污泥處理處置金鑰匙---低成本的污泥熱干化

污泥處理處置金鑰匙---低成本的污泥干化技術(shù)

-----上海仁創(chuàng)環(huán)境科技有限公司

作者：石文政

一、 全流程的污泥處理技術(shù)

污水處理已經(jīng)有了上百年的歷史，因此，污水處理技術(shù)相對(duì)比較成熟，許多的處理工藝也比較規(guī)范。

污泥的處理相對(duì)來(lái)說(shuō)比較滯后，特別是中國(guó)屬于發(fā)展中國(guó)家，底子薄。在以前的污水處理廠規(guī)劃設(shè)計(jì)中，國(guó)家沒(méi)有要求對(duì)污水廠處理過(guò)程中排出的污泥進(jìn)行規(guī)范處理，因此，幾乎所有的污水處理廠對(duì)污泥只是進(jìn)行了簡(jiǎn)單的脫水處理，將污泥含水率降到 80%左右即可。污泥的最終處置各顯神通，有的填埋，有的焚燒，有的做肥料，甚至亂倒亂放，各種次生的二次污染問(wèn)題很多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每日所產(chǎn)污泥大概有 6000-10000 萬(wàn) t/d（折合含水率 80%計(jì)）。鑒于此，國(guó)家要求對(duì)污泥進(jìn)行規(guī)范的處理處置。和污水處理技術(shù)相比，污泥處理處置技術(shù)在目前階段還尚屬于戰(zhàn)國(guó)時(shí)代，百家爭(zhēng)鳴，百花齊放。

不管什么樣的污泥處理處置技術(shù)，都必須滿(mǎn)足“四化”的要求：

1、減量化；2、穩(wěn)定化；3、無(wú)害化；4、資源化。國(guó)內(nèi)的污泥處理處置技術(shù)經(jīng)過(guò)近十年的探索、爭(zhēng)論，基本上形成了一條清晰的主流工藝路線(xiàn)：污泥干化——焚燒。在這樣的工藝路線(xiàn)中，由于污泥后續(xù)需要進(jìn)入焚燒環(huán)節(jié)，如果不把污泥中的水份盡量降低，直接焚燒含水率為

80%左右的污泥，就成了火燒水，運(yùn)行成本非常高，所以必須使污泥

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含水率降到 20-40%左右再進(jìn)行焚燒才具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

在處理處置費(fèi)用和投資這兩大環(huán)節(jié)中，處理處置費(fèi)用主要集中在污泥干化環(huán)節(jié)上，干化 1t 污泥的直接費(fèi)用在 200-250 元/t；焚燒工段屬于放熱反應(yīng)，除了消耗少量電之外，總體是有正效益的。在投資環(huán)節(jié)上，污泥干化段的投資也是占據(jù)了設(shè)備費(fèi)用的 60%以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)干化+焚燒的全流程污泥焚燒廠投資約為 50-60 萬(wàn)/ t 污泥，污泥處理處置的全成本費(fèi)用在 400-750 元/t。無(wú)論是投資還是運(yùn)行費(fèi)用都是非常高，因此，尋找經(jīng)濟(jì)適用的污泥干化技術(shù)是污泥處理、處置技術(shù)研究中的一個(gè)重點(diǎn)。

二、 污泥干化技術(shù)簡(jiǎn)介

污水處理廠一般進(jìn)行污泥的脫水，如采用帶式壓濾機(jī)、疊螺機(jī)、

離心機(jī)工藝設(shè)備脫水后，一般可以將污泥的含水率降到 78-83%左右；

如采用普通板框脫水，可以將污泥的含水率降低到 75-80%左右。對(duì)

照污泥處理處置的全流程技術(shù)，這樣的含水率顯然不符合要求，因此，

污泥干化技術(shù)（也叫深度脫水技術(shù)）應(yīng)運(yùn)而生。

目前污泥干化技術(shù)繁多，從原理上可以劃分為如下三類(lèi)：

1、 高壓板框技術(shù)

目前市面上的高壓板框技術(shù)種類(lèi)很多，根據(jù)壓榨壓力的大小，可

以將板框壓濾進(jìn)一步分為：a、普通板框壓濾，壓力一般在 6-8kg/cm²

以下；b、高壓板框，壓力一般在 15kg/cm² 左右；c、超高壓板框，壓

榨壓力一般在 20-30kg/cm² 以上。一般來(lái)說(shuō)，壓榨壓力越高，可以將

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污泥的含水率降得越低。高壓帶機(jī)由于原理相同，也歸入本類(lèi)。

板框壓濾技術(shù)易于掌握，投資、運(yùn)行費(fèi)用都不算大，因此，在目前運(yùn)行的項(xiàng)目數(shù)量很多。

但是，目前的傳統(tǒng)板框技術(shù)有幾個(gè)關(guān)鍵的缺點(diǎn)：a、無(wú)論哪種板框技術(shù)都不能將污泥的含水率降到 40%以下，甚至 50%都不敢絕對(duì)保證，因此，相對(duì)于后面兩種技術(shù)，板框壓濾只能叫做半干化技術(shù)，將污泥的含水率降到 50-60%左右。后面兩項(xiàng)熱干化技術(shù)都可以將污泥的含水率降到 15-40%左右，叫做污泥的全干化技術(shù)。這就決定了板框壓濾不是一個(gè)終極技術(shù)，她要么是一種過(guò)渡性技術(shù)，要么和其他的干化技術(shù)組合，作為組合技術(shù)的第一階段；b、目前幾乎所有的高壓板框壓濾都需要投加大量的石灰等調(diào)理劑，才能保證將污泥的含水率降到 50-60%左右，這樣的結(jié)果是：雖然污泥的含水率降下來(lái)了，但是并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)污泥實(shí)質(zhì)意義的減重減容。同時(shí)，石灰的投加有時(shí)還會(huì)影響污泥的最終處置。

仁創(chuàng)環(huán)境通過(guò) 8 年多的技術(shù)研發(fā)和公關(guān)，成功開(kāi)發(fā)出了變腔室超高壓板框脫水技術(shù)和電滲析板框脫水技術(shù)，前者可以直接將含水率降到 60%左右，后者可以將含水率降到 50%左右，整個(gè)過(guò)程的進(jìn)料壓力

只有 6-8kg/cm²，不需要添加石灰等調(diào)理劑。運(yùn)行成本低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

2、 直接型干化技術(shù)

直接型的干化技術(shù)最顯著的特點(diǎn)是熱媒和污泥直接接觸，大量的

熱空氣直接吹過(guò)污泥的表面，使得污泥中的水份閃蒸汽化轉(zhuǎn)入空氣中。

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典型的直接型干化技術(shù)有：a、帶式干化；b、流化床干化；c、噴霧干化等等。熱媒在加熱的過(guò)程中，基本上對(duì)如下三種對(duì)象進(jìn)行加熱：a、污泥中的水份；b、污泥本身；c、污泥周邊的空氣。實(shí)際上，a

才是有用功，其他兩部分都是無(wú)用功。由于干化需要，吹過(guò)污泥表面的氣流相當(dāng)大，這樣就給傳統(tǒng)的直接干化技術(shù)帶來(lái)了兩個(gè)致命缺點(diǎn)：

1）熱效率很低，理論驗(yàn)算和實(shí)測(cè)都證明直接型干化技術(shù)的熱效率大概在 35%左右；2）尾氣量很大，尾氣處理費(fèi)用很高。

正是由于這兩個(gè)致命的缺點(diǎn)，使得直接型干化技術(shù)主要適用于有廢熱可以利用的場(chǎng)合。

隨著科技的進(jìn)步，屬于直接干化技術(shù)類(lèi)的低溫干化技術(shù)，在最近兩年進(jìn)步很快，她的運(yùn)行費(fèi)用比傳統(tǒng)的直接型干化技術(shù)顯著降低，尾氣處理量也顯著降低。運(yùn)行成本在 200 元左右/噸泥(折算為 80%含水率）。

3、 間接型干化技術(shù)

間接型干化技術(shù)最顯著的特點(diǎn)就是熱媒和污泥不直接接觸，她們

之間通過(guò)換熱面進(jìn)行能量的傳輸。最典型的間接型干化技術(shù)有：a、

圓盤(pán)式干化機(jī)；b、空心漿葉式干化機(jī)；c、薄層干化機(jī)等等。由于間

接型干化機(jī)都是密閉性的，污泥周邊的空氣很少，這樣熱媒傳遞的受

體主要是污泥中的水份。因此，間接型污泥干化技術(shù)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1）、

熱效率較高，理論計(jì)算和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)都在 85%左右，遠(yuǎn)高于直接型干化

技術(shù)；2）、尾氣經(jīng)冷凝后剩下的不凝氣體很少，大大降低了尾氣處理

的難度。

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正是由于間接型干化技術(shù)這兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得間接型污泥干化技術(shù)

成為目前污泥干化技術(shù)的主流。

下文講述的 MVC 污泥干化技術(shù)，是建立在間接型污泥干化技術(shù)基

礎(chǔ)上的，與傳統(tǒng)的間接型干化技術(shù)相比，它的運(yùn)行費(fèi)用顯著降低，成

為人工干化技術(shù)類(lèi)最經(jīng)濟(jì)的污泥干化技術(shù)。

三、 上海仁創(chuàng)環(huán)境科技有限公司幾種經(jīng)濟(jì)的污泥熱干化技術(shù)介紹

自 2010 年以來(lái)，上海仁創(chuàng)環(huán)境科技有限公司一直致力于研發(fā)低

運(yùn)行成本的污泥干化技術(shù)，下面介紹我司的三類(lèi)專(zhuān)利技術(shù)。

1、太陽(yáng)能干化技術(shù)

太陽(yáng)能干化技術(shù)是我司和德國(guó)相關(guān)企業(yè)合作引進(jìn)到中國(guó)的，目前已在中國(guó)建設(shè)了十幾條污泥干化大棚線(xiàn)。它屬于直接型干化技術(shù)類(lèi)，由于是采用的太陽(yáng)能作為主要的干化熱源，因此它的最大優(yōu)點(diǎn)是：1）、能耗低，運(yùn)行費(fèi)用少，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表明干化 1 噸污泥的直接費(fèi)用在 40-50 元/t 之間；2）、效果穩(wěn)定，管理簡(jiǎn)單。

太陽(yáng)能干化技術(shù)主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下： a、單條大棚占地

14*140m²；b、單條大棚的污泥處理量平均為 10-15t/d（有輔熱可利用的話(huà)，處理量還可以進(jìn)一步提高）；c、大棚內(nèi)污泥最大厚度可達(dá)

80cm，因此大棚有很強(qiáng)的調(diào)節(jié)和貯存能力。

太陽(yáng)能干化技術(shù)最實(shí)用的場(chǎng)合：a、日照強(qiáng)度大，空氣濕度低的地區(qū)；b、用地不緊張的地區(qū)；c、對(duì)于土地資源緊張的地區(qū)，可以采用組合干化技術(shù)，先采用其他技術(shù)將污泥含水率降到 50-60%，再采

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用太陽(yáng)能干化技術(shù)，投入產(chǎn)出比更好；d、污泥干化后的含水率可以根據(jù)需要控制在 20-40%左右，可以適應(yīng)焚燒、熱解、制磚等最終處

置需求。

2、電滲析板框技術(shù)

電滲析板框技術(shù)是我司的發(fā)明專(zhuān)利，她有著如下的優(yōu)點(diǎn)：1）、污

泥調(diào)理時(shí)，不需要投加石灰；2）、工作壓力在 30kg/cm² 左右就可以將

污泥的含水率降低到 50-60%之間；3）、一次性同步開(kāi)板，同步清洗

濾布，將污泥脫水壓榨周期由普通的 4 個(gè)小時(shí)降到 2 小時(shí)內(nèi)，大大提

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高工作效率；4）、運(yùn)行成本低于 100 元/噸，非常經(jīng)濟(jì)。

由于進(jìn)泥的含水率可以適應(yīng) 98%左右，此項(xiàng)技術(shù)特別適合新建污

泥脫水項(xiàng)目，直接將污泥脫水和半干化結(jié)合在一起，經(jīng)過(guò)這樣處理后

污泥的重量和體積都會(huì)大大降低，方便了污泥運(yùn)輸，特別適合各污水

廠進(jìn)行污泥分散的半干化，再運(yùn)輸?shù)轿勰嗵幚碇行倪M(jìn)行統(tǒng)一的全干化、

最終處置。

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3、污泥 MVC 熱干化技術(shù)

污泥 MVC 干化技術(shù)是我司的發(fā)明專(zhuān)利，她是在污泥間接干化基礎(chǔ)

上發(fā)展過(guò)來(lái)的。MVC 干化技術(shù)與傳統(tǒng)的污泥間接式干化技術(shù)流程如下

圖：

 循環(huán)冷卻水

濕泥83%      _臭氣處理

^蒸汽 冷凝廢水去污水處理

冷凝水

干泥25%

傳統(tǒng)的污泥間接式干化技術(shù)流程

壓縮機(jī)

濕泥83%

不凝氣去

臭氣處理

冷凝廢水去污水處理

干泥25%

MVC 污泥干化技術(shù)流程圖

從上面兩個(gè)流程圖中可以看出，MVC 污泥干化技術(shù)是將污泥間接

干化排出的廢蒸汽經(jīng)過(guò)我司特制的蒸汽壓縮機(jī)壓縮提高其溫度和壓

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