清华污泥处理技术.ppt

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1、污污泥泥含水率高含水率高有机物高有机物高N、P、K高高易腐败、恶臭易腐败、恶臭特点特点特性特性体积庞大体积庞大环境污染严重环境污染严重干基热值高干基热值高可作肥料可作肥料处置处置农业用途农业用途花园用途花园用途焚烧焚烧建材化建材化堆肥堆肥填埋填埋含水率高、体积庞大、性质复杂、难以处理含水率高、体积庞大、性质复杂、难以处理 欧洲禁止污泥填埋欧洲禁止污泥填埋欧洲通过立法禁止填埋欧洲通过立法禁止填埋 瑞士瑞士 2000 荷兰荷兰 2000 奥地利奥地利 2004 德国德国 2005 中国中国 .垃圾填埋场拒绝接纳垃圾填埋场拒绝接纳污泥；污泥；国家标准将规定污泥国家标准将规定污泥含水率降到含水率降到5

2、0方能方能进填埋场；进填埋场；污泥的利用（制建材、污泥的利用（制建材、堆肥）不经济堆肥）不经济 焚烧太贵焚烧太贵中国污泥出路？中国污泥出路？1000 m 污泥污泥/d150 m/d50m/dDS=3.0%DS=20%DS=92%体积减少：体积减少：60%体积减少：体积减少：85%脱水脱水 干燥干燥总的体积减少总的体积减少:95%n节约占用土地面积节约占用土地面积n减少土地填埋费用减少土地填埋费用n减少运输费用减少运输费用n减少处置费用减少处置费用机械脱水机械脱水 部分干燥部分干燥完全干燥完全干燥污泥浓缩污泥浓缩污泥含水率与污泥性状变化的关系污泥含水率与污泥性状变化的关系(1)含水率含水率(%)

3、95 90 75 50 10 热值热值(M J/kg)1.78 6.06 12.9植物养分植物养分(%)0.25 0.5 1.25 2.54.5流动特性流动特性黏性流体黏性流体浆状浆状膏体膏体弹性颗粒弹性颗粒脆性颗粒脆性颗粒(1)植物养分植物养分以以N+P+K 的含量表示的含量表示 脱水污泥 Sludge Drying转换过程转换过程干化颗粒20-35%DS粘性粘性热值热值 90%DS农业农业水泥厂共处置水泥厂共处置污泥焚烧污泥焚烧 燃媒电厂共焚烧燃媒电厂共焚烧垃圾焚烧厂共焚烧垃圾焚烧厂共焚烧n减量化减量化-干化可以使污泥大幅度缩减体积和质量。便于干化可以使污泥大幅度缩减体积和质量。便于运输和

4、处置。运输和处置。n稳定化稳定化-污泥进行了巴氏消毒，完全消除了病原体，干污泥进行了巴氏消毒，完全消除了病原体，干燥污泥性状安全卫生。燥污泥性状安全卫生。n资源化资源化-干燥后的污泥颗粒可作为肥料、土壤改良剂、干燥后的污泥颗粒可作为肥料、土壤改良剂、燃料或建材化原材料等。燃料或建材化原材料等。蒸发过程：蒸发过程：干燥过程的起始阶段，物料表面的水分汽化，水分从干燥过程的起始阶段，物料表面的水分汽化，水分从物料表面移入介质。即图中的自由水分蒸发阶段。物料表面移入介质。即图中的自由水分蒸发阶段。扩散过程：扩散过程：当物料表面水分被蒸发掉，形成物料表面的湿度低于当物料表面水分被蒸发掉，形成物料表面的湿

5、度低于物料内部湿度，此时，需要热量的推动力将水分从内部转移到表物料内部湿度，此时，需要热量的推动力将水分从内部转移到表面。水分的扩散速度随着污泥颗粒的干燥度增加而不断降低。面。水分的扩散速度随着污泥颗粒的干燥度增加而不断降低。干固体干固体结合水份结合水份表面水份表面水份间隙水份间隙水份自由水份自由水份时间时间开始开始样品重量样品重量蒸蒸发发速速率率加热方式加热方式直接加热直接加热（利用燃烧烟气）（利用燃烧烟气）间接加热间接加热（燃烧烟气加热热介质）（燃烧烟气加热热介质）n根据热介质与污泥的接触方式根据热介质与污泥的接触方式,可分为三种类型可分为三种类型:直接加热干化设备直接加热干化设备n直接干

6、化的实质是对流干燥技术的运用直接干化的实质是对流干燥技术的运用,即将燃烧室产生的即将燃烧室产生的热气与污泥直接进行接触混合热气与污泥直接进行接触混合,使污泥得以加热使污泥得以加热,水分得以水分得以蒸发并最终得到干污泥产品。蒸发并最终得到干污泥产品。间接加热干化设备间接加热干化设备n间接干燥实质上就是传导干燥间接干燥实质上就是传导干燥,即将燃烧炉产生的热气通过即将燃烧炉产生的热气通过蒸气、热油介质传递蒸气、热油介质传递,加热器壁加热器壁,从而使器壁另一侧的湿污从而使器壁另一侧的湿污泥受热、水分蒸发而加以去除。泥受热、水分蒸发而加以去除。直接直接-间接加热联合干化设备间接加热联合干化设备n直接直接

7、间接联合式干燥系统则是对流间接联合式干燥系统则是对流传导技术的整合。传导技术的整合。n直接热干燥技术又称对流热干燥技术。直接热干燥技术又称对流热干燥技术。在操作过程中在操作过程中,热介质热介质(热空气热空气,燃气或蒸汽等燃气或蒸汽等)与污泥直接接与污泥直接接触并低速流过污泥层触并低速流过污泥层,吸收污泥中的水分。吸收污泥中的水分。排出废气一部分通过热量回收系统回到原系统中再用排出废气一部分通过热量回收系统回到原系统中再用,剩余部剩余部分至废气处理系统。分至废气处理系统。热效率及蒸发速率较高热效率及蒸发速率较高,可使污泥的含固率从可使污泥的含固率从25%25%提高至提高至85%85%95%95%

8、。由于与污泥直接接触由于与污泥直接接触,热介质将受到污染热介质将受到污染,排出的废水和水蒸排出的废水和水蒸气须经过无害化处理后才能排放。气须经过无害化处理后才能排放。处理后干污泥需与热介质分离处理后干污泥需与热介质分离,给操作管理带来一定麻烦。给操作管理带来一定麻烦。n污泥干化常用设备：污泥干化常用设备：闪蒸式干燥器闪蒸式干燥器 转筒式干燥器转筒式干燥器 带式干燥器带式干燥器n闪蒸式干燥器的工作原理是闪蒸式干燥器的工作原理是:将湿污泥与干燥后回流的部分干污泥将湿污泥与干燥后回流的部分干污泥混合后形成的混合物混合后形成的混合物(含固率达含固率达50%60%)与受热气体与受热气体(来自燃烧炉来自燃

9、烧炉,温度高温度高达达704)同时输入闪蒸式干燥器同时输入闪蒸式干燥器,污泥在干燥器中高速转动的笼式研磨污泥在干燥器中高速转动的笼式研磨机搅动下与流速为机搅动下与流速为2030 m/s 的高热的高热气体进行数秒钟的接触传热气体进行数秒钟的接触传热,污泥中的污泥中的水气迅速得到蒸发水气迅速得到蒸发,使其含水率降至使其含水率降至8%10%。然后再经旋风式分离机作。然后再经旋风式分离机作用将气固分离开来用将气固分离开来,得到干污泥产品。得到干污泥产品。干污泥一部分回流并与湿污泥混合干污泥一部分回流并与湿污泥混合,其其余部分则输出作后续处理和处置。余部分则输出作后续处理和处置。1.热对流传热方式，热效

10、率高。热对流传热方式，热效率高。2.机械破碎破坏污泥颗粒，提高机械破碎破坏污泥颗粒，提高热效率。热效率。3.气路的闭路循环以降低干燥介气路的闭路循环以降低干燥介质的氧气含量，安全性较高。质的氧气含量，安全性较高。4.对污泥初始含水率适应性广。对污泥初始含水率适应性广。不需要污泥反混。不需要污泥反混。5.不能进行半干化。气体量大，不能进行半干化。气体量大，热载气的反复洗涤、加热导致热载气的反复洗涤、加热导致热损失。热损失。n干燥过程是在不锈钢丝运载干燥过程是在不锈钢丝运载污泥缓慢转运过程中，热空污泥缓慢转运过程中，热空气从钢丝网下方经网眼向上气从钢丝网下方经网眼向上通过，使污泥与热气发生接通过，

11、使污泥与热气发生接触传热，从而将污泥中水气触传热，从而将污泥中水气蒸发带出。蒸发带出。n在具体操作过程中，污泥往在具体操作过程中，污泥往往由污泥积压机挤压成条状往由污泥积压机挤压成条状（蠕虫状），这样将有利于（蠕虫状），这样将有利于气泥接触面积，提高污泥气泥接触面积，提高污泥水分的蒸发效率。水分的蒸发效率。原理原理构造构造流程流程n间接热干燥技术又称热传导干燥技术。间接热干燥技术又称热传导干燥技术。在操作过程中在操作过程中,热介质并不直接与污泥相触热介质并不直接与污泥相触,而是通过热交换器而是通过热交换器将热传递给湿污泥将热传递给湿污泥,使污泥中的水分得以蒸发。使污泥中的水分得以蒸发。加热介质

12、不仅仅限于气体加热介质不仅仅限于气体,也可用热油等液体也可用热油等液体,同时热介质也不同时热介质也不会受到污泥的污染会受到污泥的污染,省却了后续的热介质与干污泥分离的过程。省却了后续的热介质与干污泥分离的过程。过程中蒸发的水分到冷凝器中加以冷凝。热介质的一部分回到原过程中蒸发的水分到冷凝器中加以冷凝。热介质的一部分回到原系统中再用系统中再用,以节约能源。以节约能源。该技术的热效率及蒸发速率均不如直接热干燥技术该技术的热效率及蒸发速率均不如直接热干燥技术n主要设备类型：主要设备类型：薄膜热干燥器薄膜热干燥器,圆盘式热干燥器。圆盘式热干燥器。n湿污泥湿污泥(脱水泥饼脱水泥饼)以薄层状以薄层状,顺序

13、流顺序流经加热壁方式干经加热壁方式干燥的圆盘式干燥燥的圆盘式干燥器应用较广泛。器应用较广泛。n脱水污泥在预升脱水污泥在预升温至指定壁温的温至指定壁温的电加热板上成型电加热板上成型(厚度控制厚度控制,平平铺铺),),关闭干燥室关闭干燥室,开始向干燥室供开始向干燥室供风。风。特点：特点：1.1.不需要介质气体或载气量小，因此气体产量少，冷凝水量少，后不需要介质气体或载气量小，因此气体产量少，冷凝水量少，后续处理费用低。续处理费用低。2.2.气体流动性小，干燥过程氧气浓度很低，安全性高。气体流动性小，干燥过程氧气浓度很低，安全性高。3.3.不需要污泥反混，减少热损失。对污泥初始含水率适应性较高。不需

14、要污泥反混，减少热损失。对污泥初始含水率适应性较高。4.4.可同时实现半干化和全干化。可同时实现半干化和全干化。5.5.热传导传热方式，对热传导传热方式，对于含水率低于于含水率低于50%50%的的干燥过程干燥效率低，干燥过程干燥效率低，热损失大。热损失大。6.6.存在运动部件，维修存在运动部件，维修费用较高。费用较高。燃烧空气燃烧空气燃料燃料炉炉水平圆筒干燥机排气排气燃烧机燃烧机再循环空气再循环空气热干燥空气(惰性)环空气循环空气循 污泥定量给料污泥定量给料加热区加热区自由水分蒸自由水分蒸发发毛细水分蒸毛细水分蒸发发排排出出干干化化颗颗粒粒特点：特点：1.1.不需要介质气体或载气量小，因此气体

15、产量少，冷凝水量小，后不需要介质气体或载气量小，因此气体产量少，冷凝水量小，后续处理费用低。续处理费用低。2.2.气体流动性小，干燥过程氧气浓度很低，安全性高。气体流动性小，干燥过程氧气浓度很低，安全性高。3.3.需要污泥反混，因此对污泥需要污泥反混，因此对污泥初始含水率适应性较高。不初始含水率适应性较高。不过反混的干污泥经过反复加过反混的干污泥经过反复加热、冷却，热损失大。热、冷却，热损失大。4.4.过涂层机涂层后的污泥颗粒过涂层机涂层后的污泥颗粒内部干燥，外层潮湿，因此内部干燥，外层潮湿，因此可提高含水率低于可提高含水率低于50%50%干燥干燥过程的干燥效率，只能用于过程的干燥效率，只能用

16、于全干化。全干化。n技术特点：技术特点：是对流是对流传导技术的整合传导技术的整合n主要代表干燥设备：主要代表干燥设备：VommVomm 高速薄膜干燥器高速薄膜干燥器 ,SulzeSulze 流化床干燥器流化床干燥器EnvirexEnvirex 带式干燥器。带式干燥器。n脱水后的湿态污泥脱水后的湿态污泥,通过传送器被输入流化干燥床内通过传送器被输入流化干燥床内;气流进入流化床气流进入流化床内污泥层内污泥层,引起污泥在受热下的固体颗粒运动引起污泥在受热下的固体颗粒运动,状似流体沸腾。状似流体沸腾。n控制气体流速控制气体流速,使污泥保持悬浮状态使污泥保持悬浮状态(而不是输运状态而不是输运状态),),干燥所需的热干燥所需的热量由蒸汽通过安装在流化床内的热交量由蒸汽通过安装在流化床内的热交换器提供；换器提供；n在流化在流化床内，气体与污泥处于交叉逆床内，气体与污泥处于交叉逆流中，气体作为高效热量交换介质，流中，气体作为高效热量交换介质，而污泥中的水分则在流体运动中得以而污泥中的水分则在流体运动中得以蒸发；蒸发；n流化干燥床位高一端流化干燥床位高一端,可连续进入湿可连续进入湿泥，而位低的另一端则可