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探析城市生活污泥干化技术方法的运用

北极星水处理网  来源:《节能环保》  作者:周亮  2020/3/30 16:36:30  我要投稿  

北极星水处理网讯:【摘 要】本项目通过对污泥的物理特性和干化特性进行研究的基础上,对脱水污泥进行在常温条件下的高效干化实验,对深圳市城市污水厂污泥的资源化和城市环境的优化有着重要的理论和现实意义,有望给城市生活污泥的资源化提供更为现实可行的途径。通过常温高效污泥干化实验,还深化了对这种绿色环保能源的认识,对节能降耗的推广有着深远的意义。

【关键词】生活污泥;干化技术;方法

污泥作为污水处理系统的副产品, 其产量约占污水处理总量的0.3~0.5%(含水率以 97%计), 然而污泥的处理费用占水处理总投资的 30~40%,如果考虑污泥处理运行管理费用,污泥处置投资成本占污泥处置总投资的 50%以上。 污泥处理难度大,污泥含水量大,含有有机物、重金属、盐、少量病原微生物和寄生虫卵。 如不加妥善处理和处置,将造成堆排区周围环境的二次污染,污泥的处理与处置问题口趋显著。 随着国家环保力度的加大和公众环保意识的提升,污泥的处理与处置己被提上“议事口程”,有关污泥的特性及处理的研究工作也陆续展开。 污泥处理和处置己成为世界各国面临的函待解决的问题。

1 城市生活污泥干化的类型

干化是污泥深度脱水的一种形式。 其应用的主要动力是热能,也就是说,热能是用来使污泥中的水蒸发的。 污泥干化可根据热媒与污泥的接触方式进行分类。

1.1 直接加热式

热媒(热空气、热气体或热灰)直接与污泥接触,使污泥受热,水蒸发,最终得到干污泥产品。 传热效率和蒸发率高,但由于与污泥直接接触,会使热媒受到污染,污水和蒸汽在无害化处理后排放。 同时,热媒和干污泥需要分开,给操作和管理带来了一些麻烦。

1.2 间接加热式

将燃烧炉产生的热气通过蒸气、热油介质传递,加热器壁,从而使器壁另一侧的湿污泥进行干化。 此技术热传输效率和蒸发速率均不如直接加热式,但热介质可循环利用,节约了能源。

1.3“直接一间接”联合式干化

即 “对流一传导” 技术的结合。 Vomm 设计的高速薄膜干化器、Sulze 设计的新型流化床干化器以及 Envirex 推出的带式干化器就属于这样类型。

2 城市生活污泥干化技术方法

污泥干化是机械脱水后污泥的一种深度脱水操作。 干化后的污泥可以用作肥料、土壤改良剂和替代能源。 干化的目的是使污泥进一步脱水,脱水后含水率从 80%降至 10~50%。 一方面有效地减少了污泥的排放量,另一方面,污泥的储存、运输和利用也非常方便。 干污泥由于含水率较低而相对稳定,微生物和病原菌也大大减少。 污泥干化技术主要包括热干化法、太阳能干化法、微波加热干化法、超声波干化法和热泵干化法。 应用最广泛、最成熟的技术是热干化技术。 这些特性见表 1。

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3 污泥水分存在形式及其干化的可行性

污泥是污水中的一种衍生物,含有大量的需氧微生物。 其余成分主要为沉积物、纤维、动植物残体。 其次,从污水来源来看,污泥中还含有重金属、细菌等,如果污泥不能进行技术处理,将对自然环境和人类健康造成极大威胁。 常用的方法在中国污泥处理主要有填埋、堆 肥、焚烧和土地利用,但污泥含水量高,出院后不能直接使用和处理。所以先处理好的污泥可以处理。

污泥干化技术是一种常用的污泥处理方法。 20 世纪 80 年代初,污泥干化技术在西方发达国家得到了广泛应用。 在短短的十年时间里,只有少数污水处理厂的污泥干化俱乐部,一百多人从事污泥干化设备,污泥的数量仍在增长。 随着西方发达国家的成功经验,污泥干化技术被引入到污泥处理中。 污泥干化技术在中国的应用后,其优势开始体现的优点是效率高,稳定性强,操作灵活。

因此,污泥干化技术已广泛应用于污水处理行业。常温高效城市污泥干化技术工作原理是利用空气对流和湿度梯度对污泥进行干化。 系统中通过抽湿设备降低空气中的相对湿度,再通过扰流风扇使系统低湿度的内部空气进行循环, 空气与污泥表面的饱和空气层形成紊流效应,从而将污泥中的水份吸收,再通过抽湿设备将水排除。 经过此工艺处理后的污泥含水率突破了传统工艺的限制,能够达到 70~10%。

与前面几种干化方法相比,常温高效污泥干化技术具有投资和操作费用低﹑不需要加热﹑无尘且没有爆炸危险等优点, 可以弥补太阳能干化污泥因季节和天气的原因导致不稳定的情况。 通过污泥自然干化实验,分析不同空气湿度﹑风速﹑搅拌速度﹑污泥厚度等条件对污泥干化速率的影响以及能耗。

4 城市污泥干化技术

4.1 直接干化法

直接干化是利用燃烧装置向干化设备提供热空气和烟气。 污泥直接暴露在热空气和烟道气中。 污泥中的水在高温的作用下蒸发。 该工艺的传热效率和蒸发率高, 可使污泥的固含量从 25%提高到 85~95%,但由于与污泥直接接触,热量介质会受到污染,出水和蒸汽必须无害。 同时,热媒和干污泥需要分离,给操作和管理带来一定的困难。

闪蒸干化机、旋转干化机、带式干化机和流化床干化机都是直接干化的类型,直接加热滚筒干化机是最常用的直接干化设备。

4.2 间接干化法

间接干化法与直接干化法基本相同。 加热装置提供的蒸汽或热油首先加热容器,然后将热量传递给容器表面的污泥。

间接蒸发干化污泥蒸发技术主要是干膜、干膜、空心叶片烘干机、涂料和干化技术,有效地避免了污泥的塑性阶段,污泥有机质不易消化。 它的具有占地面积小,自动化程度高,操作简单等特点。

5 结 论

综上所述,随着时代的进步,我们相信污泥干化技术将继续改善和改善污泥干化技术将广泛应用于中国。 污泥干化技术不仅影响着中国的污水处理水平,而且影响污泥处理技术的改进和发展。 它甚至对自然环境造成两种污染,对填埋场和周围的居民构成威胁。 因此,相关设备的开发人员必须改进污泥干化设备,降低设备能耗,提高污泥干化效率,提高污泥干化过程的经济可行性。

本论文属于技术攻关课题 “常温高效城市污泥干化关键技术研发项目”(JSGG20160331140748142)中的部分研究内容。 在此对课题资助者和所有帮助我的人表示诚挚的感谢。

衷心感谢课题组夏观强、廖春平的帮助。 从论文的选题、研究思路和创新目标的确定,以及论文的开题、具体工作和撰写、修改等方面都离不开他们的帮忙。

同时感谢饶远强在实验工作的支持和帮助。

延伸阅读:

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原标题:探析城市生活污泥干化技术方法的运用

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