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原创|关于污泥干化技术的总结!

2020-06-18 08:55:44来源:环保工程师 许谦 阅读量:18956

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导读:污泥处理主要遵循“无害化、稳定化、减量化、资源化”四个原则,其中无害化是基础,稳定化、减量化是原则,资源化是主要发展方向。污泥干化技术多种多样,有自然干化、热力干化、高干脱水等。本文主要谈谈污泥干化技术的及其的运用。
  每年我国城市污水处理厂产生的污泥超过6000万吨(含水率80%),每万吨污水产80%污泥量约为3-8吨,由于长期存在“重水轻泥”的问题,污泥处理处置形势越来越严峻。污泥处理主要遵循“无害化、稳定化、减量化、资源化”四个原则,其中无害化是基础,稳定化、减量化是原则,资源化是主要发展方向。污泥干化技术多种多样,有自然干化、热力干化、高干脱水等。本文主要谈谈污泥干化技术的及其的运用。
 
  1、自然干化
 
  自然干化是指将污泥摊铺晾晒于具有自然滤层或人工滤层的干化场中,借助自然力和介质(如太阳能、风能和空气),使得污泥中的水分因周边空气的蒸汽压的不同而形成从内向外的迁移(蒸发)。该方法适用于气候比较干燥、占地不紧张以及环境卫生条件允许的地区。由于气候条件(降雨量、蒸发量、相对密度、风速、年冰冻期)起着至关重要的作用, 我国南方大多数具有多雨潮湿季节的地区难以适用。此外随着工业化、 城市化的高速发展, 很多北方的大中型发达城市也已难找到适当的土地。自然干化的周期长(根据气候条件差异极大) ,可以采用频繁机械搅拌和翻到工艺的强化自然干化来缩短周期;但占地面积大,臭气污染严重等问题的存在,目前运用不多,以处理自来水厂污泥等为主。
 
  2、热力干化
 
  污泥的大规模、工业化处理工艺中最常见的是热力干化。事实上,通常人们所讨论的“干化”多数是指热力干化。热力干化是指利用燃烧化石燃料所产生的热量或工业余热、废热,通过专门的工艺和设备,使污泥失去部分或大部分水分的过程。这一过程具有处理时间短、占用场地小、处理能力大、减量率高、卫生化程度高、外部因素影响小(如气候、污泥性质等)、最终处理适用性好和灵活性高等优点。污泥热力干化工艺通常可以将污泥含水率降低至40%或以下,干化后污泥多进行焚烧处理。
 
  热干化手段从干化温度分为高温干化和低温干化。
 
  高温干化
 
  多建设在电厂、水泥厂、厌氧消化厂等有热源或能源的厂旁边,充分利用热源进行干化,也有直接利用电能的,但由于温度较高无可避免的产生臭气,所以高温干化必须设置臭气处理系统。
 
  低温干化
 
  是一种新兴的干化技术,目前主流的低温干化技术主要采用的是除湿热泵原理,所谓除湿热泵就是利用制冷系统使湿热空气降温脱湿同时通过热泵原理回收空气水份凝结潜热加热空气的一种装置。低温干化由于干化温度仅在80摄氏度左右,因此可以十分有效的避免NH3、HS2等恶臭气体的产生。
 
  此外,低温干化不像高温干化一样需要依赖额外热源,也没有高温干化存在粉尘爆炸和臭气的问题,而且低温干化含水率允许变动,可以在60%及10%之间变动,可以根据当地污泥最终处置路线来确定。此外,低温干化主要优势在于减量化。一吨污泥从80%含水率降低至30%含水率体积约减少一半,重量约减少715公斤,若降低50%体积约减少40%,重量减少666公斤,因此减量化是比较明显的。
 
  低温干化原理:
 
  污泥除湿干化机利用除湿热泵对污泥采用热风循环冷凝除湿烘干;

图2 低温干化原理图
 
  目前,低温干化技术已经实现模块化组装,方便运输安装运行。
 
  3、高干脱水
 
  高干脱水一般是指采用化学和物理的综合方法对污泥颗粒进行表面化学改性,使其颗粒表面的水和毛细孔道中的束搏水使其成为自由水,然后通过高强度机械压滤析出达到高干的目的。一般污泥是通过加药改性和机械压滤方式把含水率从 80%左右降低至 50%以下,干化后的污泥或填埋或送至燃煤电厂或垃圾电厂与燃煤或生活垃圾混合焚烧发电。
 
  高干脱水重要的是脱水前的污泥调理,不同污泥调理剂效果不同,调理剂使用不当直接影响后期脱水效果。调理剂主要有生物类调理及非生物调理剂两种区别,非生物调理剂如含石灰类调理剂,生物调理剂如生物沥浸技术调理。
 
  非生物调理剂污泥加药后,污泥中的胶体结构因加药发生化学反应,在胶核上形成结晶和长大, 吸附水转化为结晶结构水,结晶结构形成后即实现了生活污水污泥的固态化。这种固态化的过程是不可逆的过程从而保证了改性后污泥不致二次污泥化并且污泥形成晶体结构后,其所含水分可被迅速分离蒸发。
 
  非生物技术如生物沥浸技术,是新型微生物污泥处理技术,主要工作原理是通过耐酸性异养菌的代谢作用快速降解污泥中对嗜酸性自养菌有毒害和抑制作用的小分子水溶性有机物,使嗜酸自养菌能更高效的利用市政污泥微生物营养剂中的能源物质合成自身细胞结构的营养元素,通过微生物作用打破原始污泥稳定结构,使得污泥部分结合水向自由水转变,从而改善污泥的沉降和脱水性能,经板框式压滤机脱水后的污泥含水率降至60%以下。
 
  干化技术的调理多种多样,但大多有专利保护,本文不多进行介绍。
 
  二、污泥干化的的一些资源化运用
 
  1、与厌氧消化联合使用
 
  一个典型的厌氧消化+污泥干化系统主要由污泥厌氧消化单元、沼气处理利用单元、沼气脱硫系统、沼气存储系统、沼气增压系统、沼气应急排放燃烧系统组成,为污泥中温消化提供热源,使得污泥稳定化并减量化,同时,夏季和春末秋初沼气多余时进一步为后续污泥干化提供热源,降低运行成本,做到几乎不排放甲烷(事故时火炬燃放),实现了节能减排和极大限制温室气体的目的。
 
  2、与污泥炭化联合使用
 
  炭化技术是将污泥的干化后的水分再经过炭化机中进行“干馏”是污泥的水分进一步蒸发出来,并最大限度保留污泥中的碳元素的过程,炭化后的产品可以用作园林肥料及活性炭或者燃料,基本不产生二次污染,炭化后的产品含水率小于5%。
 
  原标题:原创|关于污泥干化技术的总结!

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