陽(yáng)離子聚丙烯酰胺CPAM生產(chǎn)廠家探討污泥處置線路設(shè)計(jì)布局

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　　一、總體設(shè)計(jì)思想

　　1、污泥處置線路的布局

　　● 以污泥處置資源化、能源化為目標(biāo);

　　●與當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)項(xiàng)目形成互動(dòng)，形成一個(gè)完整的污泥處置和循環(huán)經(jīng)濟(jì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈;

　　● 選擇適合于本地域的污泥處置線路，實(shí)現(xiàn)政府、污水處理廠、污泥協(xié)同處置產(chǎn)業(yè)3方共同受益的局面;

　　● 結(jié)合本地域現(xiàn)有或?qū)⒁�建設(shè)的運(yùn)行項(xiàng)目，科學(xué)合理進(jìn)行調(diào)配，充分考慮發(fā)揮現(xiàn)有資源優(yōu)勢(shì)，如：發(fā)電廠(垃圾處理廠發(fā)電廠)、水泥廠的余熱或蒸汽等;

　　●將污泥的有效成分充分進(jìn)行資源化利用;

　　●結(jié)合運(yùn)輸距離及道路交通條件等。

　　污泥處置和循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

　　2、設(shè)計(jì)、布局污泥處置技術(shù)線路時(shí)要考慮的問題

　　● 各個(gè)處理處置工藝單元的經(jīng)濟(jì)性分析;

　　●最終污泥產(chǎn)物的去向、用途;

　　●在污泥處置全產(chǎn)業(yè)鏈連通的過程中，確保對(duì)環(huán)境的影響最小;

　　● 技術(shù)線路必須全產(chǎn)業(yè)鏈打通，否則污泥處置就會(huì)中途受阻，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成二次污染。

　　3、污泥處置的主流技術(shù)線路

　　●污泥厭氧消化發(fā)酵沼氣利用;

　　● 污泥干化焚燒;

　　●污泥與垃圾協(xié)同焚燒發(fā)電;

　　●燃煤電廠耦合污泥焚燒發(fā)電;

　　●水泥窯協(xié)同焚燒;

　　●污泥堆肥。

　　二、主流技術(shù)線路分析

　　1、污泥厭氧消化發(fā)酵

　　污泥在無氧的條件下，由兼性菌和專性厭氧菌(甲烷菌)降解有機(jī)物，分解的最終產(chǎn)物為二氧化碳和沼氣。

　　如果污泥有機(jī)質(zhì)普遍較低，需要在污泥中適當(dāng)添加臭氧或者餐廚垃圾，來提高沼氣產(chǎn)量。如果沼氣產(chǎn)量太小，就不能維持自身厭氧消化環(huán)境溫度，還需要外加能源以維持平衡。

　　厭氧消化后的污泥(沼渣)要使其得到有效利用，還需要后續(xù)布局一些土地綜合利用、園林綠化、建筑材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈來配套，完成污泥的最終資源化利用。

　　該技術(shù)多應(yīng)用于在北方缺水城市，污水處理進(jìn)水COD大于500mg/L，污泥有機(jī)質(zhì)在60%以上，沼氣產(chǎn)量較高。沼氣回收后可以用于發(fā)電或產(chǎn)生熱源。

　　2、典型的“熱水解+厭氧消化”工藝流程

　　➢污泥預(yù)脫水至90%左右，經(jīng)螺桿泵從儲(chǔ)泥罐連續(xù)不斷地送入漿化罐;

　　➢ 在97℃溫度下漿化后再經(jīng)過螺桿泵以批次方式送入多個(gè)反應(yīng)罐。在批次加入蒸汽進(jìn)行165-170℃高溫高壓蒸煮、在反應(yīng)罐自身壓力推動(dòng)下污泥進(jìn)入閃蒸罐;

　　➢經(jīng)102℃卸壓閃蒸后進(jìn)行冷卻，最后進(jìn)入37-40℃厭氧消化罐進(jìn)行厭氧消化;

　　➢ 產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電，沼渣經(jīng)脫水后土地利用;

　　➢ 在南方城市污泥有機(jī)質(zhì)普遍較低，需要在污泥中適當(dāng)添加臭氧或者餐廚垃圾，來提高沼氣產(chǎn)量。如果沼氣產(chǎn)量太小，就不能維持自身厭氧消化環(huán)境溫度，還需要外加能源以維持平衡;

　　➢ 厭氧消化后的污泥(沼渣)完成減量化和穩(wěn)定化，但沼渣還需要后續(xù)的處理處置。要使其得到有效利用，還需要后續(xù)配套產(chǎn)業(yè)鏈的跟進(jìn);

　　➢ 目前典型線路將厭氧消化后的污泥經(jīng)板框壓力濾機(jī)脫水后，含水率降至60%左右，用于改良土壤等。

　　熱水解污泥高級(jí)厭氧消化典型工藝流程

　　3、污泥干化焚燒

　　核心設(shè)備焚燒爐，主體設(shè)備為塔形，底部有多孔板，板上放置載熱體砂為燃燒床，塔內(nèi)襯有耐火材料，氣體從底部通入，污泥進(jìn)入后成沸騰流化狀態(tài)燃燒。

　　●脫水污泥(含水率60-80%)首先進(jìn)入干燥機(jī)干燥，污泥的含水率降低到10-20%以下再進(jìn)入焚燒爐焚燒;

　　● 污泥焚燒產(chǎn)生的熱量作為干燥機(jī)的加熱介質(zhì)用于加熱污泥;

　　●污泥焚燒產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過余熱鍋爐冷卻后經(jīng)過煙氣凈化系統(tǒng)和煙囪排入大氣;

　　●實(shí)際運(yùn)行中，如果污泥熱值較低，焚燒爐需要投加適量的輔助燃料，以達(dá)到系統(tǒng)的熱量平衡;

　　●高含砂量的污泥在高速流化狀態(tài)下使設(shè)備受到很大程度上的磨損;

　　●對(duì)煙氣處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行要求較高;

　　● 焚燒后的飛灰還需要進(jìn)行螯合固化處理后安全存放;

　　● 單獨(dú)焚燒系統(tǒng)運(yùn)行成本相對(duì)較高。

　　4、污泥與垃圾協(xié)同焚燒發(fā)電

　　●污泥利用汽輪機(jī)做功后低壓抽汽的熱量，將污泥的含水率降至40%左右，與生活垃圾一起入爐焚燒。焚燒產(chǎn)生的高壓蒸汽發(fā)電。

　　●60-80%含水率的污泥運(yùn)至垃圾焚燒廠內(nèi)污泥料倉(cāng)貯存，然后利用汽輪機(jī)做功后低壓抽汽的熱量，通過熱干化將污泥的含水率降至35%左右，低位熱值與垃圾熱值相近，可以滿足入爐焚燒的條件。在垃圾焚燒爐進(jìn)料斗處與混合摻配后一起進(jìn)爐焚燒。

　　●焚燒產(chǎn)生的高壓蒸汽發(fā)電，煙氣凈化后達(dá)標(biāo)排放，產(chǎn)生的飛灰經(jīng)過螯合固化后填埋。

　　●污泥摻燒比不宜超過5-10%。

　　國(guó)內(nèi)垃圾協(xié)同焚燒發(fā)電典型案例

　　廣州佛山南海綠電垃圾焚燒一期日處理300噸污泥處理的能力。生活垃圾焚燒發(fā)電、城鄉(xiāng)一體化生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)、污泥處理、餐廚垃圾處理設(shè)施形成了完整的城市生活固體廢棄物處置的資源循環(huán)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)環(huán)保產(chǎn)業(yè)鏈。

　　5、燃煤電廠耦合污泥焚燒發(fā)電

　　●由污水處理廠利用板框?qū)⑽勰嗌疃让撍�至含水�?0%左右，運(yùn)送至附近的燃煤電廠

　　● 利用燃煤電廠的煙氣余熱進(jìn)一步干化污泥至含水率20%~30%。這時(shí)污泥熱值相對(duì)較高，可作為熱電廠的輔助燃料與煤一起燃燒發(fā)電。

　　燃煤電廠耦合污泥焚燒發(fā)電技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)：

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　運(yùn)行穩(wěn)定、處置量大、資源化處置。

　　缺點(diǎn)：

　　燃煤電廠前期改造投資較大;

　　摻燒污泥使燃煤量增加，電廠生產(chǎn)成本上漲;

　　電廠在享有國(guó)家電價(jià)補(bǔ)貼的政策下才能受益。

　　燃煤電廠耦合污泥焚燒工藝圖

　　技術(shù)工藝流程：

　　(1)含水率60%污泥運(yùn)送至電廠污泥接收料倉(cāng);

　　(2)經(jīng)螺桿泵傳送至干化機(jī)進(jìn)行干化，干化機(jī)利用電廠蒸氣余熱間接加熱污泥，將含水率降至30%;

　　(3)通過皮帶輸送機(jī)傳送至干污泥料倉(cāng)，與煤按比例混合后進(jìn)入焚燒爐焚燒發(fā)電;

　　(4)干化機(jī)尾氣經(jīng)尾氣處理系統(tǒng)清潔凈化后，達(dá)標(biāo)排放。

　　6、水泥窯協(xié)同焚燒處置污泥

　　➤污泥干化至水分40%左右，和其它原料一起送入生料磨中共同進(jìn)行烘干、粉磨后成為水泥生料;

　　➤水泥生料再經(jīng)過水泥窯內(nèi)1700℃左右火焰溫度的高溫煅燒(物料溫度可以達(dá)到1450℃左右)成為水泥熟料;

　　➤干化污泥在從生料煅燒成為熟料的復(fù)雜物理化學(xué)變化過程中將灰渣中可能存在的重金屬固化在水泥熟料的晶格中，達(dá)到穩(wěn)定固化效果，進(jìn)行了徹底的無害化處理，不會(huì)造成二次污染;

　　➤城市污泥參與配料對(duì)水泥熟料和水泥的質(zhì)量沒有影響，城市污泥可以用來生產(chǎn)水泥熟料;

　　➤按10%左右的比例配備城市污泥，水泥質(zhì)量基本沒有明顯變化，完全滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求;

　　➤污泥得到徹底處理。

　　水泥窯協(xié)同焚燒處置污泥案例：武漢龍王嘴污泥預(yù)處理工廠

　　2012年建成，位于武漢市龍王嘴污水處理廠內(nèi)，分為一期、二期，合計(jì)處理規(guī)模為700噸/日，將污泥深度脫水至60%以下后，轉(zhuǎn)運(yùn)至華新水泥窯焚燒，制成水泥熟料。

　　水泥窯協(xié)同處置污泥工藝圖

　　7、污泥好氧堆肥——筒倉(cāng)式發(fā)酵器(污泥生物好氧干化)

　　●在密封倉(cāng)內(nèi)完成將污泥變?yōu)闋I(yíng)養(yǎng)土。利用污泥好氧發(fā)酵自動(dòng)產(chǎn)熱及熱量散發(fā)煙囪效應(yīng)的原理，污泥好氧發(fā)酵過程中，在保證氧氣充分供養(yǎng)的情況下，伴隨著有機(jī)物的快速降解，大量熱量產(chǎn)生和釋放。

　　● 在密閉式反應(yīng)器內(nèi)，產(chǎn)生的熱量會(huì)遵照煙囪效應(yīng)的原理自動(dòng)往向上擴(kuò)散，從反應(yīng)器上部投入的污泥水分被熱量迅速帶走。

　　●通過每天不斷的投料和出料，在反應(yīng)器中形成了一個(gè)循環(huán)鏈：污泥發(fā)酵 → 產(chǎn)熱 → 污泥水分揮發(fā) → 污泥再發(fā)酵……。

　　●筒倉(cāng)的上部收集處理廢氣，成品從下部出料，含水率約30%-40%之間，技術(shù)指標(biāo)達(dá)到有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)。

　　筒倉(cāng)式發(fā)酵器結(jié)構(gòu)

　　● 反應(yīng)器內(nèi)設(shè)立式攪拌裝置，攪拌器為中空軸，且與各攪拌槳葉聯(lián)通，通過曝氣風(fēng)機(jī)對(duì)污泥增氧。

　　●物料在反應(yīng)器內(nèi)呈螺旋軌跡緩慢下降。

　　● 含水率80%污泥一般日處理5噸左右，可生產(chǎn)肥料1.5-1.8噸。

　　● 含水率60%污泥一般日處理8-10噸，可生產(chǎn)肥料3.8-4.2噸。

　　利用筒倉(cāng)式發(fā)酵器進(jìn)行污泥好氧堆肥的特點(diǎn)：

　　➢發(fā)酵周期短，無需輔料;

　　➢保溫節(jié)能效果好，密閉系統(tǒng)臭氣易收集處理;

　　➢單體處理量小;

　　➢實(shí)現(xiàn)“污泥從土地中來還應(yīng)回到土地中去”的目標(biāo);

　　➢將污泥變?yōu)闋I(yíng)養(yǎng)土。

　　這是一條用于鄉(xiāng)鎮(zhèn)小型污水處理廠的最佳線路。

　　三、技術(shù)線路應(yīng)用總結(jié)

　　1. 豐水城鎮(zhèn)污泥有機(jī)質(zhì)低的污水處理廠污泥處理處置項(xiàng)目應(yīng)優(yōu)先選擇水泥窯協(xié)同焚燒處置污泥的技術(shù)線路，其次選擇污泥與垃圾協(xié)同焚燒發(fā)電技術(shù)線路。

　　2. 缺水城鎮(zhèn)污泥有機(jī)質(zhì)高的污水處理廠污泥處理項(xiàng)目應(yīng)優(yōu)先選擇污泥厭氧消化發(fā)酵產(chǎn)沼氣的技術(shù)線路。同時(shí)要后續(xù)布局一些土地綜合利用、園林綠化、建筑材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈來配套，完成污泥的最終資源化利用。

　　3. 農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)小型污水處理廠，應(yīng)優(yōu)先采用污泥好氧堆肥—筒倉(cāng)式發(fā)酵器技術(shù)，將污泥直接變?yōu)闋I(yíng)養(yǎng)土。實(shí)現(xiàn)“污泥從土地中來還應(yīng)回到土地中去”的目標(biāo)。

 

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