汙水處理技術之汙泥幹化技術大全

1 概述

汙水在處理的（de）過程中將大部分汙染物均轉化到了汙泥裏，因此汙泥中含有覆蓋麵極廣的各類汙染物，包（bāo）括各種重金屬、微（wēi）量高毒（dú）性有機物(PCBs、AOX等)、大量細菌、病毒體和寄生蟲卵等致病（bìng）微生物，如不妥善處理，將會引（yǐn）發環境衛生和汙染問題，易造成二次汙（wū）染，我國大規模建設汙水水處（chù）理廠，但汙泥處理處置一直（zhí）被忽視，近年來汙水幹（gàn）化技術發展迅速，下麵就介紹幾種重要的汙泥幹化技術。

2 汙泥幹化設備的類型

2.1 按熱介質與汙泥接觸的方式可分為：

2.1.1 直接加（jiā）熱式：將燃燒室產生的熱氣與汙泥直接（jiē）進行接觸混合，使汙泥得以加熱，水分得以蒸發並終（zhōng）得到（dào）幹汙泥產品，是對流幹化技術的應用（yòng）；

2.1.2 間接加熱式（shì）：將燃燒爐產生（shēng）的熱氣通過蒸氣、熱油介質傳遞，加熱器壁，從而使器壁另一側的濕汙泥受（shòu）熱、水（shuǐ）分蒸發而（ér）加以去除，是傳導幹（gàn）化技術的應用；

2.1.3 “直接一間接”聯合式幹燥（zào）：即是"對流—傳導技術"的結合。

2.2 按設備的形式分為：

轉鼓式、轉盤式、帶式、螺旋式、離心幹化機、噴淋式多（duō）效蒸發器、流化床、多重盤管式、薄（báo）膜式、漿板式等多種（zhǒng）形式。

2.3 按幹化設備進料方式和產品形（xíng）態大致分為兩（liǎng）類：

一種是采用幹料返混係統，濕汙泥在進料前先與一定比例的幹泥混合，然後才進入幹（gàn）燥器，產品為球狀顆粒，是幹化、造粒結合為一體的工藝；另一種是濕汙泥直接進料，產品多為粉末狀。

3 工作原理（lǐ）和工藝流程

3.1 直接加熱（rè）轉（zhuǎn）鼓幹（gàn）化技（jì）術

工作原理是：脫水後的汙（wū）泥從汙泥漏鬥進入混合（hé）器，按比例充（chōng）分混合（hé）部分已經被幹化的汙泥，使幹濕混合汙泥的含固率達50%～60%，然後經螺旋輸送機運到三通（tōng）道轉鼓式幹燥器中。

在轉鼓內與同一端（duān）進入的流速為1.2-1.3m/s、溫度為700℃左右的熱（rè）氣流接觸混合集中加熱，經25min左右的處理，烘幹後的汙泥被帶計量裝置的（de）螺旋輸送機送到分離器，在分離（lí）器中幹燥器排出的濕熱氣體被（bèi）收集進行熱（rè）力回用（yòng），帶汙染的惡臭氣（qì）體被送到生物過濾器處理達到符合環保要求（qiú）的排放標準，從分離器中排出的幹（gàn）汙泥其顆粒度可以被控（kòng）製，再（zài）經過（guò）篩選器將滿足要求（qiú）的汙泥顆粒送到貯（zhù）藏倉等候處理。

幹化的汙泥幹（gàn）度達92%以上或更高。幹燥（zào）的（de）汙泥顆粒直徑可控製在1-4mm，這主要考慮了用幹燥的汙泥作為肥料或園（yuán）林綠化（huà）的可能性。細小（xiǎo）的幹燥汙泥（ní）被送到混合器中與濕汙（wū）泥（ní）混合送（sòng）入轉鼓式幹燥器，用（yòng）於加熱轉鼓幹燥器的燃燒器可使用沼氣、天然氣或熱油等（děng）為燃料。

分離器將幹燥的汙泥和水汽進行分離，水汽幾乎攜帶了汙泥幹燥時所耗用的全（quán）部熱量，這部分熱量（liàng）需要充分回收利用（yòng）。因此水汽要經過冷凝器，冷凝（níng）器冷卻（què）水入口溫度為20℃，出水溫度為55℃，被冷卻的氣體送到（dào）生物過濾器（qì）處理完（wán）全達到排放標準後排放。

該幹化係統特點（diǎn）是：在無氧環境中操作，不產生灰塵，幹化汙泥呈（chéng）顆粒狀，粒徑可以控製，采用氣體循環回用設計（jì）減少了尾氣的處理成本。

3.2 間接加熱（rè）轉鼓幹化技術

如圖2是濕汙泥直接進料、間接加熱轉鼓幹化係統（tǒng）工藝流程圖。

脫水後的汙泥輸送至幹化機的進料鬥，經過螺旋（xuán）輸送器送（sòng）至幹化機內，螺旋輸送器可變頻（pín）控（kòng）製定量輸送。幹化機由轉鼓和翼片螺杆組（zǔ）成，轉鼓通過燃燒爐加熱，轉鼓大轉速為1.5r/min。

翼片螺杆通過（guò）循環熱油傳熱，大轉速 為0.5 r/min。轉（zhuǎn）鼓和翼片螺（luó）杆同向或反向旋轉（zhuǎn），汙泥可連續前移進行幹化，轉鼓沿長度方向分布（bù）為三個燃燒爐溫度區（qū）域，分別為370℃，340℃和85℃。翼片螺杆內的熱油溫度為315℃。

轉鼓經抽風，其內部為負壓，水汽和塵埃無法外逸。汙泥經轉鼓和翼片螺杆推移和加熱被逐步烘幹並磨成粒狀（zhuàng），在轉鼓後端低溫區經過S形空氣止回閥由幹泥螺杆輸（shū）送（sòng）器送至儲存倉。汙泥蒸發出的水汽通過係統（tǒng）抽風機送至冷凝和（hé）洗滌吸附係統。

該幹化係統的特點是：流程簡單，汙泥的幹度可控製，幹（gàn）化器（qì）終端產物為粉末狀（zhuàng）。

3.3 離心幹化技術（即脫水幹化一體機）

如圖3是離心幹化機係統工藝流程（chéng）圖。

稀汙泥自（zì）濃縮池（chí）或消化池進入離心幹化機，幹化機內的離心機對汙泥進行（háng）脫水，經機械離心脫水後的汙泥呈細粉狀（zhuàng）從離心機卸料口高速排出，高熱空氣以適當的方式（shì）引入到離心（xīn）幹化機（jī）的內部（bù），遇到細粉狀的（de）汙泥並以短的時間將其幹化到含固率80%左右。

幹化後（hòu）的汙（wū）泥顆（kē）粒經（jīng）氣動方（fāng）式以70℃的溫度從幹化機排出，並與濕（shī）廢氣一起進入旋（xuán）流分離器進行分離。一部分濕廢氣進入洗（xǐ）滌塔，在洗（xǐ）滌塔中濕廢氣中的大部分水分被冷凝析出，淨化（huà）後的廢氣以40℃的溫度離開洗滌塔。

該幹化係統的特點是（shì）：流程簡單， 省去了汙泥脫水機及從脫水機至幹化機的（de）存儲、輸送、運輸裝置。

3.4 間接式多盤（pán）幹燥技術（珍珠工藝）

其工作原理是：機械脫水後的汙泥（含固率25%～30%）送入汙泥緩衝料倉，然後通過汙泥泵輸送至塗層機，在塗層機中再循環的（de）幹汙（wū）泥顆（kē）粒與輸入的脫水汙泥混合，幹顆（kē）粒核的外層塗上一層濕汙泥後（hòu）形成顆粒，這個塗敷過程非常重要, 內核（hé）是幹的（含固率＞90%），外（wài）層是一層濕汙泥，塗覆了濕（shī）汙泥的顆粒被送入硬顆粒造粒機（多盤（pán）幹燥器），被倒入造粒機上部，均勻的散在（zài）頂層圓盤上。

通過與中央旋轉主軸相（xiàng）連的耙（pá）臂上的耙子的作用，汙泥顆粒在上層圓盤上作圓周運動。汙（wū）泥顆粒（lì）從造粒機的上部圓盤由重力作用直（zhí）至造粒（lì）機底部圓盤，顆粒在圓（yuán）盤上運動時直接和加熱表麵接觸幹化。汙泥顆粒逐漸增大，類似（sì）於蚌中珍珠的形成過程，終形成（chéng）堅實的顆粒故也叫珍珠工藝。

幹燥後的顆粒溫度90℃，粒徑為14mm，離開幹燥機後（hòu）由鬥式提升機向上送至分離料鬥（dòu），一部分被分離出再循環回塗層機，同時剩（shèng）餘的顆粒進入冷卻器冷卻至40°送入顆粒儲料倉（cāng）。

汙泥幹燥過程所（suǒ）需的能量（liàng）由熱油傳遞，溫度介於（yú）260～230℃的熱油在幹燥機內中空的圓盤（pán）內循環，從幹燥機排出的接近115℃的蒸汽冷凝，經熱交換器冷凝後的熱水溫度為50～60℃。

此間接（jiē）式（shì）多盤幹燥器也叫（jiào）造粒機，立式布置多級分布，間（jiān）接加熱。

特點：幹燥和造粒過程氧氣（qì）濃度＜2%，避免了著火和爆炸的危險性（xìng）。顆粒呈圓形、堅（jiān）實、無灰塵（chén）且顆粒均勻、具有較高的熱值可作為燃料，尾氣經冷凝、水洗後送回燃燒爐，將產（chǎn）生臭（chòu）味（wèi）的化合（hé）物徹底分（fèn）解，所以其尾氣能滿足很嚴格的排放標準。

3.5 流化床汙泥幹（gàn）化技術

如圖（tú）5為流（liú）化床汙泥係統工（gōng）藝流程框圖。

其工作原理是：脫（tuō）水汙（wū）泥送至汙泥計量儲存倉，然後用汙泥泵將汙泥送至流化床汙泥幹燥機中的進料口並將汙泥進行分配（pèi）。流化床汙泥幹燥機從底部到頂部基本由三部分組成，在幹燥機的下麵是風箱，用於將循（xún）環氣體分送到流化床裝置（zhì）的不同區域（yù），其底部裝有一塊特殊的氣體分布板（bǎn），用來分（fèn）送惰性流化氣體。

在中間段，用於蒸發水的熱量將通過加熱熱油送入流化床內。上部為抽吸罩，用（yòng）來使（shǐ）流化的幹顆粒（lì）脫離循環氣體，而循環氣體帶著汙泥細粒和蒸發的水分離開幹燥機。在幹燥機內（nèi）幹燥溫度85℃，產生的汙泥顆粒被循（xún）環氣體流化並產生激烈的混合（hé）。

由於流化床內依靠其自身的熱容量，滯留時間長和產（chǎn）品數量大，因此，即使供料的質量或（huò）水分（fèn）有些波動也能確保幹燥均勻，用循環的氣體將汙泥細粒和灰塵帶（dài）出流化層，汙泥顆粒通過旋轉氣鎖閥送至冷卻器，冷凝到小於40℃，通過輸送機送至產品料倉（cāng）。

灰塵、汙泥細粒與流化氣體在（zài）旋風分離器分離（lí），灰塵、汙泥細粒通過（guò）計量螺旋輸送機，從灰（huī）倉輸送到螺旋混合器。在那裏灰塵與脫（tuō）水汙泥混合並通過螺旋輸送（sòng）機再送回到流化床幹燥機。幹燥機（jī）係統和冷卻器係統的流化氣體（tǐ）均保持在一個封閉氣體回路。

循（xún）環氣體將汙泥細粒和蒸發的水分（fèn）帶（dài）離流化床幹燥機。汙泥細粒在旋風分離器內分離（lí），而蒸發（fā）的水分在一個冷凝（níng）洗滌器內采（cǎi）用直接逆流噴水方（fāng）式進行冷凝。蒸發的水分（fèn）以及其它循環氣體（tǐ）從85℃左右（yòu）冷卻為60℃，然後冷凝，冷凝下來的水離開循環氣體流回到（dào）汙（wū）水處理區，冷（lěng）凝器中幹淨而冷卻的流化（huà）氣體又回（huí）到幹燥機（jī），幹化汙（wū）泥由冷卻回路氣體卻冷到低（dī）於40℃。

該幹化係統的特點是：無返料係統（tǒng），間接加熱，幹燥機本身無動部件，故幾乎無需維修，但幹化顆粒的粒徑無法控製。

除上（shàng）述外還有閃蒸式幹燥器、螺旋式幹燥機、薄膜幹燥器、噴霧式幹化器、多效蒸發器、微波幹（gàn）化（huà）器、帶式幹燥機、多床幹燥器等，同一類型的幹化設備在不同的生產（chǎn）廠家也（yě）各（gè）有其特點（diǎn）。