污泥处理技术四：热干化

污泥处理技术四：污泥处理技术四： 热干化热干化 1.1. 原理与作用原理与作用 为满足污泥后续处置要求， 需要进一步降低常规机械脱水污泥的含水率。污 泥的热干化是指通过污泥与热媒之间的传热作用，脱除污泥中水分的工艺过程。 2.2. 应用原则应用原则 应根据处置的需要和实际条件选择干化的类型和工艺技术。 热干化工艺应与 余热利用相结合，不宜单独设置热干化工艺。 可充分利用污泥厌氧消化处理过程 中产生的沼气热能、垃圾和污泥焚烧余热、热电厂余热或其他余热干化污泥。 3.3. 污泥干化工艺与设备污泥干化工艺与设备 3.1.3.1. 一般工艺流程一般工艺流程 污泥热干化系统主要包括储运系统、干化系统、尾气净化与处理、电气自控 仪表系统及其辅助系统等。 储运系统主要包括料仓、污泥泵、污泥输送机等；干化系统以各种类型的干 化工艺设备为核心；尾气净化与处理包括干化后尾气的冷凝和处理系统；电气自 控仪表系统包括满足系统测量控制要求的电气和控制设备； 辅助系统包括压缩空 气系统、给排水系统、通风采暖、消防系统等。 3.2.3.2. 工艺与设备工艺与设备 1 1）工艺设备类型）工艺设备类型 根据热量传递方式的不同，污泥干化设备分为直接加热和间接加热两种方 式。考虑到系统的安全性和防止二次污染，推荐采用间接加热的方式。 2 2）干化工艺设备）干化工艺设备 目前应用较多的污泥干化工艺设备包括流化床干化、 带式干化、 桨叶式干化、 卧式转盘式干化、立式圆盘式干化和喷雾干化等六种工艺设备。干化工艺和设备 应综合考虑技术成熟性和投资运行成本， 并结合不同污泥处理处置项目的要求进 行选择。 ① 流化床干化 流化床干化系统中污泥颗粒温度一般为 40℃~85℃，系统氧含量3%，热媒 温度 180℃ ~220℃。推荐采用间接加热方式，热媒常采用导热油，可利用天然 气、燃油、蒸汽等各种热源。流化床干化工艺既可对污泥进行全干化处理，也可 半干化，最终产品的污泥颗粒分布较均匀，直径 1~5 mm。 流化床干化工艺设备单机蒸发水量1000~20000 kg/h，单机污泥处理能力 30~600 t/d（含水率以 80%计）。可用于各种规模的污水处理厂，尤其适用于大 型和特大型污水处理厂。 干化效果好， 处理量大； 国内有成功工程经验可以借鉴。 但投资和维修成本较高；当污泥含沙量高时应注意采用防磨措施。 ②带式干化 带式干化的工作温度从环境温度到 65℃，系统氧含量10%；直接加料，无 需干泥返混。带式干化工艺设备既可适应于污泥全干化，也适用于污泥半干化。 出泥含水率可以自由设置，使用灵活。在部分干化时，出泥颗粒的含水率一般可 在 15%~40%之间，出泥颗粒中灰尘含量很少；当全干化时，含水率小于 15%， 粉碎后颗粒粒径范围在 3~5 mm。 带式干化工艺设备可采用直接或间接加热方式， 可利用各种热源，如天然气、燃油、蒸汽、热水、导热油、来自于气体发动机的 冷却水及排放气体等。 带式干化有低温和中温两种方式。低温干化装置单机蒸发水量一般小于 1000 kg/h，单机污泥处理能力一般小于 30 t/d（含水率以 80%计），只适用于小 型污水处理厂；中温干化装置单机蒸发水量可达 5000kg/h，全干化时，单机污 泥处理能力最高可达约 150 t/d（含水率以 80% 计），可用于大中型污水处理 厂。由于主体设备为低速运行，磨损部件少，设备维护成本很低；运行过程中不 产生高温和高浓度粉尘，安全性好；使用比较灵活，可利用多种热源。但单位蒸 发量下设备体积比较大；采用循环风量大，热能消耗较大。 ③桨叶式干化 桨叶式干化通过采用中空桨叶和带中空夹层的外壳， 具有较高的热传递面积 和物料体积比。 污泥颗粒温度80℃， 系统氧含量10%， 热媒温度 150℃~220℃。 一般采用间接加热，热媒首选蒸汽，也可采用导热油（通过燃烧沼气、天然气或 煤等加热）。干污泥不需返混，出口污泥的含水率可以通过轴的转动速度进行调 节，既可全干化，也可半干化。全干化污泥的颗粒粒径小于10 mm，半干化污泥 为疏松团状。 桨叶式干化工艺设备单机蒸发水量最高可达 8000 kg/h，单机污泥处理能力 达约 240 t/d（含水率以 80%计），适用于各种规模的污水处理厂。结构简单、 紧凑；运行过程中不产生高温和高浓度粉尘，安全性高；国内有成功的工程经验 可以借鉴。但污泥易黏结在桨叶上影响传热，导致热效率下降，需对浆叶进行针 对性设计。 ④卧式转盘式干化 卧式转盘式干化既可全干化，也可半干化。全干化工艺颗粒温度 105 ℃， 半干化工艺颗粒温度 100℃；系统氧含量10%；热媒温度 200℃~300℃。采用 间接加热，热媒首选饱和蒸汽，其次为导热油（通过燃烧沼气、天然气或煤等加 热），也可以采用高压热水。污泥需返混，返混污泥含水率一般需低于 30％。 全干化污泥为粒径分布不均匀的颗粒，半干化污泥为疏松团状。 卧式转盘式干化工艺设备单机蒸发水量为 1000~7500 kg/h， 单机污泥处理能 力为 30~225t/d（含水率以 80%计），适用于各种规模的污水处理厂。结构紧凑， 传热面积大， 设备占地面积较省。 但可能存在污泥附着现象， 干化后成疏松团状， 需造粒后方可作肥料销售；在国内暂没有工程应用。 ⑤立式圆盘式干化 立式圆盘式干化又被称为珍珠造粒工艺， 仅适用于污泥全干化处理，颗粒温 度 100℃~40℃，系统氧含量5%，热媒温度 250℃~300℃。采用间接加热，热 媒一般只采用导热油（通过燃烧沼气、天然气或煤等加热）。返混的干污泥颗粒 与机械脱水污泥混合，并将干颗粒涂覆上一层薄的湿污泥，使含水率降至 30%~40%。干化污泥颗粒粒径分布均匀，平均直径在 1~5 mm 之间，无须特殊 的粒度分配设备。 立式圆盘式干化工艺设备的单机蒸发水量一般为 3000~10000 kg/h，单机污 泥处理能力从 90~300 t/d（含水率以 80%计），适用于大中型污水处理厂。结构 紧凑，传热面积大，设备占地面积较省；污泥干化颗粒均匀，可适应的消纳途径 较多。仅适用于全干化，对导热油的要求较高；在国内暂没有应用。 ⑥ 喷雾干化 喷雾干化系统是利用雾化器将原料液分散为雾滴， 并用热气体 （空气、 氮气、 过热蒸汽或烟气）干燥雾滴。原料液可以是溶液、乳浊液、悬浮液或膏糊液。干 燥产品根据需要可制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状。 喷雾干化采用并流式直接加热，既可用于污泥半干化，也可用于全干化，且 无须污泥返混。脱水污泥经雾化器雾化后，雾化液滴粒径在 30~150μm 之间。 热媒首选污泥焚烧高温烟气， 其次为热空气 （通过燃烧沼气、 天然气或煤等产生） ， 也可采用高压过热蒸汽。采用污泥焚烧高温烟气时，进塔温度为 400℃~500℃， 排气温度为 70℃~90℃， 污泥颗粒温度小于 70℃， 干化污泥颗粒粒径分布均匀， 平均粒径在 20~120 μm 之间。 喷雾干化工艺设备的单机蒸发能力一般为 5~12000 kg/h， 单机处理能力最高 可达 360 t/d （含水率以 80%计），适用于各种规模的污水处理厂。干燥时间短 （以 s 计），传热效率高，干燥强度大采用污泥焚烧高温烟气