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污水處理技術(shù)污泥干燥技術(shù)
一、概述：
污水在處理過程中將大部分污染物轉(zhuǎn)化為污泥，污泥中含有復(fù)蓋面廣的各種污染物，包括各種重金屬、微量高毒性有機(jī)物(PCBs、AOX等)、大量細(xì)菌、病毒體和寄生蟲卵等致病微生物，處理不當(dāng)會(huì)引起環(huán)境衛(wèi)生和污染問題，容易引起二次污染，我國大規(guī)模建設(shè)污水處理廠，但污泥處理處理一直被忽視，近年來污水干燥技術(shù)發(fā)展迅速，介紹一些重要污泥干燥技術(shù)。
二、污泥干燥設(shè)備的類型
1.根據(jù)熱介質(zhì)與污泥的接觸方式，可分為：
2.直接加熱式：將燃燒室產(chǎn)生的熱空氣與污泥直接接觸混合，加熱污泥，蒸發(fā)水分，最終得到干污泥制品，是對流干燥技術(shù)的應(yīng)用
3.間接加熱式:通過蒸汽和熱油介質(zhì)將燃燒爐產(chǎn)生的熱空氣傳遞給加熱器壁，從而加熱器壁另一側(cè)的濕污泥，蒸發(fā)水分去除，是導(dǎo)干技術(shù)的應(yīng)用；
4.“直接間接”聯(lián)合干燥:即“對流-傳導(dǎo)技術(shù)”的結(jié)合。
5.按設(shè)備形式分為：
滾筒式、滾筒式、帶式、螺旋式、離心干燥機(jī)、淋浴式多效蒸發(fā)器、流化床、多盤管式、薄膜式、漿板式等多種形式。
6.根據(jù)干燥設(shè)備的供給方式和產(chǎn)品形態(tài)大致分為兩類
一是采用干燥材料混合系統(tǒng)，濕污泥在供給前與一定比例的干泥混合后進(jìn)入干燥器，產(chǎn)品為球狀粒子，是干化、造粒結(jié)合的技術(shù)，另一是濕污泥直接供給，產(chǎn)品多為粉末狀。
三、工作原理和過程
1.直接加熱鼓式干燥技術(shù)。
工作原理是:脫水后的污泥從污泥漏斗進(jìn)入混合器，按比例充分混合干燥部分的污泥，使干濕混合污泥的固化率達(dá)到50%~60%，然后通過螺旋輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)饺ǖ拦氖礁稍锲鳌?/span>
轉(zhuǎn)鼓內(nèi)進(jìn)入同一端的流速為1.2-1.3m/s，溫度為700℃左右的熱氣流接觸混合集中加熱，經(jīng)過25min左右的處理，干燥后的污泥被帶有計(jì)量裝置的螺旋輸送機(jī)輸送到分離器，分離器中干燥器排出的濕熱氣體被收集熱回收，被污染的惡臭氣體被輸送到生物過濾器處理，達(dá)到環(huán)境保護(hù)要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，從分離器排出的干污泥的粒度被控制，通過篩選器將滿足要求的污泥粒子輸送到儲(chǔ)藏室等待處理。
干污泥的干燥度超過92%或更高。干污泥顆粒的直徑可以控制在1-4毫米，這主要考慮了使用干污泥作為肥料或園林綠化的可能性。小型干污泥被送入混合器，與濕污泥混合送入鼓式干燥器。用于加熱鼓式干燥器的燃燒器可以使用沼氣、天然氣或熱油作為燃料。
分離器分離干燥的污泥和水蒸氣，水蒸氣幾乎帶來污泥干燥時(shí)消耗的全部熱量，這部分熱量需要充分回收利用。因此，水蒸氣通過冷凝器，冷凝器的冷卻水入口溫度為20℃，出水溫度為55℃，被冷卻的氣體送到生物過濾器處理完全達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放。
干燥系統(tǒng)的特點(diǎn)是：在無氧環(huán)境下操作，不產(chǎn)生灰塵，干燥污泥呈粒狀，粒徑可控，采用氣體回收設(shè)計(jì)降低了尾氣處理成本。
2.間接加熱干燥技術(shù)。
如圖2所示，濕污泥直接進(jìn)料，間接加熱轉(zhuǎn)鼓干燥系統(tǒng)工藝流程圖。
脫水后的污泥輸送到干燥機(jī)的料斗，通過螺旋輸送機(jī)輸送到干燥機(jī)內(nèi)，螺旋輸送機(jī)可以變頻控制定量輸送。干燥機(jī)由鼓和翼螺桿構(gòu)成，鼓通過燃燒爐加熱，鼓的最大轉(zhuǎn)速為1.5r/min。
葉片螺釘通過循環(huán)熱油傳熱，最大轉(zhuǎn)速為0.5r/min。鼓和葉片螺釘同向或反向旋轉(zhuǎn)，污泥可以連續(xù)前進(jìn)干燥，鼓沿長度方向分布在3個(gè)燃燒爐的溫度區(qū)域，分別為370℃、340℃和85℃。葉片螺釘內(nèi)的熱油溫度為315℃。
轉(zhuǎn)鼓通過抽氣，內(nèi)部為負(fù)壓，水蒸氣和灰塵不能外逸。通過轉(zhuǎn)鼓和翼片螺桿的推動(dòng)和加熱，污泥逐漸干燥并磨成顆粒，在轉(zhuǎn)鼓后端的低溫區(qū)通過S形空氣止回閥通過干泥螺桿輸送器輸送到儲(chǔ)藏室。污泥蒸發(fā)的水蒸氣通過系統(tǒng)抽風(fēng)機(jī)輸送到冷凝和清洗吸附系統(tǒng)。
該干燥系統(tǒng)的特點(diǎn)是工藝簡單，污泥干燥度可控，干燥器的終端產(chǎn)物為粉末狀。
3.離心干燥技術(shù)(即脫水干燥一體機(jī))
如圖3所示，離心干化機(jī)系統(tǒng)工藝流程圖。
稀污泥從濃縮池或消化池進(jìn)入離心干燥機(jī)，干燥機(jī)內(nèi)的離心機(jī)脫水污泥，機(jī)械離心脫水后的污泥以細(xì)粉狀從離心機(jī)出料口高速排出，高熱空氣以適當(dāng)?shù)姆绞揭腚x心干燥機(jī)內(nèi)部，遇到細(xì)粉狀污泥，最短時(shí)間內(nèi)干燥到固化率80%左右。
干燥后的污泥顆粒以70℃的氣動(dòng)方式從干燥機(jī)排出，與濕氣一起進(jìn)入旋流分離器進(jìn)行分離。部分濕氣進(jìn)入洗滌塔，洗滌塔濕氣中的大部分水分凝結(jié)析出，凈化后的廢氣以40℃的溫度離開洗滌塔。
該干燥系統(tǒng)的特點(diǎn)是工藝簡單，省去了污泥脫水機(jī)和從脫水機(jī)到干燥機(jī)的儲(chǔ)存、運(yùn)輸和運(yùn)輸裝置。
4.間接多盤干燥技術(shù)(珍珠工藝)
其工作原理是:機(jī)械脫水后的污泥(含固化率25%~30%)送入污泥緩沖料倉，然后通過污泥泵送至涂層機(jī)。涂層機(jī)中再循環(huán)的干污泥顆粒與輸入的脫水污泥混合，在干顆粒核的外層涂上一層濕污泥形成顆粒。這個(gè)涂層過程很重要。內(nèi)核是干的(含固化率>90%)，外層是濕污泥。涂有濕污泥的顆粒被送入硬顆粒造粒機(jī)(多盤干燥器)，倒入造粒機(jī)上部，均勻分散在頂層圓盤上。
通過與中央旋轉(zhuǎn)主軸連接的耙臂耙的作用，污泥粒子在上層圓盤上進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。污泥粒子從造粒機(jī)的上部圓盤由重力作用到造粒機(jī)的底部圓盤，粒子在圓盤上運(yùn)動(dòng)時(shí)直接與加熱表面接觸干燥。污泥粒子逐漸增大，與蚌中珍珠的形成過程相似，最終形成堅(jiān)固的粒子也被稱為珍珠技術(shù)。
干燥后的粒子溫度為90℃，粒徑為14mm，離開干燥機(jī)后，從斗式提升機(jī)送到分離料斗，一部分分離回涂層機(jī)，剩馀的粒子進(jìn)入冷卻器冷卻到40°送到粒子倉庫。
污泥干燥過程所需的能量由熱油傳遞，溫度為260~230℃的熱油在干燥機(jī)內(nèi)空心盤內(nèi)循環(huán)，從干燥機(jī)排出的接近115℃的蒸汽凝結(jié)，用熱交換器凝結(jié)的熱水溫度為50~60℃。
這種間接多盤干燥器又稱造粒機(jī)，立式多層分布，間接加熱。
特點(diǎn):干燥造粒過程中氧濃度小于2%，避免了著火爆炸的危險(xiǎn)。顆粒圓形、堅(jiān)固、無灰塵、均勻，熱值高，可作為燃料使用。尾氣經(jīng)冷凝水洗后送回燃燒爐，產(chǎn)生臭味的化合物完全分解，尾氣能滿足嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
5.流化床污泥干燥技術(shù)。
如圖5所示，流化床污泥系統(tǒng)工藝框圖。
其工作原理是將脫水污泥輸送到污泥計(jì)量倉庫，用污泥泵將污泥輸送到流化床污泥干燥機(jī)的供給口，分配污泥。流化床污泥干燥機(jī)從底部到頂部基本由三部分構(gòu)成，干燥機(jī)最下面是風(fēng)箱，用于將循環(huán)氣體輸送到流化床裝置的不同區(qū)域，其底部設(shè)有特殊的氣體分布板，用于輸送惰性流化氣體。
中段用于蒸發(fā)水的熱量將通過加熱熱油輸送到流化床。上部是抽吸罩，用于將流化的干燥顆粒與循環(huán)氣體分離，而循環(huán)氣體與污泥顆粒和蒸發(fā)的水分離開干燥器。干燥機(jī)內(nèi)干燥溫度為85℃，產(chǎn)生的污泥顆粒被循環(huán)氣體流化，產(chǎn)生劇烈混合。
由于流化床依靠其自身的熱容量，停留時(shí)間長，產(chǎn)品數(shù)量大，即使進(jìn)料質(zhì)量或水分波動(dòng)，也能保證干燥均勻，污泥顆粒和灰塵通過旋轉(zhuǎn)氣鎖閥通過循環(huán)氣體帶出流化層，污泥顆粒通過旋轉(zhuǎn)氣鎖閥送至冷卻器，冷凝至小于40℃，通過輸送機(jī)送至產(chǎn)品倉庫。
灰塵、污泥細(xì)粒與流化氣體在旋風(fēng)分離器分離，灰塵、污泥細(xì)粒通過計(jì)量螺旋輸送機(jī)，從灰倉輸送到螺旋混合器。在那里灰塵與脫水污泥混合并通過螺旋輸送機(jī)再送回到流化床干燥機(jī)。干燥機(jī)系統(tǒng)和冷卻器系統(tǒng)的流化氣體均保持在一個(gè)封閉氣體回路。
循環(huán)氣體將污泥細(xì)粒和蒸發(fā)的水分帶離流化床干燥機(jī)。污泥細(xì)粒在旋風(fēng)分離器內(nèi)分離，而蒸發(fā)的水分在一個(gè)冷凝洗滌器內(nèi)采用直接逆流噴水方式進(jìn)行冷凝。蒸發(fā)的水分以及其它循環(huán)氣體從85℃左右冷卻為60℃，然后冷凝，冷凝下來的水離開循環(huán)氣體流回到污水處理區(qū)，冷凝器中干凈而冷卻的流化氣體又回到干燥機(jī)，干化污泥由冷卻回路氣體卻冷到低于40℃。
該干化系統(tǒng)的特點(diǎn)是：無返料系統(tǒng)，間接加熱，干燥機(jī)本身無動(dòng)部件，故幾乎無需維修，但干化顆粒的粒徑無法控制。
除上述外還有閃蒸式干燥器、螺旋式干燥機(jī)、薄膜干燥器、噴霧式干化器、多效蒸發(fā)器、微波干化器、帶式干燥機(jī)、多床干燥器等，同一類型的干化設(shè)備在不同的生產(chǎn)廠家也各有其特點(diǎn)。
