污泥干化技术

污泥干化技术污泥是污水处理过程中产生的固体废弃物，随着国内污水处理事业的发展，污水厂总处理水量和处理程度将不断扩大和提高，产生的污泥量也日益增加，目前在国内一般污水厂中其基建和运行费用约占总基建和运行费用的20%～50%。污水污泥中除了含有大量的有机物和丰富的氮、磷等营养物质，还存在重金属、致病菌和寄生虫等有毒有害成分。为防止污泥造成的二次污染及保证污水处理厂的正常运行和处理效果，污水污泥的处理处置在我国污水处理中占有的位置已日益突出。一、原理流化床污泥干燥机的结构从底部到顶部基本上由三部分组成：（一）风箱：在干燥机的最下面，用于将循环气体分送到流化床装置的不同区域，其底部装有一块特殊的气体分布板，用来分送惰性流化气体。该板具有设计坚固的优点，其压降可以调节，保证了循环气体能适量均匀地导向整个干燥机。（二）中间段：在该段，热交换器内置于此.使脱水污泥的水蒸发的所有能量均通过此热交换器送入。通常蒸汽或者热油可作为热交换的热介质.（三）抽吸罩:作为分离第一步,用来使流化的干颗粒脱离循环气体，而循环气体带着污泥细粒和蒸发的水分离开干燥机通过流化床下部风箱,将循环气体送入流化床内。颗粒在床内流态化并同时混合。通过循环气体不断地流过物料层,达到干燥的目的。（四）其工艺流程图（如图1.1、1.2）流化床干化系统—工艺流程图（图1.1）流化床干化系统—工艺流程图（图1.2）二、流化床干化系统的优点和污泥的特性比较（一）优点1.直接将脱水污泥送入流化床,无需干颗粒循环和干湿泥混合造粒(返料系统)2.最终产品:无尘的,含固率大于90%的干固体3.低干化温度85°C4.流化床内通过热交换器非直接供热5.低排放不污染环境6.干化系统气体惰性化,氧含量3Vol-%,具有高安全性7.很高的环境等级,因为系统密闭制造、干化过程中剩余气体量低、臭气含量低8.运行时间:每天24小时9.已被证实为可靠的系统,年运行时间超过8000小时10.全自动控制系统,无需全天侯值班11.污泥干化质量好（二）特性比较脱水污泥和干化污泥的不同特性如表1表1污泥特性污泥脱水污泥干化分类垃圾产品CO2中性特性流态，粘性颗粒、固态干固含量2035%90%体密度1050kg/m3500～700kg/m3质量变化10030安全性产生消化气易燃热值——消化——未消化——8～11MJ/kg11～18MJ/kg消毒通过巴氏消毒或石病原体几乎没有A灰稳定化后病原体含量较低B级级储存细菌繁殖，发生消化长期稳定三、污泥处置（sludgedisposal）（一）经过发酵后含水量为60～65%的粉状污泥通过封闭输送筒，进入干燥室内，为了易于干化，防止干化后污泥飞扬，经过初步成型，倾在传送带上，传送带按设定速度带着物料转运，经数层传送带来回运送使污泥干化到含水率40%左右再进行第二次成型成颗粒肥料，再经数次传送带来回运送干化，最后达到含水率20%成品的颗粒肥料（参见图2）送出干燥室，再通过封闭传送机构送到包装车间，盛袋装出。一是利用污泥制砖、制陶瓷等用作建筑材料,甚至从污泥中提炼维生素B12；二是利用污泥作绿化或农田肥料,改良土壤,这似乎是较现实的综合利用方案及污泥作为绿色植物的天然有机肥料是具有广阔前途的。（二）各种法污泥处置方法如表2图2表2各种污泥处置方法处置的污泥量四、工程实例如下表3中所提供的数据为直接加料式流化床干化系统在比利时、荷兰及中国的工厂的一些工程技术数据。表3污泥干化厂工艺参数五、结论:随着工业和城市的发展，污水处理率的提高，城市污泥产量必然越来越大。污泥是一种很有利用价值的潜在资源，为了充分利用这种资源，减少环境公害，世界上许多国家都在大力发展污泥处置和利用的各种技术。相对于发达国家来讲，我国污泥处理利用技术还比较落后，同时考虑到我国是一个农业大国。因此，将经过稳定化、无害化处理后的污泥进行土地循环利用，应该是我国污泥资源化利用较有前景的一种途径。鉴于污泥土地利用所涉及的研究与利用等方面的种种问题，要想达到安全有效的目标，需要政府有计划地组织环境保护部门同农业部门开展污泥土地利用方面的科学研究，以经济、安全、合理、有效、有益的原则利用污泥，以发挥其巨大的经济效益、社会效益和生态效益。污泥高温堆肥示范工程设计方案一、概述：目前我国城市污水污泥（包括二级河道淤泥、下水道通挖污泥及污水处理厂污泥），大部分还未经稳定化、无害化、资源化的处理和处置，没有正常的出路，不但成为城市及污水处理厂的负担，而且污泥的任意排放和堆放对周边环境造成新的污泥已经触目惊心，使建成的城市排水、河湖等设施及城市污水处理厂不能充分发挥消除环境污染的功能。既使建有消化池处理污泥，但未经无害化处置，污染程度虽有所减轻，但仍不符合污泥农用标准而造成二次污染。然而，城市污水污泥会造成污染，但经妥善处理处置后进行综合利用，也能达到污泥资源化。污泥中的有机物分解产生的腐殖质可以改良土壤避免板结，污泥中丰富的氮、磷、钾等则是植物和农作物生长不可缺少的营养物，城市污泥营养成分与农家肥的对比见下表所示：污泥肥料类有机份%氮%磷%钾%生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥生污泥消化污泥城市污水污泥55～6948～532.6～5.42.4～3.91.2～1.51.2～3.50.28～0.40.32～0.43猪厩肥25.00.450.083——马厩肥25.00.580.122——牛厩肥20.00.340.070——羊厩肥31.80.841.100——除堆肥而外，污水污泥经干燥焚烧后，可利用热值，可发电，还可作为建筑材料而派上用场，因此，城市污水污泥的处理处置与资源化的相结合，必将成为城市污水污泥最佳的最终出路。二、污泥堆肥技术发展动态：污泥处理处置方法有土地利用（用于农林业）、填埋、焚烧和海洋弃置。据美国环保署估计，美国15300个城市污水处理厂中,年产干固体污泥769万吨，45％的污泥用于农林业，21%进行填埋，３０％用于投弃海洋。焚烧法由于能耗高，所以只占3％。原西德年产干污泥约200万吨，农田利用占32％，填埋占59％，焚烧占8％。日本55%的污泥进行焚烧，35％的污泥进行填埋，约9％的污泥进行农田利用。污泥排海处置，由于对海洋越来越高的要求，许多国家已停止使用。污泥焚烧以日本、德国，奥地利等国占比例高，一般大型污水厂污泥通过焚烧无害化，产生的热能可回收利用，污泥减容减量化程度很高,但焚烧投资巨大，操作管理复杂，能耗和运行费均很高，近期内我国还不能全面推广采用。据报导，日本拟研究污泥焚烧后残渣溶铸成块石堆砌的处置方法。总之，在大多数国家中，土地利用和填埋仍是污泥处置的主要途径，而随着可填埋范围的日益减少，土地利用将是一个主要的发展方向。我国是一个发展中的国家，又是一个农业大国，城市污水污泥的土地利用应是一项重要的途径。污泥高温堆肥技术，目前世界各国采用的方法有：自然堆肥法，园柱形分格封闭堆肥法，滚筒堆肥法，竖立式多层反应堆肥法以及条形静态通风等堆肥工艺，这些方法都在不断发展和完善。美国八十年代初开发了比较完善的贝尔茨维尔好氧堆肥法，主要利用堆底穿孔管通入空气，防止臭气扩散，比较安全卫生。美国、德国、荷兰等发达国家大多由污水厂出资，国家政府资助交专业公司承包产业化经营，堆肥产品作为商品出售。日本最大的堆肥厂在北海道的札幌市，堆肥仓和生产线及袋装产品很具规模，而且机械化、自动化程度很高。污泥连续发酵工艺利用回转仓完成中温、高温发酵过程，高效、防臭成品质量高，在美国、日本、欧洲广为采用。例如：丹诺（DANO）发酵器，是一种古老而现代的好氧发酵设备，丹麦DANO公司的发酵器转筒直径3.5m，长度36m，德国Reinsta1公司的发酵器，直径3.75m,长度40m，还有直径长达4～5m，长度60m以上的，如KM一102A型、KM一101型等。丹诺发酵仓污泥腐熟周期能达到3个昼夜以内。我国近年北京、天津、唐山、太原、深圳、大连、石家庄等城市进行污泥高温堆肥或干燥制肥，取得工艺技术方面的初步成果，但仍停留在试验阶段，开发研制系统装备还在探索，开辟污泥处理处置新途径、新设备，合理利用污泥资源使之工程化、系列化、产业化，仍有十分重要的意义。天津市从国家“七·五”开始，在污泥处理处置工艺技术的研究方面做了大量的工作，取得了不少有效的科研成果：1、“城市污水处理厂污泥与城市垃圾混合堆肥技术的研究”“七·五”国家科技攻课题编号：75一59一03一04一022、“城市污泥处理技术开发的研究”天津市建委科技项目编号：91一173、“下水道通挖污泥堆肥试验研究”天津市建委科研项目4、“城市污泥堆肥及园林绿地应用技术的研究”天津市科委重大课题编号：91003320105、“污泥高温堆肥技术的研究”“八·五”国家科技攻关课题编号：85一908一03一06一02科研课题通过调研、小试、中试、生产性试验及净化效果、农田、园林、绿地应用的研究，得出如下结论意见：不论是消化后污泥还是原污泥，经有效脱水再经有效的自然风干处理后，在一定的工艺条件下，不加任何膨胀剂、调理剂以干燥的污泥进行调节，直接堆肥是完全可行的。本课题研究成功地突破了污泥不经调节，纯污泥直接进行高温堆肥和初始污泥含水率提高两大技术关键，通过技术、经济对比，为我国城市污水处理厂污泥处理与处置提出一条新途径。通过对污泥堆肥产品的肥份分析及毒性有机降解效果分析，证实了其具有良好的经济价值和广阔的应用前景，为今后污泥堆肥产品的广泛应用提供了科学的依据。通过试验研究提出污泥高温堆肥技术指标如下：工艺参数：堆肥物料初始含水率：50～60％供气量：12～25m3／h·m3堆肥最高温度：60～65oC一次发酵周期：15～20天二次发酵周期：20～30天堆肥产品的技术指标：表观呈灰褐色、松散无臭味。卫生学指标：蛔虫卵杀死率：＞95％大肠菌值：＞10-2肥料肥分指标：含水率：40％左右有机份：45～55％总氮：2.5～4.5％总磷：1.0～0.4％总钾：0.3～0.4％“八·五”国家科技攻关子专题，1995年，通过建设部科技发展司组织的鉴定和验收，该子项研究汇同其它子项研究所构成的85一908一03一06专题研究的整体水平达到国际先进水平。可以说，污泥堆肥作为土壤改良剂，可生产出有机复合肥，对土壤理化性状有显著改善，保水性较强。经农田、园林绿地应用表明：污泥堆肥是一种无臭、轻质、肥份足的卫生肥料，不但对小麦等农作物有增产效果，而且施用于草坪、花灌木和乔木也能提高其观赏价值。三、示范工程方案设计1.生产规模：年产堆肥产品1000吨（散装）2.技术指标：蛔虫卵杀死率：＞95％粪大肠肝菌值：10-2臭强度：零级营养成分：有机质：＞30％总氮：＞2％总磷：＞1％总钾：＞6‰pH值：8.5堆肥产品含水率：40%3.工艺流程方框图及示意图（见附页）：4.占地：约5000m25.主要构筑物：污泥凉晒场干污泥堆肥场静态发酵仓除臭床产品储仓6.主要设备、仪器通风机：8台皮带运输机：2台混合设备：2台翻垛机：3台测温仪：1台测氧仪：1台产品包装机：1台7.投资：100万元（未含征地费）土建费：60万元设备仪器费：40万元