帶機(jī)脫水污泥與含水浮渣的同步干化研究

倪 寧

（國際香料香精（杭州）有限公司 浙江杭州 311600）

某企業(yè)污水處理廠在日常運(yùn)行過程中會產(chǎn)生大量經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水的污泥，其含水率常在80%～90%左右。雖經(jīng)壓濾脫水,但由于其含水率高、體積大、性狀不穩(wěn)定等因素，使其不僅在儲存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)[1]，而且作為危險(xiǎn)廢物會產(chǎn)生大量處置費(fèi)用。

為了降低環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)及運(yùn)行成本，企業(yè)使用耙式干燥機(jī)對污泥進(jìn)行干化處理，但由于污泥體積大、內(nèi)部空隙大，在熱干化過程中會占用大量的干燥能力，同時(shí)由于其黏性高，容易在干燥機(jī)內(nèi)粘結(jié)，導(dǎo)致干燥機(jī)轉(zhuǎn)動阻力增大、轉(zhuǎn)速降低，設(shè)備磨損嚴(yán)重[2-3]，從而使得熱能傳遞緩慢、利用率低、干化效率低[4]。

目前業(yè)內(nèi)通常采用干泥反混[5]的方式來解決此問題，但存在部分污泥反復(fù)加熱，浪費(fèi)能源以及占用干燥機(jī)處理能力等問題。

1 實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1 耙式干燥機(jī)

1.2 脫水污泥

生化污泥經(jīng)過濃縮調(diào)質(zhì)后，通過帶式壓濾機(jī)脫水，脫水后含水率80%～92%。本次實(shí)驗(yàn)過程全部選取同一批次脫水污泥，經(jīng)測定含水率為88.3%。

1.3 氣浮浮渣

廢水經(jīng)過調(diào)質(zhì)絮凝后進(jìn)入溶氣氣浮除去浮渣，浮渣靜置分層除水后含水率98%～99.9%。本次實(shí)驗(yàn)過程全部選取同一批浮渣，經(jīng)測定含水率為98.6%。

實(shí)驗(yàn)使用的物料與設(shè)備的詳細(xì)情況見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)物料與設(shè)備

利用蒸汽，熱水或?qū)嵊蜑闊崮茉?，由熱傳?dǎo)給筒體熱量。純水在沸騰時(shí)具有最大的汽化速度。常壓下，約100℃時(shí)純水開始沸騰。而在真空條件下，由于系統(tǒng)中水蒸氣分壓，遠(yuǎn)低于物料表面的水蒸氣分壓，水的沸點(diǎn)低于100℃。再加上攪拌系統(tǒng)加快了物料的接觸面積，傳導(dǎo)效率高，物料受熱均勻，進(jìn)一步提高了物料的受熱均勻度。

在同步干化浮渣時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)攪拌系統(tǒng)轉(zhuǎn)速明顯提高，充分利用熱能，進(jìn)一步提高了干化效率。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)步驟

2.1.1 設(shè)置好電機(jī)轉(zhuǎn)速頻率、正反轉(zhuǎn)時(shí)間與時(shí)間間隔后，開啟干燥機(jī)。

2.1.2 開啟干燥機(jī)上進(jìn)料口，通過皮帶輸送機(jī)投加固體物料（污泥），液體物料（浮渣）通過泵投加。投加結(jié)束后關(guān)閉進(jìn)料口。

2.1.3 開啟真空泵、蒸汽閥門，調(diào)節(jié)蒸汽壓力。

2.1.4 干燥結(jié)束后，關(guān)閉蒸汽閥門，開啟卸料閥門，開始自動卸料。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

在相同的加熱時(shí)間、蒸汽壓力、真空度、物料與筒體容積比等條件下，將實(shí)驗(yàn)分兩組進(jìn)行，A組單獨(dú)烘干生化污泥，B組則加入浮渣進(jìn)行烘干，比較烘干后物料重量與含水率、蒸汽耗用量、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況等參數(shù)。具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

表2 分組實(shí)驗(yàn)對比表

通過分組對比實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，B組實(shí)驗(yàn)充分利用了污泥間的空隙，在不增加任何能耗的前提下提高了處理能力，同時(shí)解決了污泥體積大、粘性高等問題。

3 效益情況

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

污泥和浮渣按照危險(xiǎn)廢物委托處置費(fèi)用為3000元/t，則干化前A組處置費(fèi)用為7500元，B組為10500元；干化后所需處置費(fèi)用分別降為870元、900元。

干化過程所需要的費(fèi)用主要是電費(fèi)和蒸汽費(fèi)，由于干化時(shí)間以及蒸汽壓力都相同，因此干化費(fèi)用三組基本一致。A組電費(fèi)為（22+15）kW*24h*1元/kW·h=888元，B組電費(fèi)多出0.5kW*0.5h*1元/kW·h=0.25元，可以忽略不計(jì)，蒸汽費(fèi)用相同，均為200元/t*5t=1000元。具體見下表。

表3 經(jīng)濟(jì)效益對比表

3.2 綜合效益

脫水污泥由于體積大，性狀不穩(wěn)定，在儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)由于含水率高，不利于后續(xù)處置，因此污泥經(jīng)過干化后，提高了熱值，減少了體積，既防止在儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)可能發(fā)生的環(huán)境污染，也為進(jìn)一步焚燒處置提供了必要條件[6]。

4 結(jié)語

根據(jù)表2可以看出，采用污泥與浮渣同步干化（B組）的方式優(yōu)勢明顯，在處置量方面有絕對優(yōu)勢，而且不增加耗能，即能源利用率更高。同時(shí)從設(shè)備轉(zhuǎn)速來看，設(shè)備的故障率會更低，壽命更長。

通過表3對經(jīng)濟(jì)效益的對比，可以發(fā)現(xiàn)采用污泥與浮渣同步干化（B組）的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他方式。

綜上所述，污泥與浮渣同步干化是一種能源利用率高、運(yùn)行成本低的方式，在為企業(yè)減輕負(fù)擔(dān)的同時(shí)，也有一定的社會環(huán)境效益。

[1]米瓊,郭廣寨,裴鐘鈺,馬銀龍,趙由才.上海市污泥集裝化運(yùn)輸可行性研究[J].四川環(huán)境,2014,06:135-140.

[2]鄒淑鑫,李歡,李洋洋,金宜英.污泥熱干燥粘結(jié)的特征和影響因素[J].土木建筑與環(huán)境工程,2012,S1:124-126.

[3]吳兆晴.污泥粘壁影響因素實(shí)驗(yàn)探索及粘壁機(jī)理分析[D].天津大學(xué),2007.