污泥处理设备

前言

生活污泥的治理已经成为与生活垃圾同时并存的每日每时发生的污染问题，成为继城市垃圾污染的第二大固体废物污染源。污泥产生的环境污染问题日益突出，易造成较大的安全隐患、环境压力及经济负担。污泥不仅含水量高、易腐烂、有强烈臭味，还含原菌、重金属物质及有害物质，如果得不到有效的处理处置，经过雨水的侵蚀及渗透作用，极易对地下水、土壤等造成二次污染，甚至直接危害人体的健康。

因此，各级政府对此高度重视，国家《“十三五”节能环保产业发展规划》明确提出了全面治理的规划，其中特别提出要求“示范推广污泥无害化资源化处理技术。

湖南奔骥环保公司以“投身环保，勇于担当”的精神，在污泥处置技术方面联合联手进行了大量的探索，取得一些成果。特别是在污泥热解碳化和灰分化方面做了很多的创新，申请了多项国家。

部分   生活（污水）污泥处理的基本要求

污泥处理处置的目标是实现污泥的减量化、稳定化、无害化、资源化。

（1） 减量化

污泥的含水率高（一般大于90%），体积很大，不利于贮存、运输和消纳，减量化十分重要。污泥的体积随含水率的降低而大幅度减少，如含水率在85%以上的污泥是浆糊状，可以用泵输送；含水率70%~75%的污泥呈柔软状；60%~65%的污泥基本上呈固体状态；34%~40%时已成为可离散状态；10%~15%的污泥则呈粉末状态。因此可以根据不同的污泥处理工艺和装置要求，确定合适的减量化程度。

（2）稳定化

所谓稳定化就是使污泥在无害化处理后能保持基本稳定，尤其是不产生和恶臭。污泥中有机物含量60%~70%，会发生厌氧降解，极易并产生恶臭。因此需要采用生物好氧或厌氧消化工艺，使污泥中的有机组分转化成稳定的最终产物；也可添加化学药剂，终止污泥中微生物的活性来稳定污泥，如投加石灰，调节PH值，即可实现对微生物的抑制。但化学稳定法不能是污泥长期稳定，因为若将处理过的污泥长期存放，污泥的PH值会逐渐下降，微生物逐渐恢复活性，使污泥失去稳定性。

（3）无害化

污泥中含有大量病原菌，寄生虫卵及病毒，易造成疾病的传播。肠道病原菌可随粪便排出体外并进入废水处理系统，感染个体排泄出的粪便中病毒达10⁶个g^-1.实验研究表明，加到污泥悬浮液中病毒能与活性污泥絮体结合。但污泥中还含有多种重金属和有毒有害有机物，这些物质可从污泥中渗滤出来或挥发，污染水体和空气，造成二次污染。因此污泥处理处置过程必须充分考虑无害化原则。

（4）资源化。这个要求是很重要的，也是难以做到的。资源化就是

要将污泥的处理中自身产生经济效益，以使污泥处理政府不住地基础上获得额外的利益，提高经营者的积极性，推动污泥处理可持续发展。

   目前资源化的途径：

1、污泥的制肥

污泥堆肥是一种无害化、减容化、稳定化的综合处理技术。它是利用好氧的嗜温菌、嗜热菌的作用，将污泥中有机物分解，并杀灭传染病菌、寄生虫卵与病毒，提高污泥肥分。

2、污泥干燥灭菌后土地化。主要是作为无害的土壤回填。

3、污泥的发电。

   污泥中含有部分有机质，经过脱水干燥后可以燃烧，热量推动蒸汽发电，但由于要求污泥规模量大，一般难以采用。

4、作燃料，协调使用，主要是作为水泥厂的燃料。

5、污泥制砖

利用城镇污水处理厂的排放污泥和其他原料混合生产烧结建筑材料制品，一则利用消化了大量的城市污水处理厂排放的污泥，二则可以创造经济效益。有污泥中有机质的自身燃烧产生的热量可补充高温焙烧烧结制品的热量，既利用了污泥本身的热值，也可以高温分解有毒及致癌有害物质，解决了城市污泥的二次污染问题，这是目前实现城市污泥无害化、资源化和产业化的途径之一。但是，污泥制砖先决条件是应将污泥的水分降到40%以下，所以必须配套干燥工艺。

 第二部分   导热球高分散高效率干燥、碳化污泥技术介绍

综合考虑，认为导热球高分散高效率干燥后综合利用或者碳化污泥是比较理想的技术。这项技术优势在于：

一是减量化更大，可以将水分降到0—40%，可以任意调节；如果进一步烧蚀，可以将有机物全部转化为无机物，残剩的渣料仅有1%左右。

二是无害化、稳定化更佳，一旦将水分降到10%以下，特别是烧蚀后，细菌全部灭失，有机物不在存在，恶臭也不会出现。可以迅速和较大程度地使污泥达到无害化和减量化，其产物为无菌、无臭的无机残渣，含水率为零，且在恶劣的天气条件下不需要存储设备。近年来焚烧法由于采用了合适的预处理工艺和焚烧手段，达到了污泥热能的自持，并能满足越来越严格的环境和充分地处理不适宜资源化利用的部分污泥。对于大城市，因远离填埋场造成运输费用较高时，采用烧蚀法处置可能是经济有效的。

三是资源化更易实现，因为在水分减量到40%左右时就可以制砖产生效益，还可以卖给水泥厂作燃料提高经营效益。以制砖为例：长沙污水厂每天产出含水80%的污泥300吨，干燥到40%时，再加上黄泥一倍，仍然是300吨，可以烧制8万块红砖，0.4元一块砖，产值3.2万元左右。假如利润30%，每天创利0.9万元左右，全年350万元。

四是生产操作更加顺畅， 现行污泥干燥技术流行的主要是回转窑，这种设备就是一般的物料烘干炉，方法是将污泥投入旋转炉内部，在外部加热或者直接再炉体内加热，是污泥的水分蒸发。但存在两个致命弱点：一是污泥由于粘度大，容易粘结在炉体的内壁上不易脱落，会严重影响污泥的干燥程度，甚至是干燥难以进行；二是由于污泥成团，分散性极差，烘干效率很低，往往一个泥团到最后还是一个含水很高的大坨。总之，采用普通的回转窑很难适应污泥的干燥和碳化。因此，必须创新技术。

创新的导热球高分散高效率干燥、碳化污泥技术（属于申请受理阶段）采用了全新的技术工艺。本发明工作时，物料通过进料器与400℃左右高温导热球通过运行管进入内旋转釜，在内旋转釜螺旋导向下不断运行，物料与导热球换热，被裂解后渣料和导热球混合进入导热球渣料运行管进入燃烧室；在燃烧器的高温焚烧后通过外釜螺旋导向，并从漏灰孔掉下进入落灰斗排出；经过燃烧重新获得高温的导热球再经导热球运行管进入内旋转釜，从而实现不断循环；裂解的油气通过油气管排出，燃烧的烟气经过内釜外延管与外釜托轮管的间隙从出口排放。     

  

本发明有益的效果在于:

一是生产效率高，本发明通过加温过的若干份高温导热球与一份原料换热，例如，可以将原料与导热球按照1:10—30的比例混合，因此，很高的换热比可以高速热解原料。

二是分散性，由于采取大量的导热球与少量的污泥混合，能够将粘结的污泥高度分散并充分吸热，解决了困扰污泥干燥室粘结成块，难传热的难题。

三是非常节能，原料和导热球共同置于内旋转釜热解后，渣料进入燃烧室燃烧，不仅是渣料中的可燃物充分利用，又给导热球重新加热而后而获得高热能。由于污泥的主要成分是细菌死亡的尸体物，有机物含量高，其中，可燃物的热值较高；整个热能基本自我供给，不用外购，降低了成本。

 

含水率（%）	热值（kcal/kg)
90	-297.60
80	68.80
70	435.20
60	801.60
50	1168.00
40	1534.40
30	1900.80
20	2267.20
10	2633.60
0	3000.00

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

四是更加环保，如果渣料经过自我烧蚀，变为灰分，排出物不含有机质，没有二次污染。同时，排放的渣料比非烧蚀的方法要少90%，实现减量化。

五是结构十分紧凑，内旋转釜与外旋转釜套装在一起，一体化结构不仅保密性强，而且节约了空间。

六是操作环节简单更实用，导热球是自我自我清洁，自我受热，自我密封提升进入内旋转釜，又自我从内旋转釜密封排出进入燃烧室，并不断自我循环运行；比以往导热球在外部提升、燃烧、再送入反应釜参与原料反应的环节减少很多，不仅大大节约了资金，减少了人工，又节能。

第三部分   导热球高分散高效率技术工艺选择

   1、本工艺采用连续自动化操作，实现“分分秒秒自动进料、时时刻刻不停出渣、日日夜夜连续出液”，只要不出故障维修和停电，就可以365天不间断运行。整个运行过程常压操作，安全可靠。

第四部分   投资分析

一、设备及公共设施投资

一套每天处理100吨设备基本构成见下表。

 

序号	名称	规格	数量	说明
1	一级预热输送器		1	含动力、减速器、变频器
2	二级预热输送器		1	含动力、减速器、变频器
3	进料器		1	含动力、减速器、变频器
4	内外双反应釜		1
5	一级调温渣料输送器		1	含动力、减速器、变频器
6	二级调温渣料输送器		1	含动力、减速器、变频器
7	右小密封套		1	含保温材料
8	右大密封套		1	含保温材料
9	左小密封套		1	含保温材料
10	左大密封套		1	含保温材料
11	分离密封套		1	含保温材料
12	左小托轮		1	含支架
13	左大托轮		1	含调节支撑
14	右小托轮		1	含支架
15	右大托轮		1	含调节支撑
16	小传动齿轮		1	含支架
17	大传动齿轮		1	含调节支撑
18	外釜和内釜之间支撑		1
19	外釜保温材料与结构		1
20	导热球自动提升输送器		1
21	燃烧器系统		1
22	供风器		1
23	旋风除尘器		1
24	换热器		1
25	油水分离器		1
26	油液暂储罐		1
27	废水暂储罐		1
28	清水泵		1
29	污水泵		1
30	油液泵		1
31	一级干气净化器		1
32	二级干气净化器		1
33	塔式综合烟气净化器		1	磁化器、高压电场分解器、UV光解器等
34	渣料暂存罐		1
35	管道、阀门、仪表		若干
36	配电柜		1
37	自动控制柜		1
38	消防器材
39	操作平台
40	车间		3000平米
41	自动起爆泄压复位安全装置和自动报警系统
42	其它

 

二、主要技术指标

1、含水率（干燥或碳化或灰化）：  0—40%任意调节；如果烧蚀则不含水。

2、有机物含量：                       如果烧蚀则不含。

3、碳化后的固体含量：           约25%。

4、电装机容量：                 约90千伏安。

5、电耗（按照时刻运行）         约2000千瓦（100吨，全天）。

6、能耗：                       约用燃油600公斤，每吨污泥约5—10公斤）。

7、人工：                       约4个。         

第五部分     经济效益分析                        

序号	名称	用量	费用
1	每日成本
	电费	2000度	2000×0.8元=1600元
	燃料	600公斤	600×4元=2400元
	人工	20	180元×3=5400元
	其它		3000元	管理费等
	小计		1.04万元
	每吨平均		104元
2	每日毛收入
	每吨补贴；300元；每日处理100吨，合计3万元 环保砖收入1.6万元
3	每日收益
	收入3万元+环保砖收入1.6－车间成本1.14万元=3.46万元
4	全年收益：
	每日3.46万元×365天=1262.9万元

 

第六部分   结论

 1、环保有保障。采用了多项措施，特别是尾气处理采用新型磁化、高压电场分离技术，使碳氢化合物形成油料回收。废水回收进入原系统净化处理。

2、安全有保障。采用自动报警系统，特别是设置了自动起爆泄压复位装置，不存在超压隐患。同时，传动即扭动的部位采用了的“柔性密封剂”，能够自动弥合轴封的间隙，无泄漏。

3、效益有保障。全年收益1000多万元。

4、原料有保障。每天有100吨供应。

5、技术有保障。湖南奔骥环保科技公司的专有和技术在全国乃至世界。尤其是以导热球为热媒，采用大于污泥多倍的大比例方法不仅使污泥分散，而且干燥效率。而且能够使污泥的脱水率从0—40%任意可调，甚至灭失有机质，更加环保。