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低温余热污泥干化技术

发布时间:2020-12-15 11:08:27  中国污水处理工程网

  晋煤中能化工股份有限公司二期航天粉煤气化装置,自2012年装置运行以来,变换反应余热未能充分利用,除氧槽蒸汽放空量大。脱盐水损耗高、现场环境差、周围设备腐蚀较快、系统出口变换气温度高等问题一直没有得到有效解决;2014年中能化工三期污水处理装置自运行以来,系统每天产生12-14吨湿污泥,一直没有找到有效处置途径,造成生化系统的污泥日益增多,沉降比长期处于99%以上,系统处理各种污染物的能力受到严重制约,给污水处理装置的正常运行带来很大隐患,给公司环保工作带来前所未有的压力。经积极探索,多方查找资料,在与兄弟单位充分沟通交流的基础上,结合公司现有条件,最终确定综合回收利用二期变换余热,为低温污泥干化装置提供热源,对污水处理系统污泥进行干化处理,干化后的污泥送热电锅炉焚烧。实际运行,证明该工艺线路选择合理,干化装置投运后变换除氧槽蒸汽放空明显减小,解决了污泥处理难题,三期污水处理装置实现了长周期高效稳定运行,消除了公司环保隐患;干化后的污泥送热电锅炉燃烧产生热能,实现了变废为宝;同时干化装置自动控制水平高,满足现场无人值守要求,运行现场干净,无异味,大大提升公司环保形象。

  一、低温余热污泥干化工艺简介

  污水处理污泥经阳离子絮凝剂配比后到蝶螺机脱水后,被送至低温余热干化设备的料斗内,进入干化装置的网带上;变换过来的热水与干冷空气换热后,变成干热空气,干热空气由干燥箱底部自下而上,加热切条成型网带上的污泥,与污泥充分接触后,将污泥干化,湿热空气则进入除湿系统,通过降温的方式使得湿热空气温度低于露点,水汽得以冷凝并排出系统至厂区污水管道,“脱水”后干冷空气再次加热变为热干空气在干燥箱内继续干化污泥,全过程中空气循环利用,故无尾气产生。该系统可将污泥含水率降低至10%,料斗内干化后污泥可以直接储存和运输。

  工作原理示意图:

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  二、变换低温余热脱盐水流程

  来自脱盐水站的脱盐水温度40℃左右,经变换脱盐水换热器与变换气换热后,脱盐水温度上升到90℃左右,一部分进入变换除氧槽,另一部分进入污水处理干化装置换热器,在干化装置内与干冷空气完成热量交换后,脱盐水温度降低到60℃,回到变换除氧槽内,供变换及合成废锅补水。

  三、低温余热干化技术综合与企业当前同类研究、同类技术综合比较

  目前国内污泥干化装置主要有:桨叶式干化技术、两段式干化技术、低温余热干化技术。

  桨叶式干化技术采用0.6-0.8MPa蒸汽加热饱和水蒸气作为热源,进入干燥机壳体夹套和桨叶轴内腔,热载体温度为130~180℃,出料温度高,约100℃左右,污泥含水率60%左右,存在“胶粘相”阶段,含水率只能通过调节转速调节,不易控制原始形态,颗粒大小不均匀,且呈块状,机械摩擦较大,导致粉尘含量较高,造成空气二次污染。采用高温蒸发水分,热气携带部分粉尘及裂解污泥物质,冷却后水中仍含有固体成分,需要再次处理,且不利于除臭系统冷凝器的长周期运行。干燥温度过高,污泥细胞璧结壳、外表结焦,反而难以脱水,导致干燥效率低,干燥时间长,能耗大,开停操作相对复杂,主机运行周期在3—5年。

  两段式干化技术,第一级使用高压带式压滤机把含水量96%的湿泥脱水至65%,再经第二级干化处理,最终水含量降至10%-40%。第一级脱水需要加入大量粉状污泥改性剂,现场粉尘不易控制,后期污泥处理量大大增加,同时成型困难,不利于第二级处理。压滤出水PH较高,需要回到综合池稀释后处理,开停操作复杂。需要增加操作人员1名,电费、药剂、人工综合费用偏高。

  低温余热干化机采用低温(65-80℃)全封闭干化模式,运行现场干净,无气味,无臭气外溢,无需安装复杂的除臭等其他环保装置,干化后污泥含水量低,经干化装置压滤、干化后,污泥含水率10%~40%,几乎无粉尘产生,出来的污泥温度低(<50℃)无需冷却,可以直接储存;采用自动化控制,全自动运行,节约大量人工成本;可实现远传集中控制;采用变频无级调速可任意调节含水率(10%-30%)。操作方便:可连续和间断运行,开停操作简单,不需要预热、运行成本低。

  低温低温余热干化机是无承压设备,干化过程不产生粉尘,采用低温(65-80℃)全封闭干化模式,工作过程中热量损失小,设备周围温度低,无臭气外溢,无需安装复杂的除臭等其他环保装置,无高温介质,安全系数高。

  综上所述,低温余热干化装置压滤、干化后污泥与当前同类研究、同类技术综合比较具有以下特点

  (1)污泥含水量低,含水率控制在10%~40%,可以直接掺烧与热电锅炉

  (2)粉尘含量低:因污泥含水率低,静态摊放,与接触面无机械静电摩擦,几乎无粉尘产生

  (3)易于储存:出来的污泥温度低(<50℃)无需冷却,可以直接储存

  (4)回收利用率高:采用低温除湿,蒸发热气中不携带任何粉尘颗粒,冷凝水中几乎不含固体杂质,可直接回收

  (5)环保型:采用低温(65-80℃)全封闭干化模式,运行现场干净,无臭气外溢,无需安装复杂的除臭等其他配套环保装置

  (6)自动化控制:全自动运行,可实现远传集中控制

  (7)操作方便:可连续和间断运行,开停操作简单

  (8)运行成本低:由于低温干化装置采用全自动运行,无需增加操作人员,综合回收利用变换低温热水余热,整套装置电机运行功率只有40kw,远远低于其他污泥处理工艺的成本

  四、效益分析

  4.1 经济效益

  (1)减少除氧器蒸汽的放空量,除氧槽蒸汽压力由80KPa降到30KPa,变换每天可以回收低压蒸汽24吨,产生的效益为100.8万元

  (2)每天经干化装置干燥除湿后的干化污泥量5吨,掺烧到热电锅炉,产生蒸汽的效益21万元。

  (3)运行费用:将含水量90%的污泥干化至30%,因为用的是余热废水所以热源不计成本,主要的消耗就是电耗。此设备所有电气设备的功率为40KW,污泥的处理费用为20.16万元。经回收变换余热,回收污泥燃烧后全年产生的经济效益为:100.8+21-20.16=101.64万元。

  4.2 环境效益

  中能公司污水处理系统自低温余热干化装置运行以来,污泥沉降比明显下降,系统污泥沉降比维持在60-70%的正常范围,污染物处理能力有了很大的提高,外排水中氨氮、COD、总氮、总磷均低于国家要求的排放标准,消除了存在的环保隐患。

  4.3 社会效益

  低温余热干化装置投运后,不仅解决了本公司污泥处置难题,消除了环保隐患,实现达标排放的同时,做到资源合理利用。同时为污水处理行业污泥科学、经济、合理处置提供了可行方案。

  五、结语

  综上所述,该项目技术方法成熟、节电节能效果明显,自动化程度高安全联锁系统完善。在我公司已连续运行1年以上,现本装置代表了当前国内污泥处理技术的最高水平,经济、环保效益突出,具有极高的推广价值。(来源:安徽晋煤中能化工)

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