低温真空脱水干化成套技术的工程设计与应用
报告人:上海复洁环保科技股份有限公司许太明总经理
许太明:各位专家,各位同仁,下午好,我们每年都要参加这个会,所以对我们这个技术了解的专家、同仁还是比较多的。今天我重点介绍一下我们这个技术——低温真空脱水干化成套技术装备在地下式污水处理厂的应用。分为四部分汇报:公司简介、技术介绍、工程案例分享,第四是这些年过来,重点领域的一些标杆性工程业绩。
公司是1998年成立的,目前在新三板挂牌,自主研发的低温真空水脱水干化成套技术装备是08年立项的,填补了国内外污泥脱水干化一体化的技术空白,达到了国际先进水平。我们公司的业务重点在两个领域,一块是污泥领域,还有一块是废气治理领域。市政领域我们主要针对污水厂污水处理本身的臭气治理,还有污泥的脱水干化;工业领域我们主要针对危废污泥,还有VOC有机废气的高效新型净化技术。
我们再回顾一下低温真空脱水干化成套技术装备的情况,传统的污泥脱水分成两个部分,先脱水,再干化,常规用的是带式机、离心机、板框、电渗透,还有这几年发展比较快的用在市政上的叠螺机,脱水到含水率60%到85%之间;要进一步处置则需要对污泥进行干化,再配一个干化机,整体效率比较低,运营成本很高,这过程包括脱水、干化,废气产生量相当大。而且在后续的干化过程中存在很大的安全隐患,这个隐患主要包括废气本身,还有一个是磨损,或者是粉尘爆炸方面的一些问题。
基于现状,我们在2008年的时候把“脱水和干化能不能结合在一套工艺当中完成?”作为我们当时技术的理念,开发出了低温真空脱水干化成套技术装备,把污泥的脱水和干化在一套工艺设备中连续完成。在这工艺中,我们从浓缩污泥开始,含水率一般为90%到99%左右,这样的污泥通过调理调质,进入我们有点类似于板框压滤机的设备,同时输入热源,因为干化肯定是需要热源的。同时排放出滤液,还有一些废气的排放,最终产出了含水率40%以下的干化产物。我们结合项目本身的性质,比如工业上危废污泥干化要求比较高,通常做到20%以下,化工产品当中我们做到干化后含水率2%以下。
针对技术本身,我们实现了重大突破,填补了国内外污泥脱水干化领域技术的空白。设备本身主要还是针对处理细粒级物料的固液分离,利用环境压强减小水沸点降低的原理,创造性地将污泥的脱水与干化工序合成一体,连续完成,将污泥含水率一次性由99%降低到20%以下,最大限度地实现了污泥的减量化。我们有几个创新,脱水干化一体化,首次采用进料过滤、隔膜压滤、真空脱水和干化过程一体化设计。第二个是首次集成机械压滤与真空干化,实现固液分离和低温干化,第三个是首次开发成功了集过滤、压滤、抽真空加热和干化于一体的多功能耐温滤板。我们总结出自己的优势,第一,集脱水、干化、杀菌灭活、除臭、造粒于一体,实现厂内源头减量,第二,低药剂投加、低品位热源、低维护成本,直接运行成本更低;第三,过程全封闭负压运行,无磨损隐患和粉尘爆炸危险,尾气排放量少。在很多污泥干化行业都会碰到的问题,在我们工艺当中得到了很有效的规避。
在应用方面,从市政污泥直接对接浓缩污泥,或者没有浓缩的污泥也可以,我们前期加一个浓缩。我们的滤板耐120度以下的温度,可以直接对接热水解和厌氧消化的污泥,通过我们的设备最后都可以达到符合客户需求的含固率,从处理工艺上,包括最后的处置途径来说都实现了多元化的对接。
接下来,我重点分享一下在上海做的虹桥污水处理厂污泥深度处理的项目,大家看一下效果图,现在已经建成了,目前处在调试阶段。这个项目是新建的,半地下式的污水处理厂,设计的规模近期20万吨,远期40万吨每天。污泥的脱水干化设备选择低温真空脱水干化成套技术装备,从99%的含水率污泥一次性降低到40%以下的要求。
这是他们整个厂的污水处理的流程,我们主要处理的污泥来源一个是剩余污泥,还有高效沉淀以后的物化污泥,这两个污泥直接到污泥储池,含水率在99.2%左右。整个干基泥量是48吨,从机械浓缩开始,经过脱水干化一体化的工艺,最后40%的污泥要运到白龙港进行焚烧,整套系统包括了浓缩、主机、进料、压滤加热、真空、转运、除臭,以及自控等工艺系统。
这是这个项目的典型流程图,我们的污泥从储池开始,经过离心机机械浓缩,最后是污泥外运出去。这里面我们采用了化学除臭,还有离子除臭的设备。
平面布置这块,我们系统设备地下有一部分,地面上有一部分,地面层整个占地89×42米,层高10.9米,主要有主机部分,污泥浓缩,包括除臭,还有调质以及整个控制间。这是底下层,也就是负一层,占地尺寸是一样的,底下标高稍微矮一点,大约6.5米。这里面主要包括污泥的卸料系统,还有压滤加热系统,这是我们重点区域的一些功能。我们整个项目当中采用的BIM做的设计,因为这个项目是地下结构,很多设计包括施工必须要前期考虑的更多,否则后续的土建和管道没法进行变更的,所以当时进行了大量的BIM模型设计。
这个系统浓缩部分用的是离心机,把污泥的含固率提高到4-5%左右。这是我们的主机部分,总共有6台设备,这些滤板能够耐120度以下的高温,也是我们真正进入脱水和干化的关键环节。这是进料泵和加药泵,加药量为干基的千分之1到1.5,这是我们配的压滤泵和加热泵以及常压热水锅炉,加热的介质为90度的热水。这是真空泵,主要是使系统内部形成负压,然后把出来的气水混合物混合物抽出来。
这是螺旋输送机,因为是地下结构,很多的工艺处理,包括衔接上,物料的防散落和臭气的防泄漏都是我们重点考虑的。这个项目在板框压滤机下部配的是双轴螺旋输送机,底下配的是自动对接机构,完全满足污泥输送机与料斗自动伸缩对接功能。装料车到位以后,光电信号给对接机构,对接机构马上下降,对准料斗,包括它的动力、抽气都是和我们的系统完全对接。这是我们目前排出来污泥的情况。
电动平车,这是污泥转运系统的一部分,因为是地下结构,车辆包括各方面的运输,包括走的道路都是受限制的,在这个项目当中我们是采用了电动平车,包括了平车转盘和回车转盘,使我们每个设备底下的料斗和外运的车能够很有效地进行衔接,经过了我们大量的测试工作,证明是安全可靠的。
介绍一下设备布局,这是每套设备底下的轨道,这是料斗和平车部分,平时我们这个料斗都有备用,停在这个地方,卸料好以后,等平车到这就进行方向的调节,然后与外运车进行对接,这就是我们在项目当中采用的污泥转运系统。
这是除臭系统,我们最后的臭气进入整厂的生物除臭,我们就地采取的是化学除臭。另外我们对空间的操作环境进行离子送风除臭,这当中进行了大量的气流组织模拟的工作。
整套自控系统配置了西门子PLC、LED触摸屏、变频器,我们公司建立了一套远程监控装备运营状态的系统,实时和历史的数据都可以进行分析,包括后台所有设备的参数、厂家,包括所有的维保记录都可以在后台查阅,这是现场的监控,这是我们远程的监控。这个主要是为我们以后的售后维保工作提供有效的依据,另外我们可以实时对系统进行控制。
针对地下式污水处理厂重点考虑的问题主要有两点,第一重点是通风除臭的有效性,通过污泥脱水干化车间气流组织的数值模拟,对车间的通风方式进行评估,根据项目现场设备布置特点,建立CFD气流组织模型,分析通风和除臭系统的有效性。从目前调试运行的情况来看,效果相当理想。第二重点是考虑污泥怎么从地下能够转运到地面上,污泥的转运可靠性也是我们重点考虑的。这过程中我们采用了全封闭,自动伸缩对接机构,必须考虑对接的有效性,同时防止污泥,包括臭气有逸散的情况。因为地下空间有限,必须用电动平车和转盘以及轨道实现污泥转运的可靠性。目前这个系统还在调试过程,污泥量有限,所以还未进行连续的测试。
另外一个项目,也是上海目前在建的最大全地下项目——泰和污水处理厂,近期规模40万吨,远期规模55万吨,污泥处理量是480吨每天,最后的泥干化到40%以下,到石洞口进行焚烧。这是我们做的BIM设计的效果。
最后再看一下几个市政领域标杆性的应用案例,第一个项目应用在2014年,南京首个投产的市政项目;2016年在上海首个投产的污泥脱水干化项目;这个是我们在华南地区广州首个建成投产的项目;这是我们2019年虹桥地下式污水处理厂项目。
工业板块,14年投产的南京胜科水务项目,属于石化行业;上海晟碟,属于半导体芯片行业,2016年投产的;还有上海市的和辉光电,属于电子信息行业;去年投产的宇通客车,也是首个在汽车制造行业投产的。目前总共投产的项目25个,承接的总项目数30多个。
感谢大家的聆听!
后附PPT:
完