淺談化工污泥離心脫水干燥一體化工藝的設(shè)計及實施

陳超

（天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津300402）

1　工藝設(shè)計與實施

1.1　污泥的實驗室理化分析

第一，在實驗室中通過洗滌、烘干等方式，利用燃點測定儀、pH計以及氣體分析儀等儀器設(shè)備獲得以下泥垢分析數(shù)據(jù)。主要包括：利用生化泥和物化泥構(gòu)成的混合泥，污泥含固率為2.5～3w之間，有機(jī)物含量為70%～75%之間，污泥燃點為大于350℃，pH值為6～7范圍內(nèi)。實驗得知在200℃以下的污泥揮發(fā)后產(chǎn)生的氣體中主要為水蒸氣，并且含有少量的易分解和氧化的烴類物質(zhì)。在將其烘干之后，污泥顆粒的表面并沒有產(chǎn)生油膜、鹽殼等物質(zhì)，松散易碎[1]。

第二，對污泥進(jìn)行絮凝試驗。在絮凝試驗中對絮凝劑的應(yīng)用必不可少，它能夠幫助污泥迅速脫水，實現(xiàn)污泥的固液分離，其應(yīng)用種類以及用量的選擇將會對減量化設(shè)備的性能以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)產(chǎn)生直接影響。

1.2　工藝設(shè)計要求

A公司目前擁有6000m3/d的廢水，能夠產(chǎn)生60～75m3/d的濃縮污泥，以及2.0t/d的絕干污泥，在進(jìn)行脫水處理之后，污泥將會采用無害焚燒或者填埋的方式進(jìn)行處理，按噸計費。其中濾液SS的排放應(yīng)滿足一下標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)泥的溫度為常溫狀態(tài)，濃（干）度為2.5～3%，SS為20000～30000mgL-1；出泥的溫度為40～60℃，濃（干）度為大于等于85%；出水的溫度為常溫狀態(tài)，SS為小于等于300mg·L-1。

1.3　工藝實施的難點

A公司進(jìn)行的污泥處理主要有以下三個方面難點。第一，工期比較緊張，由于A公司中的污泥晾曬以及運(yùn)輸已經(jīng)收到環(huán)保部門的多次警告和催促，要求其必須在5個月之內(nèi)進(jìn)行完全整改完畢，因此需要保障該工藝設(shè)計能夠保障其在較短的時間內(nèi)做出最佳的工藝選擇、設(shè)計、安裝等環(huán)節(jié)，工期十分緊張。第二，污泥中成分多變。A公司中的污泥來源十分廣泛，經(jīng)過多道生產(chǎn)工序而成，因此其內(nèi)部的成分變化較大，這將在無形中加大了工藝設(shè)計的要求。第三，系統(tǒng)安裝場地較小，A公司由于擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模，致使其能夠為污泥處理系統(tǒng)提供的安裝場地十分有限，只能在堆放邊緣處的一小塊帶狀區(qū)域中進(jìn)行[2]。

1.4　工藝實施方式

在實際操作的過程中，對污泥的處理通常都是采用減量化的方式進(jìn)行的，我國目前進(jìn)行污泥減量的方式主要包括兩種，即壓濾分離法和離心脫水法。其中，壓濾分離法主要是利用機(jī)械進(jìn)行強(qiáng)行壓縮的方式實現(xiàn)污泥的減量。這種方式在市場中受到廣泛的歡迎，但是由于其中需要利用到大量的污泥調(diào)制劑，致使污泥的減量效果受到嚴(yán)重的不利影響，同時在對污泥的后續(xù)處理方面也較為復(fù)雜。而離心脫水法主要是針對污泥中具有的固液密度不同的特征，在離心力的作用下，能夠迅速進(jìn)行固液分解，從而實現(xiàn)較好的固液分離效果。同時，這種分解方式具有占地面積小、自動化程度高以及衛(wèi)生條件好的特點[3]。

在將現(xiàn)場的具體情況與設(shè)計工藝之間進(jìn)行反復(fù)的比對之后，發(fā)現(xiàn)離心脫水法更加符合A公司的污泥處理要求。污泥的機(jī)械脫水步驟主要是利用離心脫水的基本原理，將污泥中存留的水分進(jìn)行分離，并且在強(qiáng)大的離心作用下使污泥泥餅分散成具有較大面積的污泥顆粒。污泥的干熱化處理是將污泥表面烘干，同時在高溫的狀態(tài)下將污泥表面中存在的寄生蟲等細(xì)菌殺死，防止其對環(huán)境進(jìn)行二次污染，從而實現(xiàn)污泥的資源化應(yīng)用。在熱干化方面，由于以往傳統(tǒng)的熱干技術(shù)難以符合現(xiàn)代化的需求，因此采用新型的接觸式熱干化法將能夠極大的提升污泥的熱干效率，體積可以縮減75%～80%，實現(xiàn)較為顯著的污泥減量化效果。

2　實驗工藝實施流程

2.1　主要流程

各種來自于污泥預(yù)處理系統(tǒng)中的污泥經(jīng)過濃縮池進(jìn)行濃縮處理之后，再利用渣漿泵傳送到均紙箱當(dāng)中，將PAC投配裝置中2%的聚鋁與其進(jìn)行充分的混合之后，再與PAM投配系統(tǒng)中的0.2%陽離子絮凝劑進(jìn)行絮凝反應(yīng)，利用污泥進(jìn)料泵將其傳送到脫水干燥一體機(jī)當(dāng)中進(jìn)行固液分離操作，在分離成功之后，利用固相經(jīng)螺旋輸送器將其輸送到出渣口處，再通過特殊設(shè)計結(jié)構(gòu)將其分散為松散的固體顆粒。這種顆粒的表面面積較大，能夠進(jìn)行充分的干燥以及換熱。在一體機(jī)特有的反應(yīng)罩中，固體顆粒將會與熱風(fēng)爐提供的2200℃高溫進(jìn)行融合，使二者間的熱量進(jìn)行迅速交換，并且在最短的時間內(nèi)成功干化，由熱介質(zhì)利用氣動的形式將其與離心脫水機(jī)分離，從而使機(jī)械脫水以及熱干燥的操作徹底完成[4]。

濾液在經(jīng)過離心脫水之后手機(jī)到收集罩當(dāng)中，最終被排放入廠區(qū)澄清池。在進(jìn)行干化處理之后的固體粉粒以及蒸汽混合物將會被送至到旋風(fēng)分離器當(dāng)中進(jìn)行氣固分離處理。含水率小于16%的污泥將會在旋風(fēng)分離器中的閥門處排出，并且落入到下方的容器處進(jìn)行收集和裝運(yùn)。干化作用將會使帶有一定程度熱量的蒸汽被再次回收和利用，在動力循環(huán)風(fēng)機(jī)的作用下被輸送到熱風(fēng)爐中進(jìn)行二次加熱以及燃燒“除臭”。其中少部分的多余氣體將會從廢氣風(fēng)扇中被排出，輸送到冷凝塔當(dāng)中，將這部分氣體進(jìn)行冷凝和凈化，最終將產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行最終的處理之后達(dá)標(biāo)排放，少量的洗滌廢水在經(jīng)過收集和處理之后轉(zhuǎn)回到污泥預(yù)處理系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行二次凈化和處理[5,6]。

2.2　系統(tǒng)的安全實施

在進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用當(dāng)中，出現(xiàn)起火或者爆炸等問題都是污泥干燥設(shè)備運(yùn)行中的常見問題。針對這種現(xiàn)象，在經(jīng)過國內(nèi)外相關(guān)專家和學(xué)者的研究和總結(jié)之后，將起火和爆炸的原因主要歸結(jié)為三個相關(guān)因素，即粉塵濃度、氧氣含量以及顆粒溫度，其中安全的范圍是氧氣含量應(yīng)不超過13%，粉塵的濃度為每立方米不超過60g，顆粒的溫度要低于110℃，本文將分別采用以下幾種措施加以證明。

第一，在系統(tǒng)的正常運(yùn)行當(dāng)中，可以利用低氧氣循環(huán)的方式保障系統(tǒng)中的氧氣含量能夠低于9%，并且利用現(xiàn)代化的氧氣測量儀進(jìn)行測量，一旦超過標(biāo)準(zhǔn)的范圍則立即對系統(tǒng)進(jìn)行一系列的管道噴淋等操作。第二，在進(jìn)行系統(tǒng)處理能夠的設(shè)計時，應(yīng)嚴(yán)格按照最大粉塵濃度低于20g/m3進(jìn)行設(shè)計，并且對系統(tǒng)進(jìn)行自控設(shè)計，保障單位時間內(nèi)粉粒的排出量能夠符合標(biāo)準(zhǔn)。第三，利用理論設(shè)計的引用和現(xiàn)場工藝進(jìn)行操作，將污泥的顆粒在系統(tǒng)中的保存時間進(jìn)行有效控制，從而保障污泥中存留適當(dāng)?shù)乃?，避免污泥由于顆粒的溫度過高而產(chǎn)生悶燒現(xiàn)象。同時，利用監(jiān)控儀進(jìn)行實時監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)其超過設(shè)定的范圍立即啟動安全保護(hù)裝置。

綜上所述，這種新型的污泥離心脫水干燥一體化工藝能夠有效的打破傳統(tǒng)污泥處理工藝中的種種弊端，其作為一種清潔型處理技術(shù)，能夠在符合國家推崇的綠色環(huán)保的基礎(chǔ)上，對污泥進(jìn)行減量化和穩(wěn)定化的處理，極大的降低了后續(xù)處理的難度以及投入的資金成本。同時，其具有的操作簡單、自動化水平高、工藝運(yùn)行穩(wěn)定等特點，使其在未來的發(fā)展中前景一片光明，能夠得到更加廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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