移動(dòng)式除塵除臭設(shè)備在污泥干化系統(tǒng)的應(yīng)用

張紅要，江川國(guó)，李碧清，張旭恒，葉冠生

（廣州市凈水有限公司，廣東廣州 510655）

0 引言

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展戰(zhàn)略的推進(jìn)，各城鎮(zhèn)地區(qū)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，污水產(chǎn)生量也逐年增加。作為污水處理過(guò)程的副產(chǎn)物，污泥的產(chǎn)生量近年也出現(xiàn)了顯著增長(zhǎng)。污泥的減量化、無(wú)害化、資源化將成為污水處理的重要組成部分，但高含水率的污泥非常不便于貯存、裝卸和運(yùn)輸。因此，部分地區(qū)的污水廠都配套增設(shè)污泥干化系統(tǒng)，使污泥含水率降至30%～40%，減少污泥的總體積，從而便于將污泥運(yùn)送至處置設(shè)施。與此同時(shí)，作業(yè)人員接觸的職業(yè)危害也有所增加，其中包括粉塵和臭氣（硫化氫、氨）等關(guān)鍵因素。這些因素主要分布在污泥脫水、污泥干化、污泥入倉(cāng)和污泥裝車等作業(yè)過(guò)程中。

在污泥干化裝備的設(shè)計(jì)中，污泥脫水、干化、貯存等過(guò)程的主要設(shè)備和其他配套系統(tǒng)都可安裝在密閉廠房中或采用模塊化拼接，以保證整體過(guò)程無(wú)污染物逸散。但為了方便運(yùn)輸車輛的進(jìn)出，污泥干粉的裝車過(guò)程往往難以保證在完全封閉的空間中實(shí)施。在干化污泥從高處落入裝載箱體時(shí)，裝料口處容易揚(yáng)起粉塵，臭氣也會(huì)從縫隙中逸出。因此該過(guò)程也容易成為防止二次污染以及造成員工職業(yè)健康危害。

研發(fā)移動(dòng)式除塵除臭設(shè)備通過(guò)收集、處理污泥干粉裝車過(guò)程中的逸散的廢氣和揚(yáng)起的粉塵，在不影響車輛裝載、行駛的前提下防止污染物外逸，對(duì)防止二次污染以及保護(hù)作業(yè)人員身體健康有重要意義。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)組成及功能分析

1.1 負(fù)壓抽風(fēng)系統(tǒng)

負(fù)壓抽風(fēng)系統(tǒng)包括可伸縮風(fēng)管、風(fēng)管聯(lián)接頭、集氣罩、負(fù)壓抽風(fēng)機(jī)。

可伸縮風(fēng)管可通過(guò)風(fēng)管連接頭接至運(yùn)輸車的箱體，利用負(fù)壓抽風(fēng)機(jī)抽吸箱體內(nèi)的廢氣，保證箱體內(nèi)部處于負(fù)壓狀態(tài)，防止粉塵和臭氣逸散。在設(shè)備待機(jī)時(shí)，風(fēng)管可收縮并收納于設(shè)備箱體上，減少設(shè)備占用的空間；在設(shè)備工作時(shí)，可通過(guò)操作電控面板控制風(fēng)管抬起、伸長(zhǎng)，并連接至污泥干粉運(yùn)輸車的抽風(fēng)口上。

集氣罩主要用于引導(dǎo)空氣流向，并對(duì)吸入空氣有緩流作用，避免空氣流速過(guò)快而引起振動(dòng)噪聲。負(fù)壓抽風(fēng)機(jī)安裝于設(shè)備尾端，通過(guò)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而從前端抽取空氣。

1.2 旋渦噴淋器

含除臭劑的循環(huán)水經(jīng)加壓泵、噴嘴從旋渦噴淋器向下噴出，形成傘狀水簾；廢氣經(jīng)螺旋進(jìn)氣道、螺旋槳形成旋渦氣流，自下而上與傘狀水簾碰撞。水、氣兩相在此充分接觸，廢氣中的粉塵被循環(huán)水粘附帶走，臭味成分也被含有除臭劑的水吸收除去。

噴淋是常用的除塵除臭工藝，其主要形式是把水或藥液通過(guò)噴嘴噴成霧狀，當(dāng)含污染物的煙氣通過(guò)霧狀空間時(shí)，塵粒與液滴之間發(fā)生碰撞、攔截、凝聚等作用，塵粒隨液滴降落。同時(shí)，細(xì)小的液滴與煙氣有較大的接觸面積，煙氣中的氣態(tài)污染物也會(huì)與液滴中的藥劑充分接觸反應(yīng)從而得以去除。噴淋法在工業(yè)中常用于處理同時(shí)含有固態(tài)、氣態(tài)污染物的煙氣。

干化污泥在裝載的過(guò)程中，逸散出的廢氣既含有大量干泥粉塵，也含有大量導(dǎo)致臭味的氣態(tài)污染物。噴淋法非常適宜處理該類型的廢氣。本設(shè)備應(yīng)用于污水處理廠的污泥干化車間中，噴淋用水可采用廠區(qū)生產(chǎn)的再生水，排出的廢水可就近進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。因此本設(shè)備適于在污水處理廠中使用。

1.3 除霧器

空氣在經(jīng)過(guò)旋渦噴淋器時(shí)，大部分塵粒會(huì)與液滴一起落下，但也因此攜帶了微小的液體霧滴，進(jìn)入后續(xù)工藝。霧滴粒徑一般為10～60 μm，不僅含有水分，還溶有空氣中的硫化氫、氨等臭味污染物，易造成后方的負(fù)壓抽風(fēng)機(jī)、煙道的玷污、結(jié)垢、堵塞和腐蝕。因此，需要在旋渦噴淋器后設(shè)置除霧器，保證空氣夾帶的霧滴能被充分補(bǔ)集。

除霧器由板片、支承結(jié)構(gòu)組成。含有霧化水滴的氣體流經(jīng)除霧器時(shí)，氣體通過(guò)彎曲折返的通道并與波形板碰撞，霧化水滴由于離心力和慣性撞擊作用被聚集在板片表面從而被截留下來(lái)。被截留的霧滴聚集增大到其自身的重力超過(guò)氣體的上升力與液體表面張力的合力時(shí)，霧滴就從波形板表面上匯集成水流流下，實(shí)現(xiàn)了氣液分離。

1.4 有機(jī)分子篩

有機(jī)分子篩具有許多孔徑均勻的孔道和孔穴，將廢氣中的臭味成分吸附至孔道中，截留污染物分子，達(dá)到凈化的目的。

分子篩要求選用吸附能力強(qiáng)、選擇性強(qiáng)、耐腐蝕的材料，常采用有機(jī)高分子材料或天然沸石。由于吸附不發(fā)生化學(xué)變化，只要設(shè)法將濃聚在表面的分子趕跑，分子篩就又具有吸附能力，這一過(guò)程是吸附的逆過(guò)程，稱為解析或再生。

1.5 循環(huán)水系統(tǒng)

循環(huán)水系統(tǒng)包括循環(huán)水泵、沖洗泵、儲(chǔ)水箱、泥砂過(guò)濾器、加藥泵和除臭劑箱等。旋渦噴淋器使用的循環(huán)水儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱中，循環(huán)水泵將循環(huán)水泵送至旋渦噴淋器，噴淋后的廢水由泥砂過(guò)濾器濾出雜質(zhì)后再進(jìn)入儲(chǔ)水箱循環(huán)利用。儲(chǔ)水箱設(shè)有補(bǔ)水口和排水口，可按需補(bǔ)水或排空。

泥砂過(guò)濾器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)有泥砂堆積造成堵塞，因此配置沖洗泵定期進(jìn)行沖洗，沖洗出水可通過(guò)排水口排放。

除臭劑主要采用植物型除臭劑，對(duì)人體和動(dòng)物是無(wú)害、無(wú)毒的，使用安全。除臭劑可通過(guò)加藥泵直接泵入儲(chǔ)水箱中，與循環(huán)水混合，隨著循環(huán)水進(jìn)入旋渦噴淋器被噴出與臭氣接觸從而產(chǎn)生作用。

1.6 電控系統(tǒng)

電控系統(tǒng)主要為可編程控制器，串聯(lián)起所有功能模塊完成自動(dòng)控制。同時(shí)設(shè)備設(shè)有手動(dòng)模式，方便單機(jī)試運(yùn)行及檢修維護(hù)。

1.7 移動(dòng)底盤

全套設(shè)備安裝于移動(dòng)底盤上，可人工操控移動(dòng)。移動(dòng)底盤采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可充電運(yùn)行。

移動(dòng)底盤使除塵除臭設(shè)備具備了極佳的機(jī)動(dòng)能力和險(xiǎn)情應(yīng)對(duì)能力。正常工作時(shí)，設(shè)備可根據(jù)污泥干粉運(yùn)輸車的行動(dòng)情況隨時(shí)跟隨，在不影響運(yùn)輸車工作的前提下能最大程度地保證除塵除臭效果。在發(fā)生意外情況時(shí)，操作人員可以操作移動(dòng)底盤將設(shè)備運(yùn)至需要位置，作為應(yīng)急設(shè)備使用。例如化學(xué)品儲(chǔ)存車間發(fā)生泄漏，大量有毒有害物質(zhì)飄散在空氣中，此時(shí)除塵除臭設(shè)備可快速移動(dòng)至該車間，啟動(dòng)設(shè)備快速過(guò)濾去除空氣中的粉塵和有害物質(zhì)，在短時(shí)間內(nèi)最大限度減少污染物的擴(kuò)散，有效保護(hù)周邊環(huán)境以及人員的安全。

2 設(shè)備工作流程

啟動(dòng)移動(dòng)式除塵除臭設(shè)備的移動(dòng)底盤，將設(shè)備移動(dòng)至干泥裝載車后，將風(fēng)管接至車輛箱體，開(kāi)啟電源即可開(kāi)始運(yùn)行（圖1）。

圖1 設(shè)備工作原理

干化污泥運(yùn)輸車箱體內(nèi)的廢氣經(jīng)可伸縮風(fēng)管被抽吸進(jìn)入移動(dòng)式除塵除臭設(shè)備中。廢氣先后經(jīng)過(guò)兩級(jí)旋渦噴淋器，與含除臭劑的循環(huán)水充分接觸，粉塵被水滴粘附，隨循環(huán)水流入儲(chǔ)水箱，廢氣中的臭味成分也被水中的除臭劑吸收除去。

去除了大部分粉塵及臭味成分的廢氣被霧化水滴裹挾進(jìn)入除霧器，霧化水滴及少量細(xì)顆粒粉塵在此被截留，粉塵被深度去除。接下來(lái)廢氣進(jìn)入分子篩，剩余的微量臭味成分被吸附截留。

最終去除了粉塵及臭味成分，并且?guī)в幸欢穸鹊臐崈艨諝膺_(dá)標(biāo)排放至裝載車間對(duì)車間有一定的加濕、降溫作用，有利于改善工作環(huán)境。

3 維護(hù)保養(yǎng)

（1）可伸縮風(fēng)管和風(fēng)管聯(lián)接頭是與廢氣接觸的最前端，常有粉塵粘附堆積，導(dǎo)致進(jìn)氣風(fēng)量下降，甚至堵塞。每次使用過(guò)后，視灰塵的堆積程度，用壓縮空氣對(duì)風(fēng)管及聯(lián)接頭等易積塵部位進(jìn)行吹掃，保證氣流通暢。

（2）循環(huán)水經(jīng)多次循環(huán)使用后會(huì)溶有過(guò)量污染物，若繼續(xù)使用處理效果會(huì)越來(lái)越差，因此設(shè)備運(yùn)行后需定期檢查水箱，當(dāng)循環(huán)水的濁度超過(guò)1000 mg/L 時(shí)應(yīng)及時(shí)排空更換循環(huán)水。

（3）除霧器主要利用碰撞截留作用去除霧化液滴，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后會(huì)有液滴或濕潤(rùn)粉塵粘附堆積在除霧器板片上。累計(jì)運(yùn)行約400 h 后，需將除霧器拆下，用高壓水槍進(jìn)行清洗。

（4）有機(jī)分子篩利用吸附作用截留臭味污染物，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后分子篩達(dá)到最大吸附量，此時(shí)分子篩無(wú)法再吸附更多污染物。累計(jì)運(yùn)行約800 h 后，需拆下分子篩填料層，用高溫蒸汽對(duì)填料進(jìn)行脫附。脫附后的分子篩重新具備了吸附功能，可繼續(xù)吸附污染物。

4 應(yīng)用效果

移動(dòng)式除塵除臭設(shè)備可有效處理粉塵以及臭氣，最大限度減少污染物外逸。廢氣經(jīng)過(guò)處理可達(dá)到GB 16297—1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》及GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。

設(shè)備實(shí)際應(yīng)用時(shí)，裝泥車間內(nèi)主要空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)備啟用前后監(jiān)測(cè)指標(biāo)對(duì)比 μg/m3

移動(dòng)式除塵除臭設(shè)備后可明顯降低干泥裝載車間內(nèi)空氣中顆粒物的濃度，對(duì)車間空氣質(zhì)量改善明顯。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)干化污泥裝載過(guò)程粉塵揚(yáng)起和臭氣逸散的問(wèn)題，移動(dòng)式除塵除臭設(shè)備可達(dá)到良好的處理效果。并且該設(shè)備操作簡(jiǎn)單、可隨意移動(dòng)調(diào)度、體積小不需占用大塊空間，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。