淺談化工污泥離心脫水干燥一體化工藝的設計及實施

陳超

（天津渤海職業技術學院，天津300402）

1　工藝設計與實施

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備獲得以下泥垢分析數據。主要包括：利用生化泥和物化泥構成的混合泥，污泥含固率為2.5～3w之間，有機物含量為70%～75%之間，污泥燃點為大于350℃，pH值為6～7范圍內。實驗得知在200℃以下的污泥揮發后產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。在將其烘干之后，污泥顆粒的表面并沒有產生油膜、鹽殼等物質，松散易碎[1]。

第二，對污泥進行絮凝試驗。在絮凝試驗中對絮凝劑的應用必不可少，它能夠幫助污泥迅速脫水，實現污泥的固液分離，其應用種類以及用量的選擇將會對減量化設備的性能以及經濟指標產生直接影響。

1.2　工藝設計要求

A公司目前擁有6000m3/d的廢水，能夠產生60～75m3/d的濃縮污泥，以及2.0t/d的絕干污泥，在進行脫水處理之后，污泥將會采用無害焚燒或者填埋的方式進行處理，按噸計費。其中濾液SS的排放應滿足一下標準，進泥的溫度為常溫狀態，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，SS為小于等于300mg·L-1。

1.3　工藝實施的難點

A公司進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輸已經收到環保部門的多次警告和催促，要求其必須在5個月之內進行完全整改完畢，因此需要保障該工藝設計能夠保障其在較短的時間內做出最佳的工藝選擇、設計、安裝等環節，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，經過多道生產工序而成，因此其內部的成分變化較大，這將在無形中加大了工藝設計的要求。第三，系統安裝場地較小，A公司由于擴大建設規模，致使其能夠為污泥處理系統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域中進行[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行的，我國目前進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械進行強行壓縮的方式實現污泥的減量。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制劑，致使污泥的減量效果受到嚴重的不利影響，同時在對污泥的后續處理方面也較為復雜。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，能夠迅速進行固液分解，從而實現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生條件好的特點[3]。

在將現場的具體情況與設計工藝之間進行反復的比對之后，發現離心脫水法更加符合A公司的污泥處理要求。污泥的機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行分離，并且在強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，同時在高溫的狀態下將污泥表面中存在的寄生蟲等細菌殺死，防止其對環境進行二次污染，從而實現污泥的資源化應用。在熱干化方面，由于以往傳統的熱干技術難以符合現代化的需求，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

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

濾液在經過離心脫水之后手機到收集罩當中，最終被排放入廠區澄清池。在進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分離器當中進行氣固分離處理。含水率小于16%的污泥將會在旋風分離器中的閥門處排出，并且落入到下方的容器處進行收集和裝運。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，在動力循環風機的作用下被輸送到熱風爐中進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扇中被排出，輸送到冷凝塔當中，將這部分氣體進行冷凝和凈化，最終將產生的廢氣進行最終的處理之后達標排放，少量的洗滌廢水在經過收集和處理之后轉回到污泥預處理系統當中進行二次凈化和處理[5,6]。

2.2　系統的安全實施

在進行系統的應用當中，出現起火或者爆炸等問題都是污泥干燥設備運行中的常見問題。針對這種現象，在經過國內外相關專家和學者的研究和總結之后，將起火和爆炸的原因主要歸結為三個相關因素，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，在系統的正常運行當中，可以利用低氧氣循環的方式保障系統中的氧氣含量能夠低于9%，并且利用現代化的氧氣測量儀進行測量，一旦超過標準的范圍則立即對系統進行一系列的管道噴淋等操作。第二，在進行系統處理能夠的設計時，應嚴格按照最大粉塵濃度低于20g/m3進行設計，并且對系統進行自控設計，保障單位時間內粉粒的排出量能夠符合標準。第三，利用理論設計的引用和現場工藝進行操作，將污泥的顆粒在系統中的保存時間進行有效控制，從而保障污泥中存留適當的水分，避免污泥由于顆粒的溫度過高而產生悶燒現象。同時，利用監控儀進行實時監測，一旦發現其超過設定的范圍立即啟動安全保護裝置。

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污泥處理工藝中的種種弊端，其作為一種清潔型處理技術，能夠在符合國家推崇的綠色環保的基礎上，對污泥進行減量化和穩定化的處理，極大的降低了后續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、工藝運行穩定等特點，使其在未來的發展中前景一片光明，能夠得到更加廣泛的應用。

參考文獻：

[1]孫學義,史文靜.簡論污泥脫水機的設計和選擇[J].建材與裝飾,2016,(03):196-197.

[2]曲世強.食品化工污泥離心脫水干燥一體化工藝設計及實施[J].中國給水排水,2016,32(06):64-68.

[3]俞利楠.離心脫水干化一體技術用于處理危險固廢(化工污泥)[J].中國給水排水,2017,33(02):108-110.

[4]康威,潘麗娟,趙浩,徐炎華.微波—過氧化氫聯用預處理化工剩余污泥[J].知識經濟,2011,(17):90-92.

[5]王成.化工園區綜合廢水深度處理及鐵泥資源化研究[D].東華大學,2016.

[6]王曉明.煤化工綜合廢水處理工藝的設計與運行[J].凈水技術,2017,(08):90-93.