低溫真空脫水干化成套技術裝備在中小型城鎮污水廠污泥脫水干化中的應用
【能源人都在看，點擊右上角加'關注'】 北:01中小型污水廠污泥處理處置特點 1.1污水處理規模有限，污泥產量小 中小型污水處理廠污水處理規模一般都在10萬m3/d以下，對于一些縣域污...
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北:01中小型污水廠污泥處理處置特點
1.1污水處理規模有限，污泥產量小
中小型污水處理廠污水處理規模一般都在10萬m3/d以下，對于一些縣域污水處理廠污水處理規模多在1~6萬m3/d左右，按照市政污泥產率經驗值3‰~5‰（含水率96%計），其污泥產生規模在10~60t/d（含水率80%），污泥日產量相對較小。
1.2污泥處理處置整體規劃滯后
污泥處理和污泥處置是相互影響、相互制約、密不可分的兩個環節，需要統籌考慮。從規劃層面，應當先確定處置方向，再反過來影響到污泥的處理工藝選擇。而目前很多中小型城鎮污水處理廠存在污泥處理手段單一落后，污泥處置目標方向不清等問題，污泥處理處置的整體規劃滯后。
1.3污泥處理處置資金投入不足
由于污水處理領域長期以來“重水輕泥”，對污泥作為污水處理重要產物的污染危害認識不足，相對大型污水廠而言，中小型污水廠的污泥處理處置資金投入相對更低，污泥處理處置設施的運行費用也未能和污水處理費用同步落實，嚴重制約了污泥無害化目標的完成進度。因此，有必要從國家戰略高度和長遠角度看待和解決包括中小型污水廠在內的污泥處理處置困局。一方面應加強整體規劃和資金投入，另一方面應針對中小型污水廠的特點，因地制宜地選取適當的污泥處理處置工藝路線，做到投入和運行成本適中、運行管理簡便、以及污泥處置出路的近遠期兼顧。近年來，在國家戰略的引領下，一些中小型城鎮污水廠在污泥處理處置環節進行了有益的實踐，取得了較好的成效。
02低溫真空脫水干化技術裝備在中小型污水廠的應用實例
2.1應用項目概況
涇縣象山污水處理廠位于安徽省宣城市涇縣縣城內，污水處理設計總規模為4萬m3/d，污水采用改良型卡魯賽爾氧化溝污水處理工藝，尾水達標排放后，經幕溪河進入青弋江；污泥處理系統在改造前經機械濃縮脫水后運至填埋場填埋處理。由于原有的機械脫水工藝脫水后的污泥含水率較高、體量較大、承載力較小，造成了污泥轉運及填埋作業困難。為滿足衛生填埋、建材利用等后續污泥的多元化處置的含水率要求，該廠規劃新建了剩余污泥處理處置改造工程項目。項目規劃污泥處理能力為30t/d（以含水率80%計），設計兩條污泥脫水干化生產線，單條生產線成產規模15t/d（以含水率80%計），要求處理后污泥含水率≤40%，并可在30%~60%靈活調整。
2.2污泥脫水干化工藝路線的選擇
本項目建設單位為典型的中小型城鎮污水處理廠，廠區規模較小，新建項目用地緊張，運營維護力量有限，項目投資及運營經費壓力較大，同時為滿足最新的環保要求及廠內對污泥的最終處置規劃，對處理后污泥含水率提出了兼顧近遠期目標的要求。按照高效、集約、智能、經濟、安全的原則，經多方比選，本項目最終選用上海復潔環保科技股份有限公司自主研發的低溫真空脫水干化成套技術裝備（發明專利號：）對污泥進行脫水干化處理。該技術裝備將污泥的脫水與干化工序合成一體，在同一設備上連續完成，實現了脫水干化一體化，可一次性將污泥含水率從90%~99%降至20%以下，并可在10%~60%之間調節，已廣泛應用于市政、化工、汽車、電子制造等行業的污泥脫水干化。
2.3污泥脫水干化的工藝流程
污水廠內污泥通過污泥泵房將剩余污泥輸送至新建重力濃縮池，將污泥含水率濃縮至97%~98%，濃縮后污泥通過螺桿泵進入調質池，污泥經濃縮調質后進入低溫真空脫水干化技術裝備的主機系統內，通過進料過濾、隔膜壓濾、吹氣穿流、真空干化等工序，實現污泥的脫水干化一體化處理，處理后的污泥含水率≤40%，并可在30%~60%調整。工藝流程如圖1所示。
2.4主要系統設計概況
（1）污泥前處理系統
污泥前處理系統包括污泥濃縮和污泥調質兩部分，其中污泥濃縮池2座，采用重力濃縮；污泥調質池2座，濃縮池和調質池一一對應。污泥調質采用混凝劑（可選）和聚丙烯酰胺等聯合調質，均采用在線投加方式，其中混凝劑投加在調質池中混合，聚丙烯酰胺在進料管道采用管道混合器與污泥混合。
（2）污泥脫水干化主機系統
污泥脫水干化主機共2臺，單臺生產規模15t/d（以含水量80%計），過濾面積300m2，每臺設備每天運行4個批次，每批次運行時間約4.5~5.0h。
（3）污泥壓榨、干化循環水系統
污泥壓榨、干化循環水系統主要在壓榨和干化階段提供壓榨水和加熱水，主要由壓榨泵、加熱泵、水箱、管路系統等組成，其中壓榨泵2臺，采用多級立式離心泵，每臺干化主機對應一臺，設計壓力1.0MPa。干化過程采用85℃左右熱水對泥餅進行加熱，共設加熱泵2臺，每臺干化主機對應一臺加熱泵。兩臺脫水干化主機共用一個水箱，水箱容積21m3。
（4）真空系統
真空系統利用真空泵的抽真空作用，在系統主機內部創造負壓環境，以降低水的沸點，使泥餅內水分在低溫狀態下汽化抽出。系統主要包括真空泵、冷凝器、緩沖罐、冷凝水儲罐、管道等設備，其中設真空泵2臺，抽氣量Q=25m3/min，真空度15kPa；設計冷凝器2臺，換熱面積95㎡。脫水干化主機、冷凝器、真空泵一一對應。
（5）鍋爐系統
系統熱源采用常壓燃氣熱水鍋爐提供，供水溫度85~90℃。鍋爐最大天然氣通量為100Nm3/h，供氣壓力6~8KPa，共兩臺，單臺發熱量Q=1674.4MJ/h，鍋爐配備1套水質穩定系統。
（6）污泥卸料系統
每臺脫水干化主機設一個水平螺旋輸送機，兩臺主機共用一個傾斜螺旋輸送機，水平和傾斜螺旋輸送機的污泥輸送能力均為8t/h。
（7）除臭系統
污泥在脫水干化過程會產生惡臭氣體，為改善車間空氣質量，對脫水干化主機進行了加罩密閉，罩體采用不銹鋼骨架加鋼化玻璃形式，將罩內氣體收集后，與真空泵抽出的不凝氣一起輸送至末端除臭設備中進行處理。臭氣處理總規模20000m3/h，采用化學洗滌處理工藝，處理后臭氣滿足GB14554—1993《惡臭污染物排放標準》廢氣排放二級標準。
2.5系統技術優勢
（1）污泥脫水干化一體化
該工藝實現了污泥脫水干化一體化，智能化程度高，占地面積小，不僅減少了污泥在脫水設備與干化設備之間的貯存與運輸帶來的投資與運行成本，而且最大限度地降低了污泥脫水干化過程的環境污染和安全風險，尤其適用于對占地面積、投資運行成本等限制較嚴的中小型污水處理廠。
（2）出泥含水率可調，滿足不同污泥處置途徑要求
項目經調試及試運行表明，污泥含水率可穩定降至40%以下，相比改造前，在污水廠內最大限度地實現了污泥減量化，同時該系統還可對污泥含水率在30%~60%之間實現靈活調節，可實現近遠期不同污泥處置途徑的多元化對接，為中小型污水處理廠因地制宜地選擇最終污泥處置方式提供了更多元更靈活的選擇。
（3）污泥干化的安全性高
本工藝的污泥脫水、干化在同一設備內完成，過程全封閉負壓運行，脫水干化溫度較低，運行過程不存在污泥與設備的相對運動或攪動，無磨損隱患，氣態污染物及粉塵的產生量小，無爆炸風險，安全性高。
03結論與展望
安徽某中小型城鎮污水處理廠通過選用低溫真空脫水干化一體化技術裝備對污泥進行脫水干化處理，能在污水廠內將污泥含水率從98%左右直接降至40%以下，實現了脫水干化一體化和污泥減量化，系統自動化程度高，運行管理簡便，投資及運行成本適中，安全性好，同時污泥含水率在30%~60%之間可調，完全滿足污水廠近遠期污泥處置途徑的多元化對接需求。實踐證明，該技術裝備在中小型城鎮污水處理廠的污泥脫水干化領域具有良好的應用前景，能夠對污泥無害化目標的達成發揮重要的基礎性作用。
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