沼气及回转式烘干机在污泥烘干中的应用

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1、沼气及回转式烘干机在污泥烘干中的应用摘要：青岛市海泊河污水处理厂在对传统的滚筒干燥器进行改造的基础上，以沼气为热源，用于污水厂污泥的烘干，既降低了污泥干燥的成本，又提高了污泥综合利用的效率，取得了较好的经济效益和社会效益。关键词：沼气污泥热干燥回转式烘干机前言　　世界上最早将热干燥技术用于污泥处理的是英国的Bradford公司。1910年，该公司首次开发了转窑式污泥干化机并将其应用于污泥干化实践[1]，进入80年代末期，污泥干化技术逐渐为人们所重视，污泥热干燥技术的应用和推广，促进了污泥处理处置手段的改变，这种改变主要体现在：污泥填埋处置前，要将污泥进行干燥处理；污泥焚烧处置比例得

2、到了较大提高；干污泥产品作为土地回用的肥源出售，产业规模不断扩大等[2]。如今，污泥干化处理也得到了越来越多包括发展中国家环境工程界的重视。　　在我国，随着国家经济实力的增强，国民环保意识的提高，城市污水处理行业得到迅速发展，城市污泥的产量与日俱增，污泥的处置和开发利用问题日益为人们所关注。污泥的干化处理，使污泥农用、作为燃料使用、焚烧乃至为减少填埋场地等处理方法成为可能。污泥干燥技术的完善与革新，直接推动了污泥处置手段的发展，拓展了污泥处置手段的选择范围，使之在安全性、可靠性、可持续性等方面得到越来越可靠的保证。但污泥的干化处理需要消耗大量的热源，提高了污泥的处置成本。因此，寻求

3、一套技术成熟的设备和价格低廉的热源，是城市污泥进行综合处置和利用的关键。　　青岛市海泊河污水处理厂在污泥的综合利用研究中，制定了一套污泥烘干工艺，并与有关专家一起以日本的烘干技术为基础，成功试制了一台国产污泥高效回转烘干机。为国内污泥干燥技术的发展应用提供了参考依据。1　工艺流程　　该工艺充分考虑了海泊河污水厂沼气资源丰富的特点，将沼气用于污泥烘干，使沼气得以充分利用。2　烘干机工作原理　　该烘干机采用直接干化技术，将沼气燃烧室产生的热气与污泥直接进行接触混合，使污泥中的水分得以蒸发并最终得到干污泥产品。　　该机的主体部分为：沼气燃烧室和与水平线略呈倾斜的旋转圆筒，烘干方式采用顺流

4、式烘干。物料经供料装置从回转式转筒的上端送入，在转筒内抄板的翻动下（5～8r／min）与同一端进入的流速为1.2～1.3m／s、温度为649℃的热气流接触混合，滚筒中部设旋转的破碎搅拌翼，能使进入烘干机内的物料迅速被打碎，特别是有一定粘性的大块物料，可碎成小块，以便和热风充分接触，提高干燥效率，小块物料进一步碎成粒状，经20～60min的处理，干污泥经出料口输送出来。最终得到含水率低于14％的干污泥产品。设备结构示意图如下。3　该套设备的主要特点　　（1）热容量系数大，热效率高。　　通过破碎搅拌装置和圆筒回转的复合效果，使总传热系数提高至普通回转干燥机的2～3倍，可达300～500

5、Kcal／m3.n.℃。破碎搅拌装置破碎物料，物料和热风的接触面积增大，同时亦防止了热风的短路，使热风的热量得到充分利用。　　（2）产品粒径均一　　由于城市污水厂的污泥在脱水的过程中投加了絮凝剂，使污泥粘性增大，在烘干过程中容易结块，既影响了烘干的效果，又增加了利用的难度（需上一套泥块破碎设备）。在本干燥设备中，通过搅拌破碎装置和筒内的窑式活动板作用，使泥块结硬之前就被破碎，最终的出料为粒径均一的颗粒（约2mm左右），使污泥的后续处理或利用工序更加简便。　　（3）运转、操作容易　　该设备配备了自动控制系统，沼气燃烧器具有大、小火头燃烧方式。烘干转筒末端设有温度传感器，通过温度传感器

6、控制燃烧器火头的大小转换，从而控制烘干滚筒内部的温度，防止温度过高造成污泥的焦化。转筒的转速可通过控制柜进行调节。　　（4）环保、节能　　采用污泥消化处理中产生的沼气为加热能源，大大降低了污泥干燥的成本，为沼气的综合利用又开创了一个新的应用领地。4　生产性实验效果4.1　原始参数的设定　　海泊河污水处理厂消化污泥脱水后泥饼含水率约75%，将其自然晾晒后，含水滤可降至60%和50%。有机复混肥含水率的国家标准为14%，根据前期大量的肥料生产性实验可知，污泥肥料造粒生产时，污泥含水率为20%时产量及质量最佳。因此，设定烘干进料污泥含水率如下：　　初始污泥含水量设定为：75%、60%、5

7、0%；　　终含水量设定为：14%、20%。4.2　海泊河污水厂沼气情况　　海泊河污水厂沼气成分监测结果如表4－1：表4-1海泊河污水厂沼气成分及含量成分CO2O2COCH4H2N2含量（%）22.0　0.864.810.70.1　　经计算沼气热值为6543千卡／标立方米，沼气产量约7000立方米／天。4.3　烘干脱水及能耗分析　　设备安装完毕后，进行了大量的生产运行实验，现将设备运行的平均情况总结如下，见表4－2。表4-2污泥烘干脱水产量及耗能分析投入湿料量T／hr初