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    近年来,随着我国城市化进程的加快和国家确定的各水资源保护规划工程的陆续启动,全国城镇污水处理设施的建设速度随之加快,城镇污水处理率逐年提高,污水污泥的产生量相应地不断增加,污泥的处理处置问题日益显现出来。

    污泥处理处置的综合解决方案

    我们认为,污泥的处理必须总体考虑,应以污泥的处置方式确定污泥的处理方案,这个处理方案是一个综合的解决方案。不能分割整个处理处置过程而强调某一局部单元工艺的效果。必须认识到,污泥处理处置应该以“减量化、稳定化、无害化”为目的,“资源化”并不是最终目的。也就是说,污泥处理处置不是以经济效益和赢利为主,而是以保护生态环境、治理环境污染为目的。在实施污泥无害化处理的同时,尽可能利用污泥处理处置过程中的能量和物质,以实现经济效益和节约能源的效果,实现其资源价值。

    基于以上的观点,我们提出以下的综合解决方案:

    解决方案一:“污泥半干化+ 填埋”的特点与优势。工艺简洁:设备数量少,流程短,无需干污泥返混;控制简化:控制点数量少,便于优化控制;安全性高:温度低,湿度高,粉尘量少;灵活性好:湿污泥含水率,干污泥含水率可灵活调整;运营成本低:热能消耗低、可使用沼气、蒸汽和废气;适合国情:处理简单,处置便利,既适用于过渡方案,又留有资源化利用的余地,是当前较为适用的污泥处理处置方法之一。

    解决方案二:“污泥干化+焚烧”的特点与优势。组合工艺:将热干化和焚烧组合起来,通过干燥减少水分提高热值,然后通过焚烧回收能量,实现无害化;能量回收:根据能量平衡计算,焚烧污泥的热量用来干化污泥,不需要外加太多的燃料;资源化利用:污泥中有机质是可循环利用的生物资源,通过回收热能用于供热或发电;降低运营成本:单纯的热干化要消耗大量的能源,以焚烧热能干化污泥,大大降低污泥处理成本;适用性广:符合政策法规和当前各地的经济状况。

    解决方案三:“污泥半干化+堆肥+土地利用”的特点与优势。组合工艺:将热干化和堆肥组合起来,前段达到减量化,后段实现稳定化和无害化;优势互补:热干化快速减水,使堆肥不需要大量的膨松剂和调理剂,使占地面积减小,升温有利于后续堆肥;资源化利用:污泥中氮、磷、钾和有机质是可循环利用的生物资源,有机肥的施用增加了肥力,改良了土壤;降低运营成本:合格的堆肥产品可以作为肥料销售,以弥补部分的成本支出,改善其经济效益;适用性广:符合我国政策法规和当前各地的经济状况。

    西门子的污泥处理技术

    西门子目前在污泥处理处置方面有热对流式的CTD转鼓干化工艺、SBD带式干化工艺,有表面接触式的Ecoflash薄层干化工艺,有污泥IPS好氧堆肥工艺等。

    1、CTD污泥干化工艺

    CTD(Convective Thermal Dryer)是一种全能的热对流直接干燥工艺。干燥机由三个同心圆筒构成,称为三通道转鼓。湿污泥被燃烧炉加热的热气流直接干燥,干污泥与工艺气体分离回收后的成品,是均匀的颗粒状,粉尘含量很小。

    工艺气体与干污泥经过气/固分离系统后,进入冷凝洗涤系统,然后经工艺风机循环,很少部分的气体除臭后排放。燃烧炉可以使用天然气,也可以使用廉价的沼气或煤。

    CTD工艺的特点:从20~ 30%的脱水污泥干燥到90%的干球颗粒产品;最终产品形成均匀的颗粒,符合EPA40CFR50“A”级产品的要求 ;系统完全自动化运行;起动和停车时间短;需要部分干固体回流;工艺气体循环率达到90%以上;可以设置热回收系统;适合于大中型干化厂,蒸发能力 1000~ 10000kg/h。

    CTD工艺的优势:简单的储存、输送、使用或处置最终产品;灵活、简单、运行安全;低排放,对环境影响轻微;低能源需求;良好的操作环境。

    2、Ecoflash污泥干化工艺

    Ecoflash薄层干化工艺是一种表面接触式污泥干燥工艺,属于间接干化工艺。在干燥机定子的夹套中使用导热油或蒸汽作为加热介质,通过热传导蒸发污泥中的水份。系统中循环有少量的工艺气体,主要是为了带出干燥过程蒸发的水份,以保证干燥机持续的高效干燥。

    Ecoflash薄层干燥机主要由定子、转子和带支撑架的机座组成。定子为圆筒形带有加热夹套,加热介质在夹套中流动换热。使用导热油时的温度一般在240~280°C之间。转子上安装有许多桨叶,这些桨叶的方向和与壁的间距可以调节,较高的转速保证了桨叶前端的切线速度在30~35m/s之间,能产生足够的离心力。基座上有定子和转子独立的支撑架,保证不同部分的热膨胀和收缩不会损坏设备,提高了设备的密封性和寿命。

    Ecoflash薄层干燥工艺,其主要设备有:污泥缓冲仓、污泥泵、Ecoflash薄层干燥机、冷凝洗涤塔、工艺风机、排气风机、汽水分离器、热交换器、干污泥料仓、干污泥输送机等。供热部分包括:导热油炉、热油循环泵、油气分离器、储罐和高位槽、油路系统等。

    3、IPS污泥堆肥工艺

    IPS系统是完整的槽式、带有搅拌、鼓风的自动化堆肥工艺。而且还配套有生物滤池对臭气进行处理。系统设计可以接纳脱水污泥和其它类型的有机废物,混合使用膨松剂使物料转化成高质量的堆肥产品。

    典型的IPS堆肥系统设施应该是完整的。其中包括混合区、堆肥槽、卸料区、陈化区和膨松剂储存区,堆肥过程是在曝气的混凝土槽子中进行的。每个工作日,脱水污泥或有机废物与膨松剂混合,然后装到每个槽子的前端,IPS曝气翻堆机可以通过槽壁上的轨道行走,翻堆机进行搅拌、曝气和混合,并且将槽内全部物料向后移动2.7到4.0米左右。

    当翻堆机运行一个周期后,IPS系统在前端空出一些空间再装新物料。翻堆机自动返回到移动车上,然后转到另一个槽子上重复同样的过程。每一台翻堆设备可以在9~12 小时的工作往复中完成6~8个堆肥槽的翻堆作业。污泥在堆肥槽中的停留时间在18到21天。

    温度、通风和停留时间对于IPS堆肥过程是至关重要的。本设计中依据美国EPA的调整标准,每一个堆肥槽都划分几个曝气区域,并单独安装测温热电偶和鼓风设备。在槽中每一个区域用温度反馈和时间间隔两者来控制供氧量和温度。曝气鼓风机通过堆肥物料下面垫层中的曝气管供气。

    按照美国EPA503条例的规定,IPS系统好氧过程必须保持温度55℃ 持续至少3天,以及平均温度为45℃至少14天。美国EPA已经认证IPS堆肥系统达到了深度杀灭病原体(PFRP)的要求。