【正文】 同時，由于其貯存和運輸特性比脫水污泥大為改善，可為綠化。 在圓柱形處理器內(nèi)有與之同軸的轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子的不同位置上裝配有不同曲線的槳葉，轉(zhuǎn)子通過處理器外的電機驅(qū)動，高速旋轉(zhuǎn)，形成強烈渦流。 與此同時，工藝還可以采用一定量的經(jīng)過預(yù)熱的工藝氣體，與物料的運動方向一致，在處理器的內(nèi)部與高速渦流形成共同作用，推動物料沿內(nèi)壁向出口方向做螺線運動，物料顆粒在工藝氣體的反復(fù)包裹、攜帶和穿流下，實現(xiàn)強烈的熱對流換熱。 渦輪干燥技術(shù)的核心在于成功利用了薄膜換熱的原理，它將待處理的物料通過定量上料裝置喂入一個圓柱狀臥式處理器，處理器的襯套內(nèi)循環(huán)有高溫介質(zhì)，如飽和蒸汽或?qū)嵊?，使反?yīng)器的內(nèi)壁得到均勻有效的加熱，干燥的主要熱量交換通過熱壁的熱傳導(dǎo)來完成。其中，利用干燥污泥的高熱值，與生活固廢混合焚燒發(fā)電最為理想。該技術(shù)使污泥的干燥和造粒同時進行，一次性完成。然而高含水（含水率80％）的污泥會給填埋場的安全運營帶來隱患。按照規(guī)劃，到2010年，兩大污水處理廠將日處理污水150萬噸，所產(chǎn)生的污泥也將激增至每天1125噸。 2. 杭州市固廢中心“熱干燥造粒技術(shù)” 4）投資及運行費本工程預(yù)計投資8000萬元(含干化和焚燒設(shè)備、土建、自控及輔助設(shè)施),運行費用160元/t濕污泥(含水率為70%,并包含電費、藥劑費、人工費、維修費等)。 由于干化污泥燃燒特性接近褐煤,經(jīng)過循環(huán)流化床焚燒爐現(xiàn)場試驗,其焚燒特性良好,因此許多國內(nèi)廠家均有能力配套,技術(shù)也相當成熟,采用國產(chǎn)的流化床焚燒爐。煙道內(nèi)布置余熱鍋爐、空氣預(yù)熱器用于回收熱量。 經(jīng)干化系統(tǒng)處理后的污泥儲存在干污泥料倉中,通過輸料機送入焚燒爐,在投加污泥的同時,可以投加生石灰(用于脫硫) 。經(jīng)干化后的污泥含水率降為5%～10%。干化過程在流化床內(nèi)進行,流化床底部布置蒸汽盤管。該系統(tǒng)干化溫度為85 ℃,系統(tǒng)內(nèi)控制含氧量 4 %。由于干化污泥具有易燃、易分解的特點,為保證安全和衛(wèi)生,干化系統(tǒng)內(nèi)必須保證低溫、低氧狀態(tài)。 2）干化工藝該聯(lián)合工藝可以達到能量的自平衡。通過招標,確定采用流化床干化工藝,可將脫水污泥含水率從70 %左右降至10 %左右(最低可至5 %) 。同時污泥焚燒裝置能兼顧焚燒干化污泥和替代燃料。就目前的工程技術(shù)水平而言較難實現(xiàn)。 采用不同的脫水工藝其脫水污泥的含水率是不同的,大致范圍是65 %～85 %。給水排水 Vol129 No19 2003 19污泥流化床焚燒爐，溫度在800℃以上，爐內(nèi)有砂粒循環(huán)使用，外排氣體要適當處理。 上海市石洞口城市污水處理廠污泥干化焚燒工程由北京金州工程有限公司總承包。采用具有除磷脫氮功能的一體化活性污泥法作為污水處理工藝,處理對象為城市污水(含有大量以化工、制藥、印染廢水為主的工業(yè)廢水) ,產(chǎn)生的污泥量為64 t/ d 干泥,經(jīng)脫水后含水率為70 % ,污泥體積為213 m3/ d。 1. 上海石洞口污水處理廠污泥干化、焚燒工程污泥的干化和焚燒，可能將是一些大城市大型污水處理廠的發(fā)展方向。污泥干化可使污泥含水率控制在10%～40%，減少了污泥的體積和重量，降低了運輸費和填埋費，而且污泥的臭味大為減少。 由于污泥干化和污泥焚燒相結(jié)合比單污泥焚燒一次性投資少，處理成本低，故污泥干化往往是焚燒的前處理。 對于年處理50000噸濕污泥的項目，如果干燥后作肥料或者燃料，每年需財政補貼大約1100到1300萬元人民幣（不計人員工資，設(shè)備折舊等）。如果設(shè)備全部是國產(chǎn)化，整個項目的投資只有2000到3000萬元人民幣。處理每噸干污泥的耗電大約為300千瓦時，（不計人員工資，設(shè)備折舊等）；。因為該項目的污泥的重金屬含量較高，可在濕污泥中加入特定的化學(xué)產(chǎn)品，以防止在焚燒過程中金屬汞蒸發(fā)尾氣中。離開干燥機的排氣，經(jīng)過旋風分離器除塵后，對燃燒空氣進行預(yù)熱，以保持整個系統(tǒng)的能量平衡。在流化床焚燒爐后，應(yīng)加設(shè)下排式分離器，以分離被燃燒空氣帶出的細灰。為了保證流化焚燒的正常運行，在流化床焚燒爐中應(yīng)當放入一定量的砂子，以定期補充流化床中砂子的損耗。干燥后的污泥再輸送至流化床焚燒爐，在流化床焚燒爐中進行焚燒。機械脫水輸送至濕污泥儲存?zhèn)}，再輸送至干燥機。 以循環(huán)流化床為例對合理的污泥干化焚燒處理工藝路線加以說明：這就存在建的起，用不起的可能性。；。在中國，如果用做肥料，每噸干污泥的可能售價在300到400元人民幣；如果用做燃料，每噸干污泥的可能售價在100到1500元人民幣（要與煤的價格做比較）。僅考慮天然氣的價格，不計電力消耗，人員工資，設(shè)備折舊等，每噸干污泥的干燥成本就要940元人民幣。 蒸發(fā)每噸水需要消耗887025Kcal的熱量，合熱值為8300Kcal的天然氣107立方米。 所以中國的電價比北美高41%；天然氣的價格比北美高35%。 而國內(nèi)的電價為每千瓦時：；天然氣的價格為每立方米：（以北京為例）。電價為每千瓦時：。在絕大數(shù)地方，想采用煤做為能源幾乎不可能。 在美國，能源主要是天然氣和電能。要選擇合理的污泥處理處置工藝就需要考慮當前的能源價格和能源結(jié)構(gòu)。干燥后的污泥再進入流化床燃燒爐焚燒。 在考慮合理的污泥處理方案時，不僅要考慮到技術(shù)的可行性，未來的立法趨勢，更為重要的是要結(jié)合中國的國情。 目前，污泥的焚燒有兩種情況：采用流化床或多級焚燒爐在處理廠內(nèi)進行焚燒；干燥后運到其它地方進行焚燒，如電廠，水泥廠，磚廠等地方。③系統(tǒng)安全評估:干化系統(tǒng)的含氧率，管道的密封性，廠房的通風等。①投資成本:設(shè)備投資費用高，主要設(shè)備均需進口，要充分考慮設(shè)備的使用年限、備品備件的更換頻率等。 1. 污泥干化工藝選擇結(jié)合中國的具體情況，才能提出合理的污泥處理方案。 六、污泥處理處置工藝選擇 根據(jù)《上海市污泥處理處置管理戰(zhàn)略研究》推薦使用流化干燥、帶式干燥、槳葉干燥、多級圓盤干燥機械設(shè)備。 考慮到污泥干化完全是污水處理的延伸，而我國污水廠污泥的治理仍處于起步階段，因此其前景非常廣闊，所有的新技術(shù)、新工藝都將有一個廣闊的發(fā)展空間。 對干化技術(shù)進行不斷的優(yōu)化努力，一直是以安全性為目標的，而解決安全性的出路極為有限，它仍然是以干燥器結(jié)構(gòu)為中心、綜合一系列邊緣技術(shù)的持續(xù)不斷的改進過程。干化工藝是一種綜合性、實驗性和經(jīng)驗性很強的生產(chǎn)技術(shù)，其核心在于干燥器本身。 縱觀40年來污泥干化技術(shù)的發(fā)展歷程，可以看出，污泥干化采用的仍是幾十年前的傳統(tǒng)干燥技術(shù)，只不過經(jīng)過一定的改造，以使之更適應(yīng)污泥這種物料而已。干化系統(tǒng)中產(chǎn)生的少量廢氣被送人生物過濾器，經(jīng)生物除臭處理后排人大氣。 干化顆粒經(jīng)冷卻后，通過被密閉安裝在惰性氣體環(huán)境中的傳送帶送至干顆粒儲存料倉。根據(jù)污泥的特性和污泥的含水率，污泥的進料量有所變化。進料量的波動或進料水分的波動，在連續(xù)供熱溫度保持恒定的情況，會使蒸發(fā)率發(fā)生變化。流化床干燥機的干化能力由能量的供應(yīng)所決定，即由熱油溫度或蒸氣溫度決定。在流化床內(nèi)通過激烈的流態(tài)化運動形成均勻的污泥顆粒，整個系統(tǒng)在一封閉性的氣體回路中運行，干化系統(tǒng)巾的細顆粒在旋風除塵器中被收集，然后與少量濕污泥混合后送回污泥干燥器。工藝的主要設(shè)備為流化床干燥器。 10）流化床干燥工藝這種工藝設(shè)計簡單，投資運行費用低，但需要很大的占地面積，適合于產(chǎn)泥量較低，污泥用作農(nóng)業(yè)應(yīng)用，并需長期儲存的場合。 9）太陽能干燥工藝 蝶式干燥機可以對污泥進行半干或全干處理。 8）蝶式干燥機根據(jù)美國Hazen and Sawer公司的資料，對于每小時脫水4噸的污泥干燥設(shè)備，整個項目的投資大約在750萬美元（1999年價格）。也需要由蒸汽或?qū)嵊吞峁崃俊?盤式干燥機的結(jié)構(gòu)如下： 排氣風機將污泥干燥器中的氣體抽出，經(jīng)冷凝器去除氣體中的氣態(tài)水后，送人熱油鍋爐中，經(jīng)高溫焚燒，徹底去除氣味后高空排放。 干燥后的顆粒進入分離料斗，一部分顆粒被分離出再返回涂層機，另一部分粒徑合格顆粒通過進一步冷卻后送人顆粒儲存料倉。 每個污泥顆粒平均循環(huán)5到7次，每次都有新的濕污泥層涂覆到輸人的顆粒表面，最后形成一個堅硬的圓形顆粒。通過與中央旋轉(zhuǎn)主軸相連的耙臂上的耙子的作用，污泥顆粒在上層圓盤上作圓周運動，從內(nèi)逐漸掃到圓周的外延，然后散落到第二層圓盤上，借助于旋轉(zhuǎn)耙臂的推動作用，污泥顆粒從干燥器的上部圓盤通過干燥器直至底部圓盤。 工藝的能源采用天然氣或沼氣，利用熱油爐加熱導(dǎo)熱油，然后通過導(dǎo)熱油在干燥器圓盤和熱油爐之間的循環(huán)，將熱量間接傳遞給污泥顆粒，從而使污泥干化。在干燥后，需要進行造粒。所以需要鍋爐及鍋爐房。 漿葉干燥機外形加熱介質(zhì)通入殼體夾套內(nèi)和兩根空心槳葉軸中，以傳導(dǎo)加熱的方式對物料進行加熱干燥，不同的物料空心槳葉軸結(jié)構(gòu)有所不同。物料在干燥過程中，帶有中空葉片的空心軸在給物料加熱的同時又對物料進行攪拌，從而進行加熱面的更新。軸上排列著中空葉片，軸端裝有熱介質(zhì)導(dǎo)入的旋轉(zhuǎn)接頭。 6）漿葉式干燥機上下循環(huán)單元根據(jù)用戶需要可靈活配備，單元數(shù)量可根據(jù)需要選取。干燥機由若干單元組成，每一單元熱風獨立循環(huán)，部分尾氣由專門排濕風機排出，廢氣由調(diào)節(jié)閥控制，熱氣由下往上或由上往下穿過鋪在網(wǎng)帶上的物料，加熱干燥并帶走水分。對干燥介質(zhì)數(shù)量、溫度、濕度和尾氣循環(huán)量操作參數(shù)，可進行獨立控制，從而保證帶干機工作的可靠性和操作條件的優(yōu)化。 帶式干燥機由若干個獨立的單元段組成。對于污泥干燥，其進口溫度可達850度以上。 如果干燥后的污泥用于焚燒，30%到40%已經(jīng)足夠。如果干燥到10%以下水分，需要兩級干燥。 由于帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓筒干燥機可直接干燥濕污泥，因此不需要混合過程，也就不需要混合機，粉碎機和篩分機。根據(jù)我們的分析，主要原因是由于間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機采用普通的抄板，而造粒后的污泥的表面仍然較粘，粘著在抄板上，沒有及時脫落，導(dǎo)致過干超溫（干污泥的著火點為240度）。佛羅里達的奧卡拉采用間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機。 3) 間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機回轉(zhuǎn)圓筒干燥機是傳統(tǒng)干燥設(shè)備之一，由于有其他干燥設(shè)備不可替代的一些特點，所以人們在不斷地進行優(yōu)化改進后，目前仍被廣泛使用于冶金、建材、化工等領(lǐng)域。在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢轉(zhuǎn)動，在重力的作用下從較高一端向較低一端移動。 回轉(zhuǎn)圓筒干燥機的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥器一般適用于顆粒狀物料，也可用部分摻入干物料的辦法干燥粘性膏狀物料或含水量較高的物料，并已成功地用于溶液物料的造粒干燥中。 回轉(zhuǎn)圓筒干燥器是一種處理大量物料干燥的干燥器。如果熱載體（如熱空氣、煙道氣）直接與物料接觸，則經(jīng)過干燥器后，通常用旋風除塵器將氣體中挾帶的細粒物料捕集下來，廢空氣則經(jīng)旋風除塵器后放空。在干燥過程中，物料借助于圓筒的緩慢的轉(zhuǎn)動，在重力的作用下從較高一端向較低一端移動。 轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。 2）普通回轉(zhuǎn)圓通干燥機 蒸發(fā)每磅水需消耗1600BTU的熱量，折合每公斤水需消耗8170KJ的熱量。 熱空氣進口溫度為：650度；對于每小時脫水4噸的污泥干燥設(shè)備，整個項目的投資大約在690萬美圓（1999年價格，2002年佛羅里達的坦帕采用Andritz的污泥干燥設(shè)備, 整個項目的投資已達到1000萬美圓。因此，此系統(tǒng)需要混合機，粉碎機和篩分機。 由于普通的回轉(zhuǎn)圓通干燥機，包括三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機，只能干燥顆粒狀的物料。 1）三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機 三通式回轉(zhuǎn)圓通干燥機（即轉(zhuǎn)鼓干燥機）、間接加熱式回轉(zhuǎn)圓通干燥機、帶粉碎裝置的回轉(zhuǎn)圓通干燥機、流化床干燥機、蝶式干燥機、漿葉式干燥機、盤式干燥機、帶式干燥機、太陽能污泥干燥房等。 目前，全世界大約有50余家污泥干燥公司，包括： Andritz Group， Bakerrullman，Berlie Technologies Inc, FloDry，大川原公司，奈良，西格斯，USFilter， AtlasStord 等。從絕干物質(zhì)量上增加了7－10倍以上。 大多數(shù)全干化工藝都采用了干泥返混。當最終含固率從90％降為80％時，理論上可允許5個百分點的波動（如設(shè)定20％，而實際25％）。 全干化系統(tǒng)的含水率變化較為敏感，在直接進料時，理論上最多只允許2個百分點的波動（如設(shè)定20％，而實際22％），此時由于污泥水分的急遽減少，干燥器內(nèi)產(chǎn)品的溫度會飛升，形成危險環(huán)境。當進料含水率變化，而進料量不變時，系統(tǒng)內(nèi)部的濕度平衡將被打破，如果濕度增加，可能導(dǎo)致干化不均；如果濕度減少，則意味著粉塵量的增加和顆粒溫度的上升。一般干燥系統(tǒng)在調(diào)試的過程中，給熱量及其相關(guān)的工藝氣體量已經(jīng)確定，僅通過監(jiān)測干燥器出口的氣體溫度和濕度來控制進料裝置的給料量。 含水率因不同來源的濕泥（可能來自幾個不同的污水處理廠）、脫水機的運行不正常（機械故障、機械效率降低、更換蓄凝劑或改變添加量）等原因，可能出現(xiàn)波動。此外，它還是一個有關(guān)安全性的重要參數(shù)。 進料含水率的變化對于干化系統(tǒng)來說是非常重要的經(jīng)濟參數(shù)。 （9）消防系統(tǒng)：為整廠配置的滅火系統(tǒng)和安全區(qū) （7）除臭系統(tǒng)：濕泥料斗、儲倉、工藝回路的不可凝氣體的處理 （5）壓縮空氣系統(tǒng)：氣動閥門的控制 （3）工藝水系統(tǒng)：用于安全系統(tǒng)的自來水 （1）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)：用于干泥產(chǎn)品的冷卻等 3）污泥干化廠的系統(tǒng)組成：飽和蒸汽通過換熱表面加熱工藝氣體（空氣、氮氣）或物料時，蒸汽冷凝為水，釋放出全部汽化熱，這部分能量就是蒸汽利用的主要能量。 只有間接加熱工藝才能利用蒸汽進行干化，但并非所有的間接工藝都能獲得較好的干化效率。其中，間接干化系統(tǒng)通過導(dǎo)熱油進行換熱，對煙氣無限制性要求；而直接干化系統(tǒng)由于煙氣與污泥直接接觸，雖然換熱效率高，但對煙氣的質(zhì)量具有一定要求，這些要求包括：含硫量、含塵量、流速和氣量等。 天然氣：清潔能源，但是價格最高，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用。 燃油：較為經(jīng)濟，以煙氣加熱導(dǎo)熱油或蒸汽，或直接加熱利用?？梢?