槳葉式干燥機在污泥干化處理中的應用

張東偉，楊紅芬，徐興華，劉 旭

（北京機電院高技術(shù)股份有限公司，北京100027）

1 引言

隨著我國城市污水處理率的逐年提高，污泥產(chǎn)量也急劇增加。根據(jù)環(huán)境保護部《2010年環(huán)境統(tǒng)計年報》顯示，2010年底，我國共統(tǒng)計有2881座城市污水處理廠，設(shè)計處理能力為12331萬t／d，全年共處理廢水337.2億t。據(jù)此推算，我國城市每年污泥產(chǎn)生量預計近3000萬t（以含水率80%計）［1］。對污泥進行有效的減量化、無害化處理處置已成為環(huán)境保護的重要任務。

污泥干化是污泥最終處置的一個中間環(huán)節(jié)，經(jīng)干化處理后的污泥，能獲得達到自持燃燒水平的低位發(fā)熱量，并可達到一定的衛(wèi)生學無害化水平［2］，為污泥后續(xù)處置提供條件。

2 槳葉式干燥機簡介

槳葉式干燥機是一種以熱傳導為主的臥式攪拌型連續(xù)干燥設(shè)備，主要由帶夾套的筒體、空心槳葉軸及驅(qū)動裝置組成，從軸端的旋轉(zhuǎn)接頭導入導出，加熱介質(zhì)分別進入干燥機殼體夾套和槳葉軸內(nèi)腔，將干燥機內(nèi)壁、中空葉片、空心軸加熱，通過熱傳導的方式對物料進行干化。物料連續(xù)進入干燥機內(nèi)，在中空槳葉連續(xù)轉(zhuǎn)動攪拌作用下不停地翻轉(zhuǎn)，能夠充分均勻地受熱。傾斜的槳葉在轉(zhuǎn)動的同時將干化后的物料輸送至出料口排出。

槳葉式干燥機具有能耗低、熱量利用率高、安全可靠、設(shè)備占地與投資省、運行維護費用低、有自凈能力、干燥顆粒運動規(guī)律性強［3］等特點。

3 工程應用

3.1 工程簡介

某總處理量300t／d污泥干化處理項目，占地面積2800m2，將含水75%～85%的污泥干化至含水10%～30%；干化設(shè)備采用3臺槳葉式干燥機，每臺干燥機處理能力為100t／d；熱源為臨近垃圾焚燒發(fā)電廠產(chǎn)生的蒸汽，干化后污泥進垃圾焚燒發(fā)電廠，實現(xiàn)了污泥無害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化的處置目標。

該項目處理的污泥全部來自城市污水處理廠，由于項目服務地區(qū)雨污分流管道不完善，導致污泥含砂量大，有機物含量偏低。項目服務地區(qū)2個具有代表性的污水處理廠污泥的工業(yè)分析數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 污泥工業(yè)分析

3.2 工藝說明

該項目污泥干化處理工藝主要包括以下系統(tǒng)：濕污泥儲運系統(tǒng)、干化系統(tǒng)、干污泥儲運系統(tǒng)、臭氣處理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、自控系統(tǒng)；其中干化系統(tǒng)為3條槳葉式污泥干化生產(chǎn)線，每條槳葉式污泥干化生產(chǎn)線主要包括1臺槳葉式干燥機、1座載氣洗滌塔、1臺載氣循環(huán)風機等。

槳葉式污泥干化生產(chǎn)線運行說明如下。

（1）進入干燥機的污泥，在槳葉的作用下，受到激烈的攪拌及振動，以及加熱界面的加熱，所含水分迅速蒸發(fā)；

（2）在循環(huán)風機的作用下，做為載氣的空氣快速流經(jīng)干燥機，攜帶出水分，保證了污泥水分的蒸發(fā)速率和擴散速度；

（3）載氣從干燥機內(nèi)排出后經(jīng)洗滌塔處理，脫除載氣中含有的大量水蒸氣和少量粉塵；

（4）處理后的載氣大部分通入干燥機循環(huán)使用，另一部分進入除臭系統(tǒng)。

3.3 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

3.4 干燥機主要工藝參數(shù)

該工藝條件下，槳葉式干燥機主要工藝參數(shù)如表2所示。

3.5 運行成本分析

對干化工藝運行中資源及能源需求進行分析得出，資源及能源消耗費用為49210元／d，干化每噸濕污泥資源及能源消耗成本為164元（表3）。

表2 槳葉式干燥機主要工藝參數(shù)

圖1 污泥干化工藝流程

表3 資源及能源成本分析

4 結(jié)語

通過槳葉式干燥機在污泥干化項目上的成功應用，總結(jié)出其作為污泥干化技術(shù)具有較大的技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢：

（1）槳葉式污泥干化工藝運行安全、穩(wěn)定可靠，能最大可能減量化，且污染物排放能達到排放標準要求；

（2）工程投資和運行費用低、占地面積小、能耗低；

（3）管理簡單、方便、運轉(zhuǎn)方式靈活，可根據(jù)不同季節(jié)的污泥性質(zhì)及數(shù)量變化調(diào)整運行方式和參數(shù)；

（4）便于實現(xiàn)污泥處理處置過程的自動控制，提高管理水平；

（5）槳葉式干燥機使用蒸汽為熱源，其與垃圾焚燒發(fā)電設(shè)備配套運行，以循環(huán)經(jīng)濟為理念，可最大化節(jié)約資源，減少能源消耗。

［1］ 劉洪濤，陳同斌，林世珺，等.不同污泥處理與處置工藝的碳排放分析［J］.中國給水排水，2010，26（17）：106～108.

［2］ 朱曉婉，鄧文義，王 飛，等.槳葉式干燥機熱干燥處理制革污泥的排放特性［J］.化工學報，2008，59（8）：2083～2088.

［3］ 馬 俠，蔣旭光，馬增益，等.槳葉式干燥機污泥干燥試驗研究［J］.能源工程，2006（3）：57～60.