【正文】 .. 12 3 污泥干燥焚燒工藝流程以及相關(guān)計算 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。之后討論了脫硫的工藝方案選擇，計算了半干法脫硫用料量，煙氣冷凝系統(tǒng)的回收量，在除渣的基礎(chǔ)上分析了污泥焚燒處理的經(jīng)濟(jì)性以及污泥殘渣制磚 的可行性 。與堆肥和 填埋相比，污泥焚燒具有減容、減量和無害化等優(yōu)點，是一種較好的污泥處理方法。各地都把污泥處理提上了日程，隨著城市污水處理量的增大，污泥的產(chǎn)量也在逐漸增加，如何合理處理污泥，變廢為寶、使其循環(huán)利用是世界各國面臨的普遍問題。 以 200t/d 處理量脫水污泥廠為例， 通過污泥干燥焚燒一體化，實現(xiàn)污泥的減量化和無害化處理。 incineration. 沈陽航 空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） III 目錄 1 緒論 ................................................................................................................................... 1 研究背景與意義 ........................................................................................................ 1 污泥的來源與危害 .................................................................................................... 1 污泥處置的技術(shù) ........................................................................................................ 2 污泥土地 利用 ...................................................................................................... 2 污泥建材利用 ...................................................................................................... 3 衛(wèi)生填埋 .............................................................................................................. 3 焚燒 ...................................................................................................................... 4 污泥處置的發(fā)展方向 ................................................................................................ 5 干燥焚燒處理工藝 .................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 工藝計算 .................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。“十二五”期間還將增加處理能力 9000 萬立方米 ,增建和在建污水廠達(dá) 1800 多座，為實現(xiàn)國家減排目標(biāo)和污染控制，做出了巨大貢獻(xiàn)。屆時污水污泥產(chǎn)量也將突破年6000 萬噸 [1]。不僅對水體和大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，而且直接危害到了人體健康 ,阻礙了經(jīng)濟(jì)的順 利發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,土地資源的日益稀缺，焚燒必將成為國內(nèi)污泥處置中的主要手段之一，將是未來大型污水處理和土地緊缺的城市污泥處置的主要處理方法。典型的工業(yè)污泥包括：造紙工業(yè)污泥、印染工業(yè)污泥、制革工業(yè)污泥等；城鎮(zhèn)污水處200 t/d 脫水污泥處理廠干燥焚燒一體化清潔生產(chǎn)工藝設(shè)計 2 理廠處理污水產(chǎn)生的生活污水污泥 ,是污泥中數(shù)量最大的一類。病原微生物 [35]污水中的病原體 (病原微生物和寄生蟲 )經(jīng)過處理還會進(jìn)入污泥。氮、磷 等養(yǎng)分的污染在降雨量較大地區(qū)的土質(zhì)疏松土地上大量施用富含 N、 P等的污泥之后，當(dāng)有機(jī)物分解速度大于植物對 N、P的吸收速度時， N、 P等養(yǎng)分就有可能隨水流失而進(jìn)入地表水體造成水體的富營養(yǎng)化；進(jìn)入地下引起地下水的污染。如鎘 、鉻等一些重金屬來源于家庭生活的管道系統(tǒng)。隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展，污泥的產(chǎn)生量還會進(jìn)一步增加，這將成為社會發(fā)展中的棘手問題。施用適量污泥后 ,能明顯增加土壤有機(jī)質(zhì)的含量 ,有效改善土壤結(jié)構(gòu)、水力學(xué)性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì) ,對土壤的改善起到積極作用。我國大部分污水廠的污泥存在重金屬超標(biāo)的現(xiàn)象，所以污泥農(nóng)用受到一定的限制 [6]。 污泥建材利用 污泥建材化是指利用污泥中無機(jī)成分與建筑材料的成分相似的原理，將污泥通過一定無害化的工藝制作成建筑材料而對污泥再次利用。但是 ,在保證泥質(zhì)的前提下，還需要對相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，否則污泥制建材的處置方式很難 進(jìn)行下去 [7]。用污泥制磚時，應(yīng)該在成分上作適當(dāng)調(diào)整，使其與制磚的粘 土成分相當(dāng)。此外 ,適宜污泥填理的場所，因城市污泥大量的產(chǎn)出而顯得越來越有限。1992 年歐盟大約 40%的污泥采用了填理處置，由于污泥填理對污泥的土力學(xué)性質(zhì)要求較高，需要大面積的場地和大量的運(yùn)輸費用，地基需作防滲處理以免污染地下水等。焚燒法因具有減量化、無害化和資源化的顯著優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用 [11]。發(fā)迖國家在研究焚燒法處理污泥的同時。含水率為 7080%的污泥進(jìn)行焚燒時一般需要添加輔助燃料 ， 含水率為 50%的污泥一般不需輔助燃料就可以焚燒。中國水網(wǎng)、國都證券研究所相關(guān)研究表明，預(yù)計到 2021 年需處理干污泥量約 48 萬噸 /日。因此，優(yōu)化污泥焚燒工藝，降低污泥焚燒的能耗，使污泥焚燒過程安全有效地進(jìn)行符合國家和社會的發(fā)展要求，是污泥處理處沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 置的發(fā)展方向。值得學(xué)習(xí)、借鑒與推廣。真空干燥可降低機(jī)內(nèi)的水蒸汽分壓 ,提高干燥速率，且能降低水的沸點和干燥溫度 ,通常用于干燥熱敏性、易氧化、易爆及其有毒物料 ,但真空干燥投資較大，不適于污泥干化處理。對流干燥是指物料與干燥介質(zhì) (如熱空氣、熱煙氣、過熱蒸汽等 )直接接觸，水蒸汽由熱介質(zhì)直接攜帶走的干燥方式。污泥產(chǎn)生量大 ，含水率高，干燥過程中考慮到能量消耗及設(shè)備投資。畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）正文格式為正文（首行縮進(jìn)兩字）。在并流式中熱風(fēng)與物料移動方向相同，入口處溫度較高的熱風(fēng)與濕含量較高的物料接觸。這對于熱敏性物料的干燥包括那些含有易揮發(fā)組分物料的干燥，例如肥料行業(yè)中銨基鹽的干燥是適 宜的。對于耐高溫的物料，采用逆流干燥，熱利用率高。 ZG 系列轉(zhuǎn)鼓干燥機(jī)俗稱 滾筒刮板干燥機(jī)、冷卻結(jié)片機(jī)。 設(shè)備特點 。 3 .干燥時間短。 H2O/m2 對 于 本 研 究 而 言 ， 由 于 總 處 理 量 為 200t/d ， 因 此 給 料 速 率 為 ：200/24*1000=8333kg/h。 表 滾筒刮板干燥機(jī)相關(guān)參數(shù) 規(guī)格 滾筒尺寸 mm 有效加 干燥能力 蒸汽耗量 kg/h 電機(jī) 外形尺寸 mm 重量沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 熱面積m2 kg它由低速旋轉(zhuǎn)的傾斜圓筒（筒內(nèi)壁安裝有翻動物料的各式抄板）及燃燒爐、加熱器、旋風(fēng)分離器、洗滌器等主要設(shè)備構(gòu)成。本次工藝選擇并流操作。 圖 回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī) 結(jié)構(gòu)圖 焚燒系統(tǒng)設(shè)計 焚燒工藝 污泥在焚燒前加以 必要的預(yù)處理 ， 能使焚燒更有效地進(jìn)行。污泥焚燒主要是在污泥焚燒爐中進(jìn)行的，將在后面的焚燒設(shè)備中專門介紹。因此降低污泥含水率對于降低污泥焚燒設(shè)備及處理費用是至關(guān)重要的。但此時污泥燃燒會產(chǎn)生大量惡臭性刺激氣體，為消除此種氣體，一般將溫度升至 100℃或加設(shè)二次燃燒設(shè)備。 焚燒設(shè)備 污泥焚燒設(shè)備主要有旋風(fēng)式焚燒爐、多段式焚燒爐、轉(zhuǎn)窯式焚燒爐、流化床焚燒爐、旋轉(zhuǎn)床式焚燒爐等，其中典型的和應(yīng)用較廣的是多段式焚燒爐和流化床焚燒爐。在多段爐內(nèi)各段均設(shè)有攪拌面，物料在爐內(nèi)停留時間也很長，方能使污泥完全燃燒。 (2) 流化床焚燒爐 流化床焚燒爐是用來處理固體、液體和氣體廢物的多用裝置，該工藝 1962 年在美國首次投入使用 。 在該焚燒爐的爐膛內(nèi)，有一個懸浮的焚 燒區(qū)。直接位于流化床區(qū)域上的爐區(qū)是二次燃燒區(qū)。 表 污泥有機(jī)質(zhì)參數(shù)表 項目 數(shù)值 碳含量 % 氫含量 % 氧含量 45% 氮含量 6% 硫含量 1% 飛灰量 0 通風(fēng)量和氣體量相關(guān)計算，根據(jù)污泥有機(jī)質(zhì)的各組分含量，設(shè)焚燒污泥方程式為 C10/3H6O45/16N3/7S1/32。 ，則共通入空氣117026m3。 除硫方法 對煙氣中的 SOx 進(jìn)行脫除的方法可以分為干法和濕法兩類。其優(yōu)點是；吸收 SO2速度快，不會引起堵塞。從吸收 SO2的溶液中回收硫和硫酸，或者轉(zhuǎn)化成石膏 CaS04進(jìn)行回收，完成循環(huán)的后處理，由此可以使這個工藝過程得以順利進(jìn)行循環(huán)。 4. 濕法煙氣脫硫 ：其 技術(shù)的特點是 整個脫硫系統(tǒng)位于煙道的末端，在除塵系統(tǒng)之后；脫硫過程在溶液中進(jìn)行，吸附劑和脫硫生成物均為濕態(tài)；脫硫過程的反應(yīng)溫度低于露點，脫硫后的煙氣一般需經(jīng)再加熱才能從煙囪排出。1/2H2O會和 O H2O再進(jìn)行氧化反應(yīng)，得到脫硫副產(chǎn)品石膏。2H2O 但考慮污泥焚燒的成分過多，后期制石膏成分難以清除，不予考慮 本工藝除硫采取半干法脫硫技術(shù)：將脫硫劑 CaCO3和 Ca(OH)2等粉末一起送入燃燒爐，然后對排煙行噴水，并進(jìn)行二次濕法脫硫，其特點是簡單、經(jīng)濟(jì)和操作簡便。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 3 污泥干燥焚燒工藝流程以及相關(guān)計算 污泥干燥焚燒工藝流程 污泥干燥焚燒工藝流程圖 如圖 所示。干燥機(jī)產(chǎn)生的水蒸氣和利用后的煙氣進(jìn)入冷凝器冷凝，之后除塵、脫硫處理。根據(jù)污泥焚燒系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù) ,焚燒爐散熱損失 (S1)為 34000MJ/d。 煙氣通往直 接干燥機(jī)的質(zhì)量 =214715*113839/（ 227678+113839） =71572kg。對于污泥來說，資源化利用是它最佳的處理方式之一，例如制磚就是其中最好的資源利用方式。用干污泥制磚最大優(yōu)勢是：污泥中的有機(jī)質(zhì)和硅酸鹽粘土礦物能全部得到有效利用。 S03等硫酸鹽礦物：在配料過程中，控制硫酸鹽礦物含量最多不能超過 l％，最好 S03含量為零。在國外發(fā)達(dá)國家應(yīng)用焚燒污泥灰制磚很普遍，美 國、英國、日本、新加坡、德國等都有實例，而且應(yīng)用規(guī)模也比較大。 本工藝采用污泥殘渣制磚日處理污泥量干重為 ,按污泥制磚試驗結(jié)果 ,即干基摻比量達(dá) 50%計算 ,每天制磚原材料為 26噸 ,其中污泥中每日投加 ,粘土為 ,則近期每天可制磚 。間接經(jīng)濟(jì)效益主要指原來位于城市附近用于堆放污泥的土地可以重新加以利用，在城市化進(jìn)程日益加快的今天，其經(jīng)濟(jì)價值無疑是很大的。 估算細(xì)則 （ 1） 單位成 本 表 焚燒爐物料平衡表 設(shè)備物料名稱以及單位 價格 ZG1600 一臺 ZG1800A 一臺 SD3000 一臺 SD1000 一臺 CaSO4（ 1032kg/d） 2064 元每天 污泥運(yùn)輸（ 24 元 /t） 萬元每月 每日耗電量 361kwh 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 相關(guān)人員工資 萬元每月 總計每月 +固定 萬每月 間接干燥每日耗電量 =(+)*24=356kwh 直接干燥每日耗電量 =*100=5kwh 此前國務(wù)院批復(fù)的“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建 設(shè)規(guī)劃中要求，新增城鎮(zhèn)污泥年處理處置規(guī)模約 500 萬噸干泥 (約合 2500 萬噸濕污泥 )，為此將投入 347 億元用于污泥處理處置。通過干燥焚 燒工藝的設(shè)計，意識到污泥處理的重要性和污泥污染的危害。對以后的工作會有一些幫助。在此向我的指導(dǎo)老師表示最衷心的感謝！ 感謝這篇論文所涉及到的