制藥行業(yè)藥渣污泥干化工藝研究

劉春慧，周 光

（北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司，北京 100027）

制藥行業(yè)藥渣污泥干化工藝研究

劉春慧，周 光

（北京機(jī)電院高技術(shù)股份有限公司，北京 100027）

通過(guò)對(duì)南陽(yáng)市危廢處置中心藥渣污泥干化系統(tǒng)的研究，設(shè)計(jì)了一套有效的干化系統(tǒng)，使藥渣污泥的含水率從75%～80%干化至含水率20%，為藥渣污泥進(jìn)一步減量化、無(wú)害化和資源化處理提供更多的可能。系統(tǒng)配套有效的尾氣處理系統(tǒng)，使該項(xiàng)目廢氣排放指標(biāo)達(dá)到《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-96）以及《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）中的相關(guān)要求。

藥渣污泥;干化系統(tǒng);尾氣處理

隨著我國(guó)工業(yè)快速發(fā)展，特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工業(yè)污泥也在不斷產(chǎn)生且量大面廣，其中制藥行業(yè)產(chǎn)生的污泥量也在逐年增加。制藥工藝污泥以及制藥廢水處理過(guò)程中產(chǎn)生的特種污泥中的有害成分復(fù)雜多樣，并含有病原體，具有惡臭及腐蝕性，對(duì)環(huán)境和生物的危害性大，因而被列入《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》，屬于HW02醫(yī)療廢物類別。

干化是污泥深度脫水的一種形式，其應(yīng)用的能量（推動(dòng)力）主要是熱能，即用熱能將污泥中的水汽化[1]。干化后的污泥呈顆?；蚍勰?，體積僅為原來(lái)的1/5～1/4，而且由于其含水率較低，微生物活性受到限制，避免了產(chǎn)品因微生物作用而發(fā)霉發(fā)臭，因而利于儲(chǔ)藏和運(yùn)輸。

該項(xiàng)目主要利用干化工藝使制藥行業(yè)廢藥渣污泥穩(wěn)定化和減量化，為制藥行業(yè)廢藥渣污泥的無(wú)害化和資源化提供良好的預(yù)處理。

1 行業(yè)背景

1.1 處理市場(chǎng)現(xiàn)狀

污泥所含的污染物一般均有較高的熱值，但是由于存在大量水分，使得這部分熱值無(wú)法得到利用。如果焚燒高含水率的污泥，不但得不到熱值，還需要大量補(bǔ)充燃料才能完全燃燒。如果將污泥的含水率降到一定程度，燃燒是可能的，而且燃燒所得到的熱量還可以滿足部分甚至全部污泥進(jìn)行干化的需要。

同樣道理，污泥無(wú)論用于制造建材還是回收利用，減少含水率都是關(guān)鍵。因此，污泥干化是污泥資源化利用的第一步。

制藥行業(yè)廢藥渣污泥的含水率一般在60%～85%，直接進(jìn)行固化處理或者焚燒等資源化利用，會(huì)造成很大的浪費(fèi)。選用干化技術(shù)，將制藥行業(yè)廢藥渣污泥的含水率從80%降低20%以下，其減量比例為75%，在無(wú)害化的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了減量化。

污泥干化是污水處理的延伸，全球的水環(huán)境治理目前仍處于起步階段，因此其前景非常廣闊，所有相關(guān)的新技術(shù)、新工藝都將有廣闊的發(fā)展空間。高效低能耗的污泥干化處理設(shè)備的研究，是工業(yè)污泥最終資源化處理的基礎(chǔ)。

1.2 處理技術(shù)現(xiàn)狀

制藥行業(yè)廢藥渣污泥屬于工業(yè)污泥范疇。工業(yè)污泥原來(lái)的處理方式為填海或堆放。但根據(jù)國(guó)際社會(huì)達(dá)成的《倫敦協(xié)議》和《奧斯陸協(xié)議》，具有明顯毒性的物質(zhì)被禁止排放填海。工業(yè)污泥的堆放處置對(duì)場(chǎng)地的建造技術(shù)要求比較高，由于選址不當(dāng)和建造標(biāo)準(zhǔn)不高，使很多污泥堆放場(chǎng)出現(xiàn)了滲漏現(xiàn)象，嚴(yán)重污染了周圍地區(qū)的環(huán)境，而且堆放需要占用大量的土地。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)有毒有害的工業(yè)污泥的無(wú)害化處理方法，主要是進(jìn)行固化/穩(wěn)定化處理，然后再考慮綜合利用[2]。所謂固化/穩(wěn)定化處理是利用物理-化學(xué)方法將優(yōu)化廢物摻和并包容在密實(shí)的惰性基材中，使其穩(wěn)定化的過(guò)程。

在我國(guó)，受各地區(qū)生活水平、工業(yè)層次等因素的影響，污泥成分和燃燒特性差別較大。市政污泥處理還處于起步階段。工業(yè)污泥，特別是制藥行業(yè)的廢藥渣污泥的處理，比市政污泥的處理研究起步更晚一些。

脫水污泥通過(guò)處理使其變成便于處置的有價(jià)值產(chǎn)品，才能提供更廣泛的應(yīng)用，污泥干化技術(shù)經(jīng)常應(yīng)用于污泥處理工藝。通過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)踐證明，目前市場(chǎng)上的污泥直接加料式流化床干燥技術(shù)是安全可靠的污泥干燥系統(tǒng)。

2 應(yīng)用案例

2.1 項(xiàng)目概況及排放指標(biāo)

南陽(yáng)項(xiàng)目為南陽(yáng)市各制藥廠的廢藥渣污泥處理，建設(shè)規(guī)模為60t/d廢藥渣污泥干化系統(tǒng)一套，將廢藥渣污泥從含水率75%～80%干化至含水率20%。廢氣排放指標(biāo)達(dá)到《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB9078-96）以及《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB14554-93）中相關(guān)要求。

該項(xiàng)目物料的特性見(jiàn)下表。

廢藥渣污泥特性參考值表

2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案

該項(xiàng)目的處理工藝主要借鑒市政污泥的干化處理工藝[3]，但由于制藥行業(yè)廢藥渣污泥與市政污泥存在很大差別，為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)帶來(lái)技術(shù)難點(diǎn)，主要有：

（1）制藥行業(yè)廢藥渣污泥的含水率一般在60%～85%。而低含水率的廢藥渣污泥又不具有良好的流動(dòng)性，在輸送環(huán)節(jié)上要難于市政污泥。

（2）制藥行業(yè)廢藥渣污泥成分復(fù)雜多變，黏度大，與水分子的結(jié)合能力強(qiáng)。且含有更多的腐蝕成分，并含有顆粒物，對(duì)于干燥系統(tǒng)設(shè)備的傳熱高效性、耐腐蝕性、抗磨性要求高于市政污泥。

（3）制藥行業(yè)廢藥渣污泥中含有更多的生物成分，小分子量易于揮發(fā)的有機(jī)物含量高，惡臭成分復(fù)雜，氯、硫元素含量也很高，使得干化尾氣中腐蝕性、惡臭氣體含量比市政污泥高，需要有效的尾氣處理系統(tǒng)以減少尾氣污染。

該項(xiàng)目的干化系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用柱塞泵進(jìn)料+槳葉式干燥機(jī)干化+旋風(fēng)除塵+尾氣冷凝+濕式洗滌+除臭的處理工藝。系統(tǒng)主要工藝流程如下圖所示。

主要工藝流程圖

廢藥渣污泥進(jìn)場(chǎng)后，卸入混凝土儲(chǔ)倉(cāng)，由儲(chǔ)倉(cāng)底部的推料機(jī)構(gòu)向正壓給料機(jī)推料，通過(guò)正壓給料機(jī)連續(xù)均勻地向污泥輸送泵給料，由污泥輸送泵將廢藥渣污泥送至槳葉式干燥機(jī)內(nèi)。

廢藥渣污泥在干燥機(jī)內(nèi)被蒸氣加熱，水分不斷蒸發(fā)而干燥，藥渣含水率降至20%后，通過(guò)干燥機(jī)尾部的出料閥排入出料螺旋輸送機(jī)。干化后的藥渣污泥進(jìn)入下一步處理工藝。

干燥過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)除塵器去除其所攜帶的物料粉塵后，進(jìn)入冷凝器。冷凝器使用循環(huán)水冷凝。水蒸氣冷凝液進(jìn)入污水站處理。

水蒸氣進(jìn)口溫度105℃，不凝氣體出口溫度降至80℃；水蒸氣冷凝液進(jìn)入廠區(qū)污水處理廠處理后達(dá)標(biāo)排放。

冷凝后的廢氣進(jìn)入洗滌塔除臭。洗滌水用堿水，洗滌塔下設(shè)水槽，洗滌水循環(huán)使用。設(shè)pH計(jì)在線監(jiān)測(cè)及自動(dòng)調(diào)節(jié)洗滌水pH值在7～8。

洗滌處理后的氣體經(jīng)除臭后排放或進(jìn)入焚燒爐。

2.3 設(shè)計(jì)技術(shù)解決方案

（1）將柱塞泵輸送系統(tǒng)應(yīng)用于制藥行業(yè)廢藥渣污泥輸送。儲(chǔ)倉(cāng)內(nèi)的廢藥渣污泥由推料機(jī)構(gòu)向正壓給料機(jī)推料，通過(guò)正壓給料機(jī)不斷均勻地向污泥輸送泵給料，由污泥輸送柱塞泵將廢藥渣污泥送至槳葉式干燥機(jī)；柱塞泵可以計(jì)量和控制廢藥渣污泥的處理量。

（2）使用耐腐耐磨四軸臥式槳葉干燥機(jī)處理廢藥渣污泥。槳葉干燥機(jī)是一種在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置攪拌槳，使?jié)窬w在槳葉的攪動(dòng)下，與熱載體以及熱表面充分接觸，從而達(dá)到干燥目的的低速攪拌干燥器。結(jié)構(gòu)形式為臥式四軸。槳葉式干燥機(jī)采用傳導(dǎo)式，熱載體并不與被干燥的物料直接接觸，而是熱表面與物料相互接觸，優(yōu)點(diǎn)是物料不易被污染、排氣量小、熱效率高、體積相對(duì)小，有利于節(jié)約能源及防止空氣污染；四軸的結(jié)構(gòu)使得單臺(tái)槳葉干燥機(jī)的干燥面積達(dá)到165平方米。

（3）干燥過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣經(jīng)除塵器去除其所攜帶的物料粉塵后，進(jìn)入冷凝器，用循環(huán)水冷凝。不凝氣體經(jīng)洗滌除霧塔脫除酸性氣體后，進(jìn)入除臭裝置。尾氣處理系統(tǒng)設(shè)備和管路均采用耐酸腐蝕的材質(zhì)。

3 結(jié)論

污泥處理處置的目標(biāo)主要有：1）穩(wěn)定化，通過(guò)處理使污泥停止降解，達(dá)到物化及生化性質(zhì)穩(wěn)定，避免二次污染；2）無(wú)害化，殺滅寄生蟲卵和病原微生物；3）減量化，減少污泥最終處置的體積和質(zhì)量，降低污泥處理處置費(fèi)用；4）資源化和綜合利用，在處理污泥的同時(shí)達(dá)到化害為利、循環(huán)利用、保護(hù)環(huán)境的目的、資源化和綜合利用是以穩(wěn)定化、無(wú)害化和減量化為前提的，有效的預(yù)處理，為資源化和綜合利用創(chuàng)造了更多的可能性。

本文對(duì)廢藥渣污泥的預(yù)處理進(jìn)行了研究，以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，介紹了廢藥渣污泥干化系統(tǒng)的各部分組成及工藝。通過(guò)借鑒市政污泥干化處理技術(shù)，并且針對(duì)廢藥渣污泥與市政污泥特性不同，提出三個(gè)技術(shù)解決方案，較好解決了廢藥渣污泥預(yù)處理的輸送、干化和尾氣處理環(huán)節(jié)存在的技術(shù)難點(diǎn)。

廢藥渣污泥預(yù)處理系統(tǒng)現(xiàn)有的工藝水平，仍然存在不完善和需要改進(jìn)的地方。如物料處理的程度、進(jìn)料的復(fù)雜性導(dǎo)致尾氣處理的效率不高、系統(tǒng)設(shè)備的自動(dòng)化程度和監(jiān)測(cè)水平和工藝優(yōu)化配置等方面尚有不足。本文優(yōu)化了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，但在該項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行階段，還要不斷驗(yàn)證這些優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果，繼續(xù)改進(jìn)。

[1]李鴻江，顧瑩瑩，趙由才.污泥資源化利用技術(shù)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[2]張辰. 污泥處理處置技術(shù)研究進(jìn)展[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[3]許鵬彥. 污泥干化焚燒技術(shù)研究[J].設(shè)計(jì)技術(shù)，2010，3 ： 12-14.

Technology Research on Sewage Dry of Drug Residue in Pharmacy Industry

LIU Chun-hui, ZHOU Guang
(Beijing Machinery & Electricity Institute Co., Ltd, Beijing 100027, China)

Based on the research on the sewage dry system of drug residue in Nanyang hazardous waste disposal center,the paper designs a suit of dry system to reduce the containing water rate of drug residue sewage to 20% from 75%～80% and to provide possibility for minimization, harmless and resource treatment of drug residue sewage. The system is qualified for an effective tail gas treatment system so that the exhaust emission standard for the project meets the requirement of 〈 the Emission Standard of Air pollutants in Industrial Furnace〉 (GB9078-96), and 〈the Emission Standard of Stench Pollutants〉 (GB14554-93).

drug residue sludge; drying system; exhaust gas treatment

X701

A

1006-5377（2012）05-0052-03