深度解析污泥處理方式
【www.qgeyew.cn南京純水設(shè)備】在污泥干化處理中,機械脫水僅能使自由水和存在于污泥顆粒之間的部分間隙水去除;毛細(xì)水和污泥顆粒之間的結(jié)合力較強需借助較高的機械作用力和能量;內(nèi)部結(jié)合水的含量與污泥中微生物細(xì)胞所占的比例有關(guān),使用機械方法去除這部分水是行不通的,而需采用高溫加熱和冷凍等措施。
從破壞污泥水分結(jié)合形態(tài)的角度來看,采用熱干化技術(shù)所提供的能量能夠破壞污泥細(xì)胞內(nèi)結(jié)合水,實現(xiàn)深度脫水。熱干化技術(shù)多利用蒸汽、煙通氣等,造成處理成本高、尾氣量大、冷卻水量大,同時,還存在著易產(chǎn)生臭氣及粉塵二次污染以及存在粉塵爆炸的風(fēng)險等問題。污泥的熱干化方式投資和運行成本普遍較高,由此導(dǎo)致污泥熱干化的項日建設(shè)要求和條件較高,能夠真正推廣應(yīng)用的地域有限。南京純水設(shè)備
為了降低深度脫水成本,現(xiàn)在較多的是應(yīng)用化學(xué)調(diào)理結(jié)合板框壓濾機技術(shù)進(jìn)行深度脫水。其總體運行成本低于熱干化技術(shù),但是也存在較多的問題。從使用的調(diào)理劑來說,普遍應(yīng)用的調(diào)理劑為三氯化鐵以及生石灰、粉煤灰等。相對于80%含水率的污泥,其無機物的總體添加量在6%-10%,這就意味著噸污泥脫水至50%后其重量較不加藥劑脫水增加了30%-50%,實際上并未實現(xiàn)污泥的減量化。
另外,從最終的處置途徑來看,依靠添加化學(xué)鹽類和石灰,進(jìn)入填理場后,含氯離子以及高COD的滲濾液對填埋場滲濾液系統(tǒng)將產(chǎn)生較大的沖擊負(fù)荷。如果進(jìn)行焚燒處置,則由于添加了較多的無機物,造成熱值下降,灰分增加,尤其添加了生石灰類的堿性物質(zhì)后,會對電廠的爐膛產(chǎn)生腐蝕、結(jié)垢等影響,難以滿足焚燒的要求。
因此,目前污泥深度脫水面臨的難題在于,采用熱干化技術(shù)設(shè)備投資及運行成本過高,推廣難度大。采取化學(xué)調(diào)理法由于調(diào)理劑選取問題,實際上并未實現(xiàn)污泥的減量化,同時對后端處置產(chǎn)生了一系列的不利影響。南京實驗室純水設(shè)備
綜合比較當(dāng)前的污泥處理處置工藝,我國擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的以太陽能和地源熱泵(或窯爐尾氣)結(jié)合技術(shù)為熱源的智能化多層污泥處理成套設(shè)備,具有耗能少、無二次污染、運行成本低、自動化程度高、運行安全穩(wěn)定等特點,單套設(shè)備日最大處理能力可達(dá)2000噸,且干化效率和質(zhì)量無可比擬,是一個市場潛力巨大的優(yōu)勢項目。
從目前已經(jīng)安裝運行的太陽能污泥干化設(shè)備來看,其節(jié)約能源、環(huán)保無害的優(yōu)勢非常明顯。由于充分利用太陽能等清潔能源,輔以少量電能,其污泥干化成本僅為20~30元左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他處理方式的成本。尤其值得一提的是,這種工藝屬于低溫干化,溫度恒定在40~50度之間,而且在干化過程中,自動翻拋裝置根據(jù)污泥濕度定時均勻翻動,避免產(chǎn)生厭氧,所以處理過程不產(chǎn)生二噁英等有毒有害氣體。處理后的污泥含水量可降至30%以下,呈均勻小顆粒狀,既可以作為RDF原料制成新型燃料,也可以根據(jù)所含成分科學(xué)配比制成有機肥料,還可以作為建材原料來使用,后期資源化途徑相對較多。南京純水設(shè)備
目前,國外污泥無害化處置的總體趨勢是:污泥消化技術(shù)大面積應(yīng)用,污泥填埋被進(jìn)一步禁止,污泥焚燒將越來越少,以土地利用為目的的熱干化逐漸成為主要手段。依據(jù)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗來看,污泥處理處置要根據(jù)國情科學(xué)地制定環(huán)境指標(biāo)和階段目標(biāo),落實污泥處置的相關(guān)法規(guī)政策和資金,并在實踐過程中不斷開發(fā)新的技術(shù)。我國的污泥處理處置政策經(jīng)過調(diào)整之后,也將與發(fā)達(dá)國家處于同一標(biāo)準(zhǔn)。
污泥干化中熱傳導(dǎo)和熱對流工藝的傳熱效率對比
所謂導(dǎo)熱系數(shù)是指在單位面積、溫度下和時間里能夠傳遞或通過的熱量,其單位為kcal/m.h.C。各種物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大。一般說來,金屬的導(dǎo)熱系數(shù)最大,非金屬固體和液體的導(dǎo)熱系數(shù)較小,氣體的最小。即使同一種物質(zhì)在相同溫度下,也由于它的表觀密度、濕度等差別而有不同的導(dǎo)熱系數(shù)。金屬中鋼在100-200度時為38.7,300度時為37.2,而鐵則在40以上。水的導(dǎo)熱系數(shù)在38度時為0.54,在93度時為0.585;導(dǎo)熱油在200度時為0.44;空氣在27度時為0.0225,在77度時為0.0258,127度時為0.0291。南京實驗室純水設(shè)備
由于污泥干燥系統(tǒng)中存在介質(zhì),而介質(zhì)是由金屬、氣體或?qū)嵊徒M成的。如果僅就各種介質(zhì)的導(dǎo)熱性質(zhì)來判斷,的確會給人以熱傳導(dǎo)傳熱效率高的錯覺。其實,發(fā)生在干燥系統(tǒng)中的傳熱過程遠(yuǎn)比我們能夠預(yù)想的復(fù)雜得多,其中最重要的因素之一還在于物料本身。當(dāng)濕顆粒的含濕量變化時,不同的換熱形式的效率是完全不同的。就污泥干化來說,熱傳導(dǎo)對于含水率較高部分的干化效率較高,而要將最后的20-30%水分去除,則顯得力不從心,這也是為什么大多數(shù)熱傳導(dǎo)系統(tǒng)以半干化為目標(biāo),或必須做干泥返混且極大提高換熱表面積才能實現(xiàn)。
第二個重要條件在于介質(zhì)與物料的混合狀態(tài)。這種狀態(tài)越均勻,效果越好。熱對流在污泥干化中的傳熱效率相對來說是較為穩(wěn)定的,由于大量氣體能夠與已經(jīng)失去表面水的顆粒緊密接觸,在其周圍形成穩(wěn)定的汽化條件,為濕分在給定的傳質(zhì)條件下能夠持續(xù)進(jìn)行提供了極好的條件。南京純水設(shè)備
因此,應(yīng)該說熱傳導(dǎo)和熱對流各有優(yōu)缺點,其傳熱效率的差別受濕物料本身的性質(zhì)和攪拌、混合狀態(tài)影響至巨。
以上普通熱干化處理工藝中,必須消耗大量燃料才能將污泥中的水分蒸發(fā)而使污泥得到干化處理,所需要的單位能耗為800~1200kWh/t蒸發(fā)水。而采用清潔能源太陽能與熱泵結(jié)合污泥干化裝置進(jìn)行污泥干化處理時,能耗可降低至60~80kWh/t(根據(jù)各地氣候條件不同有所差異)。如結(jié)合窯爐煙氣、冷凝水等熱源,可替代熱泵供熱系統(tǒng),能耗將降低三分之二。
污泥處理處置面面觀
污泥處理就是對污泥進(jìn)行濃縮、調(diào)治、脫水、穩(wěn)定、干化或焚燒的加工過程。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展,城市廢水排放量日益增多,污泥產(chǎn)生量也隨之大幅度提高,污泥處理處置逐漸成為國內(nèi)外關(guān)注的焦點。國內(nèi)外現(xiàn)有的處理處置手段主要包括衛(wèi)生填埋、水體消納、焚燒、堆肥處理、土地利用等。針對我國現(xiàn)有的技術(shù)來看,我國主要的污泥處置方式是填埋。最適合我國的處置方式是污泥制肥即將污泥土地化利用。隨著科技進(jìn)步,我國必將推出更加有效、合理的處理處置方式,最終實現(xiàn)城市污泥處理處置的減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化。南京實驗室純水設(shè)備
①污泥的衛(wèi)生填埋
這種處置方法簡單、易行、成本低,污泥又不需要高度脫水,適應(yīng)性強。但是污泥填埋也存在一些問題,尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴(yán)重污染的液體,如果填埋場選址或運行不當(dāng)會污染地下水環(huán)境。填埋場產(chǎn)生的氣體主要是甲烷,若不采取適當(dāng)措施會引起爆炸和燃燒。
②污泥制肥
污泥制肥直接利用因投資少、能耗低、運行費用低、有機部分可轉(zhuǎn)化成土壤改良劑成分等優(yōu)點,被認(rèn)為是最有發(fā)展?jié)摿Φ囊环N處置方式,將脫水后含水率78%-85%的污泥,經(jīng)烘干后含水率達(dá)30%-40%。經(jīng)過污泥制肥設(shè)備(污泥制肥工藝方法),使污泥中有機物轉(zhuǎn)化成富含植物營養(yǎng)物的腐殖質(zhì),反應(yīng)的最終代謝物為CO2,、HO2和熱量,大量熱量使物料堆持續(xù)高溫60,降低含水率,有效去除病原體,寄生蟲卵和雜草種子,使泥達(dá)到減容化、穩(wěn)定化、無害化、資源化的目的。
③污泥的焚燒
濕污泥干化后再直接焚燒應(yīng)用得較為普遍,沒有經(jīng)過干化的污泥直接進(jìn)行焚燒不僅十分困難,而且在能耗上也是極不經(jīng)濟的。
以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法,它能使有機物全部碳化,殺死病原體,可最大限度地減少污泥體積;但是其缺點在于處理設(shè)施投資大,處理費用高。南京純水設(shè)備
④污泥露天的晾曬
這種污泥處理方法為降低污泥中的含水率。采用露天晾曬這種方法,占用的土地面積大,需人工布料和攪拌,工人的勞動強度大;另外,污泥中含有大量的細(xì)菌和病毒,還會對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響;當(dāng)遇到下雨天時,污泥由于不能及時收集,隨雨水一起流走造成水的污染。因此,露天晾曬這種傳統(tǒng)方法有很大的弊端。
⑤給泥加熱降水法
加熱蒸發(fā)通常是使用滾筒干燥機、流化床干燥機和槳葉式干燥機等,這些干燥機的工作原理都是通過燃燒煤炭、天然氣、沼氣等產(chǎn)生的熱來加熱污泥使污泥中的水分蒸發(fā),達(dá)到降低含水率的目的。采用這些方法會消耗大量的能源,造成空氣污染,影響周邊環(huán)境。以上這幾種干燥法,耗能大、污染空氣,不利于節(jié)能環(huán)保。
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