污泥干化技術(shù)在石化污水處理場中的應(yīng)用
【無錫純水設(shè)備http://nce-newcont.com】石化行業(yè)的工業(yè)污水處理場在實際生產(chǎn)運行過程中會產(chǎn)生大量的剩余污泥和浮渣，經(jīng)沉降濃縮、機械脫水后，污泥含水率達(dá)到85%左右。存在污泥轉(zhuǎn)移處置量大、處置費用高等問題，采用空心槳葉式污泥干化處理技術(shù)，將脫水后污泥含水率由85%左右降低到40%以下，可以有效降低污泥產(chǎn)生量。
剩余污泥和浮渣的處置是當(dāng)前石化行業(yè)工業(yè)污水處理場面臨的突出問題，國內(nèi)常規(guī)的處置方案為污泥和浮渣經(jīng)沉降濃縮后機械脫水，經(jīng)帶式或離心脫水機處理后污泥的含水率可達(dá)到 80%~90%左右。目前行業(yè)內(nèi)后續(xù)設(shè)置污泥焚燒裝置的企業(yè)不多，因此大部分企業(yè)將脫水后的污泥轉(zhuǎn)移至相關(guān)危險廢物處置單位處置。在實際的生產(chǎn)運行中，剩余污泥產(chǎn)生量大，處理成本高、儲存轉(zhuǎn)移量大成為制約生產(chǎn)運行的環(huán)保難題。采用污泥干化技術(shù)，脫水后的污泥經(jīng)過干化處理，含水率降低到 40% 以下再焚燒處理，可以很好地達(dá)到減量化的處置目標(biāo)。
1 污泥干化技術(shù)
1.1 污泥干化的方式
污泥干化的過程就是通過熱量的傳遞，將污泥中的含水量蒸發(fā)出來的過程。按照干化的方式可以分為直接干化式和間接干化式，直接干化式是將熱源（一般為蒸汽）直接與污泥混合接觸，通過熱量交換將水分蒸發(fā)，實現(xiàn)污泥的干化；超純水設(shè)備間接干化式是熱源和污泥間接接觸，通過熱量的傳遞將熱量傳遞到污泥中，實現(xiàn)污泥中水分的蒸發(fā)。由于石化行業(yè)污水處理場來水中的成分復(fù)雜，剩余污泥中含有大量的油、苯系物等化工物質(zhì)，采用直接干化式一方面增加了干化廢氣和水汽量，另一方面還存在一定的安全隱患，因此選取間接干化式是科學(xué)合理的工藝。
1.2 污泥間接式干化的原理
間接干化式的典型代表設(shè)備為槳葉式干化機，某石化公司工業(yè)污水處理場使用的為江蘇金陵干燥科技有限公司生產(chǎn)的空心槳葉式污泥干化機。干化機以廠區(qū)內(nèi)過熱蒸汽減溫減壓后作為干化熱源，污泥干化主要設(shè)備為空心槳葉干化機，干化機主機由內(nèi)部相互咬合2根槳葉和外部W型殼體組成，槳葉由外部的電機驅(qū)動，槳葉和殼體為中空結(jié)構(gòu)，作為熱源的蒸汽通入槳葉和殼體進(jìn)行傳導(dǎo)加熱，濕污泥在槳葉和殼體中間空隙通過槳葉的咬合旋轉(zhuǎn)進(jìn)行混合推動，濕污泥在污泥干化機內(nèi)推進(jìn)的過程中，蒸汽端傳遞的熱量實現(xiàn)了濕污泥中含水量的蒸發(fā)。濕污泥的干化過程是密閉的環(huán)境下進(jìn)行的，干化過程中產(chǎn)生的廢氣經(jīng)風(fēng)機取出后進(jìn)入臭氣治理裝置進(jìn)行處理，干化機內(nèi)部通過密封和微負(fù)壓控制和氮氣保護的手段實現(xiàn)了干化系統(tǒng)的本質(zhì)安全，干化后的干污泥在干化機出口進(jìn)行收集后，進(jìn)入后續(xù)處理流程繼續(xù)處理。
2 污泥干化技術(shù)應(yīng)用
污泥干化裝置主要由儲存及進(jìn)料系統(tǒng)、干化機、出料系統(tǒng)、蒸汽減溫減壓系統(tǒng)、噴淋除塵等系統(tǒng)組成。工藝流程見圖1。
2.1 污泥性質(zhì)分析
該項目處理的污泥是由某石化公司4座工業(yè)污水處理場的含油污泥、剩余活性污泥以及浮選池排出的浮渣等組成。其中污水處理場含油污泥主要來自溶氣氣浮系統(tǒng)排出的浮渣和沉泥，其主要成分為水、油、泥及其所含的各種化學(xué)物質(zhì)。含油污泥中的油組分來源為上游化工裝置排水中含有的溶解態(tài)、乳化態(tài)和非溶解態(tài)的石油類，在污水處理的過程中通過溶氣氣浮釋放出來或被活性污泥、懸浮物等物質(zhì)附著，最后隨浮渣和污泥排放出來。沉積污泥中所的主要成為無機的礦物成分以及粘土礦物和一些氧化物為主。其中污水處理場剩余活性污泥來自生化系統(tǒng)排泥，其主要是微生物，含水率較高，與含油污泥、浮渣和沉泥相比，具有含泥量、含油量較低的特點，該污泥好絮凝，前期脫水效果明顯。綜合上述各類污泥，石化行業(yè)工業(yè)污水處理場的污泥有著粘度大、流動性差、成分復(fù)雜等特點，特別是污泥中的各種礦物形成了穩(wěn)定的膠體，在干化過程中含水率在 60% 左右時粘稠度很大。
2.2 常用工藝及比選
目前國內(nèi)常用的污泥處理工藝主要有脫水后焚燒、干化后焚燒、干化后鍋爐摻燒、脫水固化后填埋等。
2.2.1 脫水后焚燒
國內(nèi)大多數(shù)污泥的處置流程是污泥經(jīng)沉降濃縮和機械脫水后，直接通過焚燒工藝處理，可以減少污泥量，焚燒后的殘渣去危廢填埋場填埋處理。由于機械脫水后污泥的含水率基本是在 80%~90% 左右，污泥的含水率較高、熱值極低，焚燒過程需消耗大量燃料維持焚燒溫度，以保證污泥燃燒前水分的蒸發(fā)處理，因此高含水率污泥在焚燒的過程中由于夾帶大量的水蒸氣，產(chǎn)生的廢氣量大，且焚燒爐內(nèi)部和再燃室溫度容易偏低，存在尾氣處置不達(dá)標(biāo)等二次污染的隱患。此外，若焚燒爐和脫水裝置距離遠(yuǎn)，還會產(chǎn)生轉(zhuǎn)運量大，存儲空間大等一系列問題。
2.2.2 干化后焚燒
機械脫水后的污泥，通過不同類型的干化設(shè)備進(jìn)行減量化處理，有效去除污泥中的含水率后，形成半干化或全干化污泥顆粒后去焚燒爐焚燒處理，焚燒殘渣去危險廢物填埋場處置。由于干化后污泥含水率降低，半干或全干污泥熱值大幅提升，焚燒過程僅需添加少量燃料即可完成污泥的焚燒處理。
2.2.3 鍋爐摻燒
污泥通過干化設(shè)備降低含水率后，形成的干化顆粒運送至鍋爐裝置與燃料煤混兌摻燒，焚燒的殘渣可以同粉煤灰一同被再利用，該類工藝目前僅適用于生活污水處理場剩余污泥的處置，工業(yè)污水處理場剩余污泥的應(yīng)用還需要后續(xù)的探討和實踐。同時也存在污泥中含砂量大、熱值沒有燃料煤高等不利影響。
2.2.4 固化填埋
脫水后的污泥采用水泥或者石灰與污泥混合，固化后去填埋場填埋處理。但填埋處理要充分考慮滲濾液的問題，由于污泥中有機物含量高，在填埋場防滲層遭到破壞后，將會對地下水產(chǎn)生不可預(yù)期的污染和影響，環(huán)境風(fēng)險高。
2.2.5 工藝比選
通過對污泥性質(zhì)的分析，同時綜合當(dāng)前行業(yè)處理技術(shù)的對比，將原污泥工藝流程“沉降濃縮+機械脫水+焚燒”工藝改進(jìn)為“沉降濃縮+機械脫水+干化+焚燒”的工藝。通過增加污泥干化過程，降低進(jìn)入污泥焚燒爐的泥餅含水率，大幅度縮減污泥量，提高污泥熱值，節(jié)約焚燒爐燃料的同時保證污泥焚燒的效果，產(chǎn)生的廢氣經(jīng)收集后再處理。
3 污泥干化技術(shù)應(yīng)用效果
3.1 污泥干化過程
（1）污泥處置流程：上游裝置產(chǎn)生的泥餅由車或螺旋輸送機送至濕泥倉儲存，通過濕料倉底部防架橋的輸送機和泥漿泵倒入干化機內(nèi)，濕污泥在干化機內(nèi)被旋轉(zhuǎn)的漿葉片的攪拌、推動，經(jīng)過與漿葉和殼體的充分接觸，污泥中的表面水和微生物的細(xì)胞水被逐漸的干燥蒸發(fā)，干燥后的干污泥從干化機末端出料口排出，進(jìn)入后續(xù)的處置流程。
（2）廢氣處置流程：在污泥干化處置過程中蒸發(fā)出的廢氣，由尾氣高壓風(fēng)機將其自干化機內(nèi)引出，在經(jīng)過除塵、噴淋洗滌、降溫等處理后，送至毒氣治理裝置處理合格后排放。
（3）熱媒使用流程：廠區(qū)管網(wǎng)輸送的 1.0 MPa過熱蒸汽，經(jīng)減溫減壓后控制壓力在0.5 MPa、溫度164 ℃左右，蒸汽經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭流入空心槳葉和干化機殼體中，間接加熱物料，使用后蒸汽產(chǎn)生的凝液通過疏水裝置外排。
（4）公用工程流程：為保證干化機運行過程中的安全，當(dāng)干化機內(nèi)氧含量超過2%時，系統(tǒng)設(shè)置連鎖程序，自動往系統(tǒng)內(nèi)補充氮氣，有效避免氧含量高造成干化機內(nèi)可燃?xì)獗ɑ蚋苫笪勰嘈纬煞蹓m爆炸。工業(yè)水作為噴淋洗滌水，取出廢氣中的煙塵顆粒。循環(huán)水作為冷卻水降低煙氣溫度，保證后續(xù)進(jìn)入生化系統(tǒng)對微生物產(chǎn)生不良影響。
3.2 污泥干化出泥效果
任意選取2017年污泥干化裝置運行期間出泥含水率數(shù)據(jù)，繪制曲線，污泥干化裝置出泥含水率見圖2。
由圖 2 可見，污泥干化裝置出泥含水率平均29.0%，達(dá)到了設(shè)計目標(biāo) 40% 以下的預(yù)期，滿足生產(chǎn)需要。
4 結(jié)束語
（1）采用空心槳葉式的污泥干化設(shè)備，成功實現(xiàn)了某石化公司工業(yè)污水處理場剩余污泥的減量化處置，裝置投用后污泥的減量率能達(dá)到 75% 以 上，干化后污泥的含水率在30%左右，成為半干污泥后進(jìn)入焚燒爐處置。通過污泥干化可以將100 t污泥減量至25 t以下，大大減少了污泥產(chǎn)生量。
（2）污泥干化系統(tǒng)運行穩(wěn)定，熱源利用率高。在裝置運行的過程中可以通過調(diào)整槳葉旋轉(zhuǎn)速度和裝置進(jìn)料量有效控制污泥的干化效果，同時實現(xiàn)裝置的節(jié)能優(yōu)化運行。
（3）系統(tǒng)采用負(fù)壓形式，根據(jù)不同的情況盡可能減少排氣風(fēng)量，從而降低尾氣處理成本，對于污泥蒸發(fā)的臭味排入毒氣治理裝置。
（4）設(shè)置有效的干化機腔體內(nèi)氧含量自動控制、抽氣系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng)，實現(xiàn)了本質(zhì)安全，提高了裝置運行的安全系數(shù)。無錫純水設(shè)備,無錫水處理設(shè)備，無錫去離子水設(shè)備, 醫(yī)院用純水設(shè)備
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