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污泥干化技术六问

关注:333 发表时间:2018-05-23 17:29:24

据统计,污泥处理的干化处理方式占比仍居首位。可见污泥干化技术是很重要的,今天搜集并整理了六个关于污泥干化处理技术的问题和解决方案

1
不同的干化工艺为什么工艺气量不同?

 

 

 

工艺气量的大小决定于工艺本身所采用的热交换形式。热传导为主的系统,需要的气量小,因为气体主要起湿分离开系统的载体作用;而热对流系统则依赖气体所携带的热量来进行干燥,因此气量较大。

 

转鼓式干燥器的干燥依靠热对流,因此气量的大小必须满足携带热量的全部需要;

 

流化床系统也是以热对流为主要换热手段的工艺,由于流化态的形成要求工艺气体具有更高的速度,因此总的气量需求更高;

 

圆盘式工艺以热传导为主要手段,理论上仅需抽取蒸发量。但是由于蒸汽在上部易于形成饱和,而下部易于形成高温、高粉尘浓度,因此,气体的流量决定了工艺的安全性和粉尘分布。

 

涡轮薄层干燥器是采用热对流和热传导两者并重的一种特殊工艺,气量小于纯热对流系统,大约是一个标准热对流系统的1/2-1/3。

 

转碟式是纯粹的热传导型干燥器,依靠碟片、主轴或热壁的热量与污泥颗粒的接触、搅拌进行换热,其中的热量来自填充在其中的导热油。这一工艺无需气体。

2
污泥全干化和半干化是怎么划分的?

 

 

 

所谓干化和半干化的区别在于干燥产品最终的含水率不同,这一提法是相对的,并没有科学的定义。“全干化”指较高含固率的类型,如含固率85%以上;而半干化则主要指含固率在50-65%之间的类型。

 

如果说干化的目的是卫生化,则必须将污泥干燥到较高的含固率,最高可能要求达到90%以上,此时,污泥所含的水分大大低于环境温度下的平均空气湿度,回到环境中时会逐渐吸湿。

 

如果说干化的目的仅仅是减量,则会产生不同的含固率要求。将含固率20%的湿泥干化到90%或干化到60%,其减量比例分别为78%和67%,相差仅11个百分点。根据最终处置目的的不同,事实上要求不同的含固率。比如填埋,填埋场的垃圾含固率平均低于60%,要求污泥达到90%意义不大。

 

将污泥干燥到该处置环境下的平衡稳定湿度,即周围空气中的水蒸气分压与物料表面上的水蒸气压达到平衡,应该是最经济合理的要求。

3

污泥半干化时的产能为什么高于全干化?

 

 

 

有些污泥干化工艺可以将湿泥处理至含固率50-65%,而这时的处理量明显高于全干化时的处理量。其原因有两个:

 

首先,对于干燥系统来说,干燥时间决定了干燥器的处理量。当物料的最终含水率较高(所谓半干化)时,蒸发相同水量的时间要少于最终含水率高的情况(所谓全干化),单位处理时间内可以有更高的处理量。

 

其次,污泥在不同的干燥条件下失去水分的速率是不一样的,当含湿量高时失水速率高,相反则降低。

4
污泥干燥的机理是怎样的?

 

 

金凯的污泥干燥是为了去除水分,水分的去除要经历两个主要过程:

 

1)蒸发过程:物料表面的水分汽化,由于物料表面的水蒸气压低于介质(气体)中的水蒸气分压,水分从物料表面移入介质。

 

2)扩散过程:是与汽化密切相关的传质过程。当物料表面水分被蒸发掉,形成物料表面的湿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面。

 

上述两个过程的持续、交替进行,基本上反映了干燥的机理。

 


圆筒回转干化机

空心桨叶干化机

配有内件流化床

金凯污泥低温干化机

热源

煤、油、天然气

煤、油、天然气

煤、油、天然气

能耗

较大

较大

臭气

产生大量臭气

产生大量臭气

产生大量臭气

粉尘

有粉尘

有粉尘

产生大量粉尘

 

 

5
为什么污泥干化的时间长?

 

 

大多数干化工艺需要20-30分钟才能将污泥从含固率20%干化至90%。

 

干燥是由表面水汽化和内部水扩散这两个相辅相成、并行不悖的过程来完成的,一般来说,水分的扩散速度随着污泥颗粒的干燥度增加而不断降低,而表面水分的汽化速度则随着干燥度增加而增加。由于扩散速度主要是热能推动的,对于热对流系统来说,干燥器一般均采用并流工艺,多数工艺的热能供给是逐步下降的,这样就造成在后半段高干度产品干燥时速度的减低。对热传导系统来说,当污泥的表面含湿量降低后,其换热效率急遽下降,因此必须有更大的换热表面积才能完成最后一段水分的蒸发。

6
缩短干燥时间的可能性?

 

 

 

对所有干燥器来说,缩短干燥时间意味着生产效率的提高。能够用5分钟干燥的物料,谁也不会用10分钟。能否缩短干燥时间,不是主观意愿决定的,而是干燥条件决定的。

 

影响干燥过程的因素很多,比如介质环绕物料的状况,介质运动的速度、方向,物料的性质、大小、堆置情况、湿度、温度等。这些因素的总和,决定了干燥时间。以上状况的改善和优化事实上是工艺决定的,其中一个普遍采用的方法是干泥返混,除避免污泥在干燥器内的粘结外,在很大程度上可以改善物料在干燥器内的受热条件,从而有效地缩短时间。

 

 

 

7
污泥解决方案

 

 

 

污泥干化的主要成本在于热能,降低成本的关键在于是否能够选择和利用恰当的热源。污泥干化工艺根据加热方式的不同,其可利用的能源来源有一定区别,一般来说间接加热方式可以使用所有的能源,其利用的差别仅在温度、压力和效率。直接加热方式则因能源种类不同,受到一定限制,其中燃煤炉、焚烧炉的烟气因量大和腐蚀性污染物存在而难以使用,蒸汽因其特性无法利用。

 

我国在污泥妥善处理方面已经取得了可喜的进步。例如金凯污泥干化系统,是一种通过低温干化系统产生的干热空气在系统内循环流动对污泥进行干化的处理技术。可把经板框压滤机、带式压滤机和离心脱水机的含固量20%的污泥干燥为含固率90%的干化泥块。该技术能够将污泥体积缩减4分之1,只需要消耗电能,不需要其他辅助能源,而且能耗是常规干化设备的1/3。进料时也无需特别对污泥进行均匀分布的装置,对湿度也没有任何要求,只要外界的温度在10-35摄氏度之间,整个系统就能保持高效率的运动。我国污水处理厂仅完成了污泥的初步减量化过程,并未完成污泥的稳定化处理这种技术所集成的全智能自动控制系统,在提高运行效率的同时也具有良好的运行环境,用于处置特别是中小型污水厂产生的各类污泥。

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