泥运输,特别适合各污水

 

厂进行污泥分散的半干化,再运输到污泥处理中心进行统一的全干化、

 

最终处置。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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3、污泥 MVC 热干化技术

 

污泥 MVC 干化技术是我司的发明专利,她是在污泥间接干化基础

 

上发展过来的。MVC 干化技术与传统的污泥间接式干化技术流程如下

 

图:

 

 循环冷却水

 

湿泥83%      臭气处理

 

 

 

 

 

蒸汽 冷凝废水去污水处理

 

冷凝水

 

干泥25%

 

传统的污泥间接式干化技术流程

 

 

 

 

 

压缩机

湿泥83%

 

 

 

 

 

不凝气去

 

臭气处理

 

冷凝废水去污水处理

干泥25%

 

 

MVC 污泥干化技术流程图

 

从上面两个流程图中可以看出,MVC 污泥干化技术是将污泥间接

 

干化排出的废蒸汽经过我司特制的蒸汽压缩机压缩提高其温度和压

 

 

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力后代替生蒸汽对污泥进行加热烘干。传统的圆盘式干化机烘干 1 吨

 

污泥(含水率由 80%左右降到 35%左右)需要消耗 0.85 吨蒸汽和 30

 

度电。MVC 干化技术不需要蒸汽,干化 1t 污泥耗电约 140 度。比传统的间接式干化技术节约 40-50%左右,非常经济。

 

MVC 干化技术和传统的间接型干化技术一样,对污泥进料的含水率适应广泛,85-55%均可。出泥含水率 20-40%可以根据需要调节,适应后续的污泥焚烧、热解、制砖等各种处置需求。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四、 污泥干化后的资源化展望

 

经过了低成本的污泥干化脱水后,污泥后续资源化处理处置的方

 

法变多了,道路变宽了,前途也光明了。如果在工业不太发达的地区,

 

污泥量不大,没有重金属污染,那么可以干化到 50-60%含水率直接

 

堆肥后土地利用。规模大时,建议干化到 20-30%含水率焚烧。如果

 

污泥中重金属超标,可以用热解或融溶技术。

 

有了低成本的干化技术,后续的资源化技术就水到渠成。

 

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