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臥式薄層干化兩段法工藝在污泥摻燒發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和實(shí)例分析關(guān)鍵詞:臥式薄層干化兩段法 污泥處理處置 污泥摻燒發(fā)電
摘要:本文對(duì)臥式薄層污泥干化兩段法工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并以上海市竹園片區(qū)污泥處理處置擴(kuò)建工程為例進(jìn)行了分析。臥式薄層干化機(jī)單機(jī)處理能力大,安全性高,密封性好,廢氣量少,車間環(huán)境友好,基于臥式薄層干化兩段法工藝在安全性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等方面的諸多優(yōu)勢(shì),該工藝越來越多的應(yīng)用于污泥摻燒發(fā)電領(lǐng)域,可做為國(guó)內(nèi)電廠污泥處理處置項(xiàng)目的優(yōu)選工藝之一。
隨著城市的快速發(fā)展,污水量不斷增加,污水處理廠提標(biāo)改造進(jìn)度持續(xù)加快,導(dǎo)致污泥產(chǎn)量大大增加,截止到2016 年底我國(guó)污水處理量達(dá)到1.5億 m3/d,污泥總量近 3000 萬噸,預(yù)計(jì)到2020 年以含水率80%計(jì)我國(guó)的污泥產(chǎn)量將突破 6000 萬噸。
在城市污水的收集及處理過程中產(chǎn)生的污泥,可能含有重金屬物質(zhì)、病原體、病毒、微生物和大量的毒性有機(jī)物,如不加以妥善處理和處置,將給排放區(qū)周圍環(huán)境造成嚴(yán)重的二次污染,威脅人類健康。污泥處理處置的問題已成為當(dāng)前形勢(shì)下的突出環(huán)境問題。
我國(guó)目前主要的污泥處理方式包括濃縮、調(diào)理、脫水、干化等,以濃縮、調(diào)理和脫水為主,干化率尚處于較低水平。污泥處置是指污泥經(jīng)處理后的終去向,我國(guó)目前主要的污泥處置方式有衛(wèi)生填埋、土地利用、焚燒后建材利用等,其中衛(wèi)生填埋是常用的方式。一方面由于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格,另一方面受制于有限的可利用土地資源,干化加焚燒的處理處置方式越來越普遍。
臥式薄層污泥干化工藝在市政領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀
截止到2020年12月,臥式薄層干化工藝在國(guó)內(nèi)共有34個(gè)業(yè)績(jī),共78臺(tái)臥式薄層干化機(jī),其中市政項(xiàng)目共有20個(gè)共62臺(tái)干化機(jī),表1展示了近幾年臥式薄層干化工藝(一段法和二段法)在市政項(xiàng)目中的典型業(yè)績(jī)。
03 臥式薄層污泥干化兩段法工藝在污泥摻燒發(fā)電領(lǐng)域的實(shí)例分析
上海竹園片區(qū)污泥處理處置擴(kuò)建工程服務(wù)對(duì)象為竹園、第二污水處理廠提標(biāo)改造至一級(jí)A出水標(biāo)準(zhǔn)及新建升級(jí)補(bǔ)量工程建成后220萬m3/d 污水處理產(chǎn)生的脫水污泥。工程建設(shè)規(guī)模223tDS/d,折合含水率80%的污泥量1115t/d,設(shè)施配置考慮一期工程焚燒線檢修工況,工程高峰處理規(guī)模為288.5tDS/d,折合含水率80%的污泥量1442.5t/d。
污泥處理工藝路線采用薄層干化兩段法+電廠摻燒工藝,含水率80%的脫水污泥由自卸式卡車運(yùn)輸至污泥處理廠,經(jīng)污泥接收、儲(chǔ)存系統(tǒng)后,由濕污泥泵送至薄層污泥干化系統(tǒng),然后經(jīng)干化系統(tǒng)處理后,平均含水率降低至30%(可調(diào)節(jié)范圍20%~30%)。
污泥處理處置擴(kuò)建工程污泥干化系統(tǒng)圖,污泥車經(jīng)過地磅稱量后,將濕污泥傾倒至地下接收料倉(cāng),然后通過柱塞泵系統(tǒng)輸送至濕污泥儲(chǔ)存?zhèn)},隨后濕污泥通過卸料螺旋和螺桿泵被輸送至薄層干化機(jī),螺桿泵為變頻設(shè)備,可靈活控制進(jìn)入薄層干化機(jī)的污泥量。
自干化機(jī)產(chǎn)生的蒸發(fā)尾氣與污泥逆向運(yùn)動(dòng),自干化機(jī)上方的乏汽箱進(jìn)入后續(xù)尾氣冷凝系統(tǒng),蒸發(fā)尾氣在冷凝器內(nèi)被噴淋冷凝下來,不凝氣體進(jìn)入到后續(xù)除霧器中,在除霧器中進(jìn)行液滴分離后,終尾氣通過風(fēng)機(jī)排出干化系統(tǒng),進(jìn)入臭氣處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。
干化系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水主要是使用中水噴淋洗滌蒸發(fā)尾氣后的噴淋水,這部分污水將返回污水處理場(chǎng)進(jìn)行處理。廢氣進(jìn)入臭氣處理系統(tǒng)集中處理。干化后的污泥送至外高橋電廠與煤協(xié)同焚燒。
1 污泥干化焚燒技術(shù)進(jìn)展
在進(jìn)入焚燒爐之前,濕污泥經(jīng)干化機(jī)處理成含水率較低的干化污泥,熱介質(zhì)加熱濕污泥使其水分蒸發(fā)成為干化污泥。干化污泥的含固率高低將直接影響后續(xù)的焚燒系統(tǒng),進(jìn)而影響整個(gè)污泥處理處置的效果。目前的污泥干化大多采用間接加熱干化技術(shù)。
1.1 槳葉式干化機(jī)
槳葉式污泥干化機(jī)是常用的間接傳熱式污泥干化設(shè)備,由帶有夾套的ω形殼體和空心槳葉軸及傳動(dòng)裝置組成。軸上排列著中空槳葉,軸端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入的旋轉(zhuǎn)接頭。在運(yùn)行過程中,濕污泥一側(cè),含水率75%~85%的濕污泥連續(xù)由入料口進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi),在中空槳葉攪拌、混合與分散的同時(shí),受到來自中空槳葉和夾套雙重加熱作用,污泥水分蒸發(fā),達(dá)到干燥要求的干污泥由中空槳葉輸送至出料口并排出干化機(jī)外;在熱介質(zhì)一側(cè),高溫蒸氣通過ω形槽的內(nèi)壁和中空槳葉,通過熱傳導(dǎo)使污泥中的水分蒸發(fā)。污泥中蒸出的水分與不凝氣體排出后,進(jìn)入焚燒爐或氣體處理系統(tǒng)進(jìn)行處理。同時(shí),高溫蒸氣的熱量傳遞給濕污泥之后冷凝,冷凝的水分進(jìn)凝結(jié)水箱回收再利用。
槳葉干化機(jī)的槳葉設(shè)置一般都是鏟形或楔形的槳葉葉片(見圖1),在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,槳葉可起到自清潔的效果,因此槳葉干化機(jī)在運(yùn)行過程中較少出現(xiàn)污泥在機(jī)器內(nèi)卡頓等現(xiàn)象。熱介質(zhì)一般采用高溫蒸氣,蒸氣溫度一般為180℃~220℃,且干化機(jī)出口的污泥含水率可以通過其轉(zhuǎn)軸的速度調(diào)整,可滿足不同的污泥焚燒爐對(duì)入爐污泥的含水率要求。槳葉式干化機(jī)維修簡(jiǎn)單,當(dāng)槳葉出現(xiàn)磨損時(shí)用耐磨噴漆噴涂葉片表面就可以實(shí)現(xiàn)槳葉的修復(fù)。據(jù)工程項(xiàng)目匯總,槳葉式干化機(jī)的運(yùn)行效果較好,是目前污泥焚燒廠使用多的一種干化機(jī)。