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川山環境分析--一種城市污泥處理方法的論述
更新時間:2021-12-15 10:20:57 字號:T|T
【摘要】隨著城市規模的發展城市污泥也日漸成為不可忽視的環境問題,由于其成分的復雜和多樣性,對城市污泥的***終處理一直未有一個******...
【摘要】隨著城市規模的發展城市污泥也日漸成為不可忽視的環境問題,由于其成分的復雜和多樣性,對城市污泥的***終處理一直未有一個******方法。本文通過展示一種轉鼓式薄膜干燥機,對城市污泥進行一次性深度干化處理,使城市污泥成為一種高熱值的替代燃料,并通過焚燒等后續處理***終實現城市污泥的零污染零排放處理。

  【關鍵詞】城市污泥;熱干化;薄膜;焚燒

  城市污泥是污水處理的一種必然產物,污水處理是通過把水中雜質濃縮成固體形態再從流體中分離來實現,而這種濃縮濃縮出來的雜質便稱為污泥。隨著城市化的發展,城市污水的產量不斷增長,2006年全國年產干污泥近130×106噸,而且以每年10%以上的速度遞增。

  城市污泥的成分很復雜,主要包括混入生活污水或工業廢水中的泥砂、纖維、動植物殘體等固體顆粒及其凝結的絮狀物、由多種微生物形成的菌膠團及其吸附的有機物、重金屬元素和鹽類、少量的病原微生物、寄生蟲卵等綜合固體物質。未經恰當處理處置的污泥進入環境后,直接給水體和大氣帶來二次污染,對生態環境和人類的活動構成嚴重的威脅。為了不造成環境的二次污染,需要在污水處理的二級處理之后添加一道污泥處理工藝。污泥處理設備大約占污水處理廠的40%60%基建投資,污泥處理則占50%左右的處理費用,同時也造成了和其經濟費用不成比例的處理難度。

  污泥處理與處置的目的主要有以下四個方面:

 ?。?)減少污泥***終處置前的體積,以降低污泥處理及***終處置的費用;

 ?。?)通過處理使污泥穩定化,***終處置后不再產生進一步降解,從而避免產生二次污染;

 ?。?)達到污泥的無害化與衛生化;

 ?。?)在處理污泥的同時達到變害為利、綜合利用、保護環境的目的。

  城市污泥的主要特性是含水率高(可高達99%以上),有機物含量高,容易腐化發臭,并且顆粒較細,比重較小,呈膠體液狀。

  根據污泥成分及處理目的的不同主要有調理、濃縮、脫水、干燥、消化、堆肥、焚燒等處理方法。我國的污水處理廠脫水污泥處置方法中,污泥農用占44.8%、陸地填埋占31%、其他處理約10.5%、沒有處理約13.7%,而在發達國家比如日本其產生的污泥55%進行焚燒處理,35%的污泥進行填埋,約9%的污泥進行農田利用。其中,由于污泥含有一定的有機成分,通過焚燒使污泥無害化,不但污泥減容減量化程度很高,而且可回收利用產生的熱能,日本、德國、奧地利等發達國家大多采用該種處理方法。

  目前,我國城市污水處理廠普遍采用污泥脫水機進行脫水,形成含水率60~80%的脫水污泥,過高的含水率會極大的降低污泥熱值,不利于能量回收和維持燃燒,故在焚燒前需對脫水污泥進行進一步的干化處理,將其含水率降低至20%甚至更低,以用于替代燃料。

  現有一種間接加熱的轉鼓式薄膜干燥機可實現原污泥的一次深度脫水處理。其主要原理是:通過機械擠壓和間接熱傳導聯合作用將污泥中的水分脫出。轉鼓式薄膜干燥機通過壓輥裝置的機械擠壓作用,將污泥于轉鼓表面擠壓攤鋪成薄膜狀,污泥中所含易于脫出的間隙水被部分擠壓濾出,該過程為純機械擠壓,與常規對流干燥相比,僅為其能量消耗的1/50。轉鼓式薄膜干燥機的轉鼓內部通有高溫循環導熱油,轉鼓表面經導熱油傳熱升溫成為加熱面,污泥不直接與導熱油接觸,導熱油可循環回收利用,節約運行成本。薄膜狀的污泥在轉鼓表面經高效傳熱使剩余水分變成蒸汽,體積瞬時膨脹近千倍,劇烈膨脹的蒸汽可作為水分遷移驅動力,加快液態水向表面遷移析出,同時由于干燥過程為薄層干燥,減小了水分遷移路徑,與堆積狀態相比實現了能量消耗的大幅降低。轉鼓式薄膜干燥機在污泥干燥過程中的能量消耗主要集中于污泥輸運過程中消所耗電能及干燥機運轉過程中的少量電能消耗,而大部分干燥消耗的熱能由后續氣化、焚燒系統回收利用,大大減少了外來能量輸入,因此,可實現循環可持續干燥作業。該轉鼓式薄膜干燥機采用泵送式上料方式,通過污泥泵將原污泥經輸送管道由污泥儲存處輸送至各干化設備,輸送過程全封閉,無異味氣體及滲水泄漏,不會在處理過程中發生對環境的二次污染。該轉鼓式薄膜干燥機采用全自動化控制,通過內置的各種溫度、壓力傳感器,實時反饋信號控制后端導熱油鍋爐供熱量以及前端污泥輸送泵的輸送量,從而實現閉環控制。并可通過調整轉鼓轉速來調節污泥形成薄膜厚度及泥膜在轉鼓表面加熱停留時間,甚至可通過在設備控制系統中預存若干組運行參數,以適應不同成分污泥、不同含水率的處理要求。

  經轉鼓式薄膜干燥機干化后的污泥為鱗片狀,含水率15%~25%左右,干化后的污泥其熱值約為1300至1500大卡,三噸干化后的污泥相當于一噸4500大卡的燃煤,可混摻在燃煤中在鍋爐內燃燒,干化污泥與煤的摻和比例為每噸煤添加100至200公斤污泥,每一噸干化污泥可生產一噸蒸氣,且經過干化處理的污泥不會像原泥一樣在燃燒時產生大量的水蒸氣而對鍋爐造成腐蝕,嚴重縮短鍋爐的設備壽命,進行干化污泥的摻混焚燒無需對現有鍋爐進行改造。干化后的污泥保留了其中大量有機物質,可用作肥料、土壤改良劑、替代燃料等多重用途。污泥脫水50%后可轉化為富含生物質能源的泥炭,用來發電其熱值可達1500~2000千卡/公斤,每噸處理后的污泥相當于1/2~1/3噸原煤,******實現了污泥的無害化處置和資源利用。干化污泥經焚燒處理后,其中水分和有機質被******去除,燃燒形成的煙氣經處理后可安全排放,剩余灰分主要為原泥中的硅酸鹽粘土礦物,并因在焚燒過程中將原泥中所含重金屬固化,故不存在重金屬離子污染問題。焚燒灰渣體積僅為原泥體積的二十分之一甚至更低,體積減量處理************,且焚燒灰渣可在1020℃~1060℃下進行高溫燒結,用其制磚,用這種干污泥燒制的磚質量達到一級品質量要求,而重量比普通燒結磚輕20%。

  綜上可見,經干化焚燒處理后的城市污泥基本實現了零污染零排放。雖然污泥熱干化技術有技術要求和處理成本較高,設備運行管理復雜等缺點,但由于其處理后體積減量明顯,處理******無二次污染,污泥有效能源化、資源化等特點使其仍為城市污泥***終處理的理想方向之一。

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