污泥热干化技术学习教案.pptx

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1、会计学1污泥污泥(w n)热干化技术热干化技术第一页，共55页。01我国的污泥现状污泥热干化的机理及意义02污泥热干化技术04污泥热干化设备05污泥热干化系统06C O N T E N T S目目录录(ml)污泥热干化系统工艺实例分析07污泥热干化技术的研究进展03第1页/共55页第二页，共55页。我国的污泥我国的污泥(w n)现状现状Present situation of sludge in China01第2页/共55页第三页，共55页。2 含有大量有机质及多种微生物1污泥产量多3污泥的处置方法主要是填埋污污泥泥(w n)性性质质第3页/共55页第四页，共55页。处处置置(ch(chzh

2、zh)方方法法填埋A干化焚烧B制肥C建材D建材D第4页/共55页第五页，共55页。减量化A稳定化B无害化C资源化D处理处理(chl)污泥的原则和要求污泥的原则和要求第5页/共55页第六页，共55页。经济安全环境友好污泥处置(chzh)的难重点卫生(wishng)填埋，土地利用，焚烧第6页/共55页第七页，共55页。污泥热干化的机理污泥热干化的机理(j l)及意及意义义Mechanisms and significance of sludge thermal drying process02第7页/共55页第八页，共55页。热干化的含义热干化的含义(hny)污泥热干化技术是指利用热介质(高温烟气

3、、蒸汽(zhn q)或导热油等)，通过专门的工艺和设备，直接或间接加热污泥，使污泥中全部或部分水分蒸发的一种工艺。第8页/共55页第九页，共55页。污泥污泥(w n)热干化的意义热干化的意义含水率污水厂：左右(zuyu)，焚 烧、堆 肥：低 于 左 右(zuyu)。a.污泥干化可以降低污泥含水率b.剩余物质稳定，恶臭味和病原生物得到极大的去除，c.污泥体积减少，同时(tngsh)热值提高，营养成份保留d.可作为颗粒肥料，也可进一步焚烧及土地改良。e.其热值可作为替代能源因此，污泥干化是污泥处理处置技术的前提和关键所在。第9页/共55页第十页，共55页。热干化处理热干化处理(chl)的缺点的缺点

4、处理(chl)成本高工艺操作(cozu)复杂第10页/共55页第十一页，共55页。污泥污泥(w n)热干化技术的研究热干化技术的研究进展进展Study progress on sludge thermal drying technology03第11页/共55页第十二页，共55页。01在上个世纪年代，美国、日本和欧洲国家就开始采用转股干化技术。02年代末期，污泥热干化研究也越来越成熟，干化设备不断改进，使污泥热干化技术得到迅速发展和推广。03年底欧盟国家已经有家专业的污泥干化处理厂04年月英国颁布了世界上第一个关于污泥热干化处理 厂设 计、运行、管理方 面的标准国外热干化技术(jsh)现状第1

5、2页/共55页第十三页，共55页。国内热干化技术(jsh)现状 最近几年又涌现出许多新兴低温干化技术，但这些工艺距大规模工程应用还需要(xyo)做更多的改进和优化。上海某环保公司采用低温真空干化技术，可在一套系统内连续地一次性将脱水污泥(w n)含水率从降到以下。年底我国第一座采用污泥干化焚烧处理工艺的污水处理厂第13页/共55页第十四页，共55页。污泥污泥(w n)热干化技术热干化技术The sludge thermal drying process04第14页/共55页第十五页，共55页。污泥热干化根据热介质与污泥接触方式可分为(fn wi)三类：01直接加热式02间接加热式03直接-间接

6、联合式第15页/共55页第十六页，共55页。01直接加热式对流(duli)干化技术图4-1 直接(zhji)加热式干化示意图第16页/共55页第十七页，共55页。常用(chn yn)污泥直接热干化技术转鼓(zhun)干化闪蒸式干化带式干化01直接加热式缺点1.热介质与污泥直接接触而受到污染，排出的废蒸汽及废水量大。2.所需的热传导介质体积庞大，能量消耗大。3.工艺复杂，臭味控制较难。优点1.传热效率较高，水分蒸发速率较高。2.干化污泥含固率高达 85%95%。第17页/共55页第十八页，共55页。02间接加热式 传导(chundo)干化技术 图4-2 间接(jin ji)加热式干化示意图第18

7、页/共55页第十九页，共55页。常用污泥间接(jin ji)热干化技术转盘式干化立式(l sh)多盘干化桨叶(jin y)式干化优点1.介质不局限于气体，可用热油等。2.尾气量较小，环保性能好。3.粉尘浓度较低，含氧量较低。4.电能及热能消耗较小。缺点1.传热效率较低。2.水分蒸发速率较低。02间接加热式第19页/共55页第二十页，共55页。直接间接(jin ji)联合热干化是对流传导热干化技术的结合。03直接-间接联合式技术(jsh)代表流化床干化技术(jsh)VOMM 涡轮薄层干化技术第20页/共55页第二十一页，共55页。04污泥热干化技术适应性分析B B安全性分析(fnx)A A能耗(

8、nn ho)分析C C环境友好性分析(fnx)D D灵活性分析第21页/共55页第二十二页，共55页。A能耗(nn ho)分析01热能消耗 主要包括污泥升温和水分汽化所需理论热量及干化系统的热能损失，约占运行成本的 60%。02电能消耗 主要包括干化系统、湿泥和干泥转运仓储系统、工艺水系统及热源制热系统，安全控制及照明系统等。能源消耗是干化工艺最重要的指标(zhbio)，约占系统运行成本 80%，包括热能和电能，以每 kg 水蒸发量的热能消耗和电能消耗来衡量。热源类型、工艺类型及干化效率(xio l)。污泥粒度与粘度、污泥初始与最终含水率及热介质的加热和冷凝等。影响因素优先选择附近可利用的余热

9、、废热，如热电厂和焚烧站的烟气。第22页/共55页第二十三页，共55页。B安全性分析(fnx)污泥干化过程中存在粉尘爆炸的危险；导热油或者蒸汽(zhn q)等热源有泄漏和使人烫伤的危害；全干化的污泥可能会闷燃等。污泥干化过程，污泥输送、混合、筛分、粉碎、储存等操作都会产生大量粉尘。粉尘粒径越小，比表面积越大，越易 点燃，爆炸(bozh)越强烈。一般认为污泥的粉尘爆炸(bozh)浓度下限在 60 g/m3以内。控制粉尘浓度 一定粉尘浓度条件下，氮气、二氧化碳、蒸汽能引起燃烧的最低氧含量分别为5%，6%，10%左右。粉尘易点燃，故降低系统中含氧量是避开风险的主要手段。一般要求氧含量低于12%。指干

10、化系统中的水分含量。当含湿量达到一定程度时，即使粉尘浓度和氧含量再高，污泥也无法被点燃。含湿量成为提高干化系统安全性的一个重要手段。控制含氧量控制含湿量第23页/共55页第二十四页，共55页。C环境友好性分析(fnx)污泥中含有大量有机成分和有害物质，在热干化过程中，会释放恶臭气体，造成污染，根据污泥处理无害化原则，必须妥善处理。根据污泥干化过程中BTEX的释放特征实验研究，大部分 BTEX 在干化温度高于 150 时开始释放，并随干化温度升高，释放量逐渐增加。因此，适宜的干化工艺，合理的干化温度，可减少污泥有害物质的释放。直接加热干化技术可采用气体循环回用设计；间接加热干化技术可采用闭路(b

11、 l)循环；设置尾气处理系统，防止干化废气的泄露。第24页/共55页第二十五页，共55页。D灵活性分析(fnx)指干化技术在高效、稳定地满足干化产品含水率的前提下，适应污泥的泥质、初始含水率波动的性能。污泥来源不同，污泥初始含水率及污泥粒度、粘度等差别较大，对干化工艺和设备的长期、稳定和安全运行有较大影响。如部分干化技术无法直接干化机械脱水的污泥，需采用干泥返混将含水率降到 50%左右后，再进入干化机进一步干化。污泥干化是污泥资源化利用的第一步，而干化污泥含水率应根据干化产品后续处置和利用的需求而定。即应根据“以处置定干化”的原则(yunz)，合理选择污泥干化工艺。第25页/共55页第二十六页

12、，共55页。E常用污泥(w n)热干化技术适应性比较 小结：综合考虑(kol)能耗、安全性、环境友好性和灵活性，推荐转盘干化技术作为污泥干化 主导工艺，因其具有如下特点：能耗低；安全性高；环境友好；灵活性高。第26页/共55页第二十七页，共55页。污泥污泥(w n)热干化设备热干化设备Sludge thermal drying process equipment05第27页/共55页第二十八页，共55页。转鼓(zhun)（筒）式干化设备5.1第28页/共55页第二十九页，共55页。转鼓(zhun)（筒）式干化设备5.1带返料系统、直接(zhji)加热转鼓式污泥干化系统：优点：生产能力大，干燥时

13、间短，出料含湿量低，由于物料在气流(qli)中高度分散，颗粒的全部表面积为干燥的有效面积。缺点：能耗大，热风量大，冷凝水处理量大，投资运行成本高，结构复杂，占地面积大。第29页/共55页第三十页，共55页。双桨叶(jin y)式干化工艺设备5.2第30页/共55页第三十一页，共55页。双桨叶(jin y)式干化工艺设备5.2桨叶式干化机的特点(tdin)：(1)单位体积设备传热面大，设备结构紧凑，占地面积小。(2)由于无需空气循环，设备内部含氧量低，且工况较平和，工作温度较低，装置较为安全可靠。(3)尾气温度高，能量可部分回收。(4)出泥较灵活，既可实现半干化，也可实现全干化。第31页/共55

14、页第三十二页，共55页。双桨叶(jin y)式干化工艺设备5.2桨叶式干化机的缺点：(1)干燥器本身几乎没有轴向推力，物料机械清空存在难度。(2)国内各城市污水处理厂污泥含砂量普遍高于国外，例如重庆地区甚至可高达40%，即污泥与桨叶及内壁接触的面积约五分之二都是砂粒，其磨损的风险相当(xingdng)大。(3)换热面容易结垢。第32页/共55页第三十三页，共55页。流化床干化工艺设备5.3 著名流化床系统生产商有德国WABAG公司和安德里茨公司。目前我国采用流化床干化技术干化污泥的主要有上海石洞口污水(w shu)处理厂，日处理污泥超过 200 t，干化后含水率在 10%以下；北京市清河污水(

15、w shu)处理厂污泥干化系统，日处理污泥 400 t。第33页/共55页第三十四页，共55页。流化床干化工艺设备5.3第34页/共55页第三十五页，共55页。流化床干化工艺设备5.3工艺特性：(1)整个系统在一个低氧含量（0%3%体积比）密闭的空气回路中运行，安全可靠，氧含量大大低于燃点。(2)整个流化床干化机包括气体回路系统均由标准设备(shbi)组成（如风扇、气锁阀、螺旋输送、容器罐等），运行和维护低成本。(3)长时间的停留以及自身的热容量，保证了物料相同的干燥效果；(4)尾气量较小，冷凝废水量也较小。第35页/共55页第三十六页，共55页。流化床干化工艺设备5.3流化床工艺的缺点：(1

16、)流化床出泥含固率不能灵活调整，一般为92%左右，需对污泥进行“返混”，增加设备投资。(2)流化床中污泥处于(chy)快速流动状态，其不可避免的会与底部的金属盘管发生剧烈摩擦，造成盘管的更换，如污泥含砂量高，其更换的周期将大大缩短，势必增加设备投资，从而增加设备运行费。第36页/共55页第三十七页，共55页。污泥污泥(w n)热干化系统热干化系统Sludge thermal drying process system06第37页/共55页第三十八页，共55页。系统(xtng)组成6.1污泥(w n)热干化系统进料及预处理装置(zhungzh)干燥产物预处理及处理装置干燥器空气污染及臭气控制装置

17、热发生器第38页/共55页第三十九页，共55页。A热发生器任何热干燥系统都需要利用(lyng)外部能量来加热干燥介质。A直 接 干 燥(gnzo)系统：加 热 的 干 燥(gnzo)介 质一般为空气。C间 接 干 燥 系 统(xtng)：加 热的干燥介质可以是热油、蒸汽等。B 焚烧后高温烟气、过热蒸汽及某些系统排出的尾气中都含有大量的可利用余热。热发生器通常是一个柱状的耐火室，它的前端有燃料燃烧器。热介质通常在特定的容器内加热。第39页/共55页第四十页，共55页。B进料预处理及处置(chzh)装置每个热干燥系统都需要(xyo)在物料进入系统之前进行预处理。剩余(shngy)污泥机械脱水干燥器

18、系统中再循环的干燥物质混合混合器单传动轴双传动轴第40页/共55页第四十一页，共55页。C干燥产物(chnw)的预处理及处置装置以生产柱状颗粒产物为主的现代热干燥系统中，柱状颗粒产物（干燥产物的TS90%）被排出(pi ch)后通常要进行以下处理：干燥颗粒(kl)产物具有良好的分离效果、尺寸合适的颗粒冷却到30后贮存出售细小的颗粒返回到混合器中参与再循环尺寸过大的颗粒粉碎第41页/共55页第四十二页，共55页。D空气污染及臭气控制(kngzh)装置在加热干燥处理系统中，对于(duy)粉尘及气体污染物如臭气等成分的控制是十分必要的。特别是空气污染越来越严重、臭气排放要求日趋严格的今天，采取相应的

19、措施是必不可少的。除粉尘(fnchn)的装置旋风分离器；纤维膜、湿式洗涤；再焚烧。臭气污染控制化学洗涤法，如采用氧化剂硫酸、苛性钠、次氯酸钠等氧化剂来控制氨气、硫化氢及某些恶臭有机气体；采用二次燃烧器使有机废气及臭气排放得到显著改善。第42页/共55页第四十三页，共55页。污泥热干化系统污泥热干化系统(xtng)工艺实工艺实例分析例分析Of sludge thermal drying technology engineering examples analysis07第43页/共55页第四十四页，共55页。工程背景(bijng)介绍7.1污泥(w n)处理工艺：污泥(w n)热干化焚烧处理。热

20、源：采用热电站产生(chnshng)的饱和蒸汽作为干化热源。干化污泥去处：半干化后的污泥运至热电站与燃煤混合焚烧处置。工程规模：处理污泥量 20 t/d。工程所在地：靖江市城市污水处理厂 污水来源：靖江市城南工业园区废水和城区生活污水。工程概况造粒盘式干化，又叫新型珍珠工艺第44页/共55页第四十五页，共55页。n n污泥首先经机械污泥首先经机械(jxi)(jxi)脱水至含水率脱水至含水率左右后，泵左右后，泵送至造粒干化机中送至造粒干化机中热干化至含水率热干化至含水率，后送至热电，后送至热电站焚烧处置。流程站焚烧处置。流程如图如图7-17-1所示。所示。工艺流程(n y li chn)7.2图

21、7-1 污泥(w n)半干化+焚烧处理工艺流程第45页/共55页第四十六页，共55页。n n 如图7-2所示为间接加热污泥立式造粒圆盘(yun pn)干化设备工艺原理。该设备采用二级处理工艺，前一级为造粒干化系统，造粒后的污泥颗粒直接落入圆盘(yun pn)式二级干化系统，造粒干化部分和圆盘(yun pn)干化部分采用垂直叠加式。工艺(gngy)原理7.3图 7-2 新型珍珠(zhnzh)工艺设备原理示意（叠加式）第46页/共55页第四十七页，共55页。工艺(gngy)原理7.3图 7-3 单组切割齿轮造粒工艺(gngy)原理 造粒干化系统(xtng)工艺原理如图7-3所示。第47页/共55页

22、第四十八页，共55页。工艺(gngy)原理7.3圆盘干化系统工艺(gngy)原理如图7-4所示。图 7-4 圆盘干化工艺(gngy)原理第48页/共55页第四十九页，共55页。废气处理(chl)系统7.4旋风(xunfng)除尘器生物(shngw)除臭冷凝器化学除臭除尘温温度度由由110降降至至45左左右右，废废气气中中主主要要为为2、及及低低分分子子有机酸等组成的不凝气体。有机酸等组成的不凝气体。酸酸液液喷喷淋淋碱碱液液喷喷淋淋化学药剂氧化化学药剂氧化去除少量有机污染物去除少量有机污染物废气通过15高排气筒排放第49页/共55页第五十页，共55页。其他辅助(fzh)系统7.5其他辅助(fzh

23、)系统蒸汽(zhn q)分包调压系统废水冷却系统疏水冷却系统干污泥料仓第50页/共55页第五十一页，共55页。新型珍珠(zhnzh)工艺的优缺点7.6设备运行过程(guchng)中粉尘产生量少。设备(shbi)数量少，流程简单，适应我国城市污水污泥含砂量大、组分复杂等特性。设备运行方式灵活，可根据污泥产品需要进行设备组合或拆分。ABC优点第51页/共55页第五十二页，共55页。新型(xnxng)珍珠工艺的优缺点7.6系统停车检修(jinxi)维护时，需将部分切割齿轮吊出腔体维护，以防止污泥长时间冷却后对齿轮凹槽堵塞形成板结。造粒干化系统设计蒸发(zhngf)能力远远大于盘式干化系统且造粒干化系

24、统上部区域热效率较低。单条设备生产线处理规模不大，同时设备叠加运行时，设备整体高度较高，导致附属建筑物和检修高度较高。ABC缺点第52页/共55页第五十三页，共55页。小结(xioji)新型珍珠工艺由造粒干化系统和盘式干化系统组成，该工艺具有设备简单、运行灵活、装机功率小等特点，目前在国内小规模城市污水污泥和工业废水污泥热干化等方面均有成功运行案例。由于该种设备属国内自主创新产品，其长期处理(chl)效果、运行管理经验还有待进一步研究和摸索，需长期对产品用户进行回访调查，以便对工艺技术的推广起到应有的作用。第53页/共55页第五十四页，共55页。THANKS敬请老师、同学敬请老师、同学(tng xu)(tng xu)指正！指正！第54页/共55页第五十五页，共55页。