某污水厂污泥低温干化处理工艺设计及运行总结_沙书勇.pdf

第 51 卷第 2 期2023 年 1 月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.51 No.2Jan.2023某污水厂污泥低温干化处理工艺设计及运行总结沙书勇(上海斯润环保科技有限公司,上海 201101)摘 要:随着城市的发展,污水量的增加,市政污泥产量越来越大,污泥的处理已经成为影响到城市发展的重要环境问题之一。某污水厂采用离心脱水+低温干化工艺,实现了污泥含水率从 97%98.5%降到含水率 30%40%(含水率可调)。处理后的污泥运至发电厂进行掺烧。实现污泥的减量化、稳定化,无害化、资源化。污泥低温干化工艺主要由污泥脱水系统、污泥低温干化系统、污泥储运系统、冷却循环系统、除臭系统组成。本文主要介绍整个系统工艺设计及其运行情况总结。关键词:污水厂污泥;污泥干化;低温带式干化;污泥脱水中图分类号:X703.1 文献标志码:B文章编号:1001-9677(2023)02-0190-03 作者简介:沙书勇(1979-),男,主要从事环保工作。Design and Operation Summary of Sludge Low TemperatureDrying Treatment ProcessSHA Shu-yong(Shanghai Thrion Environmental Technology Co.,Ltd.,Shanghai 201101,China)Abstract:With the development of the city and the increase of the sewage volume,the municipal sludge outputis getting larger and larger.The sludge treatment has become one of the important environmental problems affectingthe urban development.The centrifugal dehydration+low-temperature drying process was adopted in a sewagetreatment plant to reduce the water content of sludge from 97%98.5%to 30%40%(the water content wasadjustable).The treated sludge was transported to the power plant for mixing and burning.To realize the sludgereduction,stabilization,harmlessness and recycling,the low-temperature sludge drying process was mainlycomposed of sludge dehydration system,sludge low-temperature drying system,sludge storage and transportationsystem,cooling circulation system and deodorization system.The process design and the operation of the whole systemwere mainly introduced.Key words:sewage sludge;sludge drying;low temperature belt drying;sludge dewatering某污水处理厂污水处理现处理规模为 9.8 万吨/天,再建5 万吨/天,总规模为 14.8 万吨/天。该污水处理厂工业废水占比较高,加药量大,污泥的粘性很大,原有的污水处理系统为板框压滤机,处理效率低,产能跟不上。处理后的污泥含水率高,无法满足填埋的要求,污水厂污泥要求处理到含水率 40%以下送至电厂掺烧处理。本项目采用了离心脱水+低温干化处理,土建规模按远期干污泥量 60 tDs/d 设计,设备规模按照近期 20 tDs/d 配置,该污泥干化车间建设于污水厂内,污泥浓缩池浓缩至含水率 97%98.5%后,进入污泥脱水干化系统,经污泥干化系统(离心脱水+污泥低温干化)后,干化污泥含水率在 30%40%范围内可调。干化污泥外运至电厂掺烧处理。1 污泥干化工艺主要设计参数表 1 污泥干化工艺主要设计参数Table 1 Main design parameters of sludge drying process项目技术要求离心脱水机进泥含水率98.5%离心机脱水后含固率20%(含水率80%)干化机系统处理能力120 t/d(80%污泥含水率)出泥含水率在 30%40%范围内可调(当进泥含水率不大于 80%时,出泥含水率低于 40%时,需考虑不小于 20%余量)2 污泥低温干化工艺流程图第 51 卷第 2 期沙书勇:某污水厂污泥低温干化处理工艺设计及运行总结191 图 1 污泥低温干化工艺流程图Fig.1 Sludge process flow diagram of Low temperature drying3 主要设计参数3.1 污泥脱水系统1污泥脱水系统采用离心脱水,该脱水工艺的特点自动化程度高。产泥量高,占地省等特点。设计参数:正常的运行状态下,单机处理污泥量应达40 m3/h(进泥污泥含水率 98.5%),浓缩脱水后污泥含固率 20%,固体物回收率 95%。离心机能每天 24 h 连续运行。主要设备:(1)污泥螺杆泵:Q=40 m3/h,H=2 bar,P=18.5 kW,数量 3 套;(2)污泥切割机:Q=50 60 m3/h,P=3 kW,数量 3 套;(3)离心脱水机:进泥量 40 m3/h,含固率 1.5%3%,P=55 kW+15 kW,数量 3 套;(4)冲洗水泵:Q=20 m3/h,H=10 m,P=2.5 kW,数量2 套;(5)絮凝剂制备和稀释装置制药能力:6000 L/h,配制浓度 0.5%,P=11 kW,数量 2 套;(6)加药泵:Q=4.0 m3/h,H=20 m,P=3 kW,数量3 套。污泥脱水系统采用的离心脱水工艺,优点是占地省,脱水效率高,出泥稳定。缺点为脱水后含水率较高,电耗较大;综合以上的优缺点,污泥脱水系统优化设计可以考虑采用高压带式脱水机替换离心脱水机,高压带式脱水机可以提高脱水率,污泥脱水后污泥可以达到 70%左右,这样后续的低温干化可以大幅度的节省能耗。3.2 污泥干化系统2-3缓存仓污泥经仓底螺旋输送机,变频调速输送进入污泥低温带式干化机,经过切条机进行缓存和切条成型,污泥低温带式干化机进料切条机斗上设有阻旋式上下料位开关,料位开关对前端的缓存料仓和进料螺旋输送机进行联动控制,污泥进入污泥低温带式干化机进行低温脱水处理。污泥在低温带式干化机切条成型后,内部循环的热风直接作用于污泥上,热风循环于网带污泥和热泵端,热泵内部热能回收及对循环风升温,温度较低又不会使污泥中的有机物裂解和挥发,循环热风仅从污泥中带走水分;污泥低温干化脱水后含水率达 38.5%。设计参数:处理规模及处理能力:在最大处理量不低于120 t/d(80%污泥含水率)处理规模下,干化后污泥含水率不高于 40%;污泥干化后污泥含水率要求在 30%40%范围内可调。进泥含水率适用范围:(802)%;出泥含水率:40%(正常运行工况下及考虑 20%富余工况下);低温污泥干化主机耗电量:0.3 kWh/kg 水;主要设备:(1)污泥低温带式干化机蒸发量:48.0 吨/天,出泥含水率 30%40%,P=664 kW,数量 2 套;(2)出料螺旋输送机输送量:2 m3/h,带锁风装置,数量2 套。污泥低温干化设备优点为实现无热损密闭式工作,无臭气排放,低温安全无扬尘,可以做到干泥含水率低于 10%以下,适应于更苛刻要求的污泥无害化减量处置。污泥带式低温干化设备极大的降低了碳排放,减少了运行费用。3.3 冷却系统设计参数:采用密闭式冷却塔,冷却系统设计参数如表 2所示。表 2 冷却系统设计参数Table 2 Design parameters of cooling system项目技术参数循环水流量40 m3/h设计湿球温度28 冷却塔进水温度47 冷却塔出水温度32 冷却塔补水量1 m3/h主要设备:(1)密闭式冷却塔:冷却能力:将 40 m3/h 的 47 水降温至 32,P=11.5 kW,数量 2 套;(2)膨胀水箱:体积 1 m3,数量 2 套;(3)冷却泵:流量:80 m3/h,扬程:24 m,P=7.5 kW,数量 2 套。污泥冷却系统自运行以来运行稳定,冷却效果达到了设计要求。设计缺点是系统设计的冷却水箱设计偏小,运行过程中容易积累气泡,对冷却泵的叶轮容易产生气蚀,二期设计可以增加一台水箱,减少气泡的产生。3.4 污泥输送及其料仓系统3.4.1 设计参数离心脱水机出泥,通过湿料仓螺旋输送机送入湿料仓,湿料仓缓存后有由湿料仓出料螺旋输送机送入干化机。干化机出泥油螺旋输送机送入刮板机,有刮板机送入干料仓。干料仓暂存后直接外运焚烧。离心脱水系统单独设计一条应急刮板机,外运离心脱水污泥。3.4.2 主要设备(1)湿料仓进泥输送机:输送量 4 m3/h,数量 1 套;(2)湿料仓:有效容积不低于 4 m3,数量 2 套;(3)湿料仓出泥螺旋输送机:输送量 4 m3/h,数量 2 套;(4)应急刮板输送机:输送量 8 m3/h,数量 1 套;(5)出料螺旋输送机:输送量 2 m3/h,数量 2 套;(6)出料刮板输送机:输送量 12 m3/h,数量 1 套;(7)滑架干料仓:50 m3,仓顶带 2 条出料螺旋输送机,数192 广 州 化 工2023 年 1 月量 1 套。污泥储运系统保证了污泥在处理设备之间的运输功能,系统自运行以来,运行效果良好。考虑到污泥输送系统出现问题,影响到整个系统的运行,刮板输送机远期可以考虑增加一台备用机。3.5 除臭系统4-5(1)生物滤池除臭系统除臭设备空塔流速(即臭气经生物除臭设备的平均流速)0.2 m/s,臭气在除臭设备内的停留时间(吸附剂和臭气的接触时间)20 s,正常运行时除臭设备阻抗小于 200 Pa/m,整塔风阻小于 600 Pa。除臭设备处理风量 Q=1600 m3/h,数量 1 套。(2)离子送风系统考虑人员操作与巡视的舒适性,预处理区域和泥区人员经常进入的区域增设离子风送风系统,保持室内空气清新,按不小于 8 次/h 的换气次数计算离子送风量。其中污泥区离子送风量不小于 10000 m3/h,服务范围为污泥干化车间。污泥系统产生臭气的位置仅有湿泥进料、湿泥料仓、干泥出料、干泥料仓处为检修方便设置检修门处可能有少量臭气挥发到空气中。臭气收集后经过生物滤池处理。为确保干化车间臭气达标,只需要对上述区域进行隔离换风后进行除臭处理。除臭风量大大下降。处理效果好,运行费用低。污泥干化车间达到了臭气排放标准。4 工艺调试与运行设计承诺值为:来自污泥浓缩池污泥含水率约为 97.0%98.5%,经离心脱水及脱水后,含水率79%,再经低温污泥干化后含水率38.5%,干污泥装车外运至电厂掺烧处置。2021 年 7 月 30 日 16:00-2021 年 8 月 14 日 9:00 期间对整个污泥处理系统进行运行总时长 240 h 的连续测量。运行期间的污泥处理效果。表 3 低温干化污泥处理效果表Table 3 Effect of low temperature drying sludge treatment污泥处理工段性能考核项目承诺值最终测试计算数据(240 h)备注离心脱水系统(2 套)湿泥含水率79%74.34%(两台平均值)达标离心脱水尾水 ssSS250 mg/L12 mg/L达标