晉煤中能化工股份有限公司二期航天粉煤氣化裝置，自2012年裝置運(yùn)行以來，變換反應(yīng)余熱未能充分利用，除氧槽蒸汽放空量大。脫鹽水損耗高、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境差、周圍設(shè)備腐蝕較快、系統(tǒng)出口變換氣溫度高等問題一直沒有得到有效解決；2014年中能化工三期污水處理裝置自運(yùn)行以來，系統(tǒng)每天產(chǎn)生12-14噸濕污泥，一直沒有找到有效處置途徑，造成生化系統(tǒng)的污泥日益增多，沉降比長(zhǎng)期處于99%以上，系統(tǒng)處理各種污染物的能力受到嚴(yán)重制約，給污水處理裝置的正常運(yùn)行帶來很大隱患，給公司環(huán)保工作帶來前所未有的壓力。經(jīng)積極探索，多方查找資料，在與兄弟單位充分溝通交流的基礎(chǔ)上，結(jié)合公司現(xiàn)有條件，最終確定綜合回收利用二期變換余熱，為低溫污泥干化裝置提供熱源，對(duì)污水處理系統(tǒng)污泥進(jìn)行干化處理，干化后的污泥送熱電鍋爐焚燒。實(shí)際運(yùn)行，證明該工藝線路選擇合理，干化裝置投運(yùn)后變換除氧槽蒸汽放空明顯減小，解決了污泥處理難題，三期污水處理裝置實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期高效穩(wěn)定運(yùn)行，消除了公司環(huán)保隱患;干化后的污泥送熱電鍋爐燃燒產(chǎn)生熱能，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶;同時(shí)干化裝置自動(dòng)控制水平高，滿足現(xiàn)場(chǎng)無人值守要求，運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)干凈，無異味，大大提升公司環(huán)保形象。
一、低溫余熱污泥干化工藝簡(jiǎn)介
污水處理污泥經(jīng)陽(yáng)離子絮凝劑配比后到蝶螺機(jī)脫水后，被送至低溫余熱干化設(shè)備的料斗內(nèi)，進(jìn)入干化裝置的網(wǎng)帶上；變換過來的熱水與干冷空氣換熱后，變成干熱空氣，干熱空氣由干燥箱底部自下而上，加熱切條成型網(wǎng)帶上的污泥，與污泥充分接觸后，將污泥干化，濕熱空氣則進(jìn)入除濕系統(tǒng)，通過降溫的方式使得濕熱空氣溫度低于露點(diǎn)，水汽得以冷凝并排出系統(tǒng)至廠區(qū)污水管道，“脫水”后干冷空氣再次加熱變?yōu)闊岣煽諝庠诟稍锵鋬?nèi)繼續(xù)干化污泥，全過程中空氣循環(huán)利用，故無尾氣產(chǎn)生。該系統(tǒng)可將污泥含水率降低至10%，料斗內(nèi)干化后污泥可以直接儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
工作原理示意圖：
二、變換低溫余熱脫鹽水流程
來自脫鹽水站的脫鹽水溫度40℃左右，經(jīng)變換脫鹽水換熱器與變換氣換熱后，脫鹽水溫度上升到90℃左右，一部分進(jìn)入變換除氧槽，另一部分進(jìn)入污水處理干化裝置換熱器，在干化裝置內(nèi)與干冷空氣完成熱量交換后，脫鹽水溫度降低到60℃，回到變換除氧槽內(nèi)，供變換及合成廢鍋補(bǔ)水。
三、低溫余熱干化技術(shù)綜合與企業(yè)當(dāng)前同類研究、同類技術(shù)綜合比較
目前國(guó)內(nèi)污泥干化裝置主要有：槳葉式干化技術(shù)、兩段式干化技術(shù)、低溫余熱干化技術(shù)。
槳葉式干化技術(shù)采用0.6-0.8MPa蒸汽加熱飽和水蒸氣作為熱源，進(jìn)入干燥機(jī)殼體夾套和槳葉軸內(nèi)腔，熱載體溫度為130～180℃，出料溫度高，約100℃左右，污泥含水率60%左右，存在“膠粘相”階段，含水率只能通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，不易控制原始形態(tài)，顆粒大小不均勻，且呈塊狀，機(jī)械摩擦較大，導(dǎo)致粉塵含量較高，造成空氣二次污染。采用高溫蒸發(fā)水分，熱氣攜帶部分粉塵及裂解污泥物質(zhì)，冷卻后水中仍含有固體成分，需要再次處理，且不利于除臭系統(tǒng)冷凝器的長(zhǎng)周期運(yùn)行。干燥溫度過高，污泥細(xì)胞璧結(jié)殼、外表結(jié)焦，反而難以脫水，導(dǎo)致干燥效率低，干燥時(shí)間長(zhǎng)，能耗大，開停操作相對(duì)復(fù)雜，主機(jī)運(yùn)行周期在3—5年。
兩段式干化技術(shù)，第一級(jí)使用高壓帶式壓濾機(jī)把含水量96%的濕泥脫水至65%，再經(jīng)第二級(jí)干化處理，最終水含量降至10%-40%。第一級(jí)脫水需要加入大量粉狀污泥改性劑，現(xiàn)場(chǎng)粉塵不易控制，后期污泥處理量大大增加，同時(shí)成型困難，不利于第二級(jí)處理。壓濾出水PH較高，需要回到綜合池稀釋后處理，開停操作復(fù)雜。需要增加操作人員1名，電費(fèi)、藥劑、人工綜合費(fèi)用偏高。
低溫余熱干化機(jī)采用低溫(65-80℃)全封閉干化模式，運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)干凈，無氣味，無臭氣外溢，無需安裝復(fù)雜的除臭等其他環(huán)保裝置，干化后污泥含水量低，經(jīng)干化裝置壓濾、干化后，污泥含水率10%～40%，幾乎無粉塵產(chǎn)生，出來的污泥溫度低(<50℃)無需冷卻，可以直接儲(chǔ)存；采用自動(dòng)化控制，全自動(dòng)運(yùn)行，節(jié)約大量人工成本；可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳集中控制；采用變頻無級(jí)調(diào)速可任意調(diào)節(jié)含水率(10%-30%)。操作方便：可連續(xù)和間斷運(yùn)行，開停操作簡(jiǎn)單，不需要預(yù)熱、運(yùn)行成本低。
低溫低溫余熱干化機(jī)是無承壓設(shè)備，干化過程不產(chǎn)生粉塵，采用低溫(65-80℃)全封閉干化模式，工作過程中熱量損失小，設(shè)備周圍溫度低，無臭氣外溢，無需安裝復(fù)雜的除臭等其他環(huán)保裝置，無高溫介質(zhì)，安全系數(shù)高。
綜上所述，低溫余熱干化裝置壓濾、干化后污泥與當(dāng)前同類研究、同類技術(shù)綜合比較具有以下特點(diǎn)
(1)污泥含水量低，含水率控制在10%～40%，可以直接摻燒與熱電鍋爐
(2)粉塵含量低：因污泥含水率低，靜態(tài)攤放，與接觸面無機(jī)械靜電摩擦，幾乎無粉塵產(chǎn)生
(3)易于儲(chǔ)存：出來的污泥溫度低(<50℃)無需冷卻，可以直接儲(chǔ)存
(4)回收利用率高：采用低溫除濕，蒸發(fā)熱氣中不攜帶任何粉塵顆粒，冷凝水中幾乎不含固體雜質(zhì)，可直接回收
(5)環(huán)保型：采用低溫(65-80℃)全封閉干化模式，運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)干凈，無臭氣外溢，無需安裝復(fù)雜的除臭等其他配套環(huán)保裝置
(6)自動(dòng)化控制：全自動(dòng)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳集中控制
(7)操作方便：可連續(xù)和間斷運(yùn)行，開停操作簡(jiǎn)單
(8)運(yùn)行成本低：由于低溫干化裝置采用全自動(dòng)運(yùn)行，無需增加操作人員，綜合回收利用變換低溫?zé)崴酂?，整套裝置電機(jī)運(yùn)行功率只有40kw，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他污泥處理工藝的成本
四、效益分析
4.1 經(jīng)濟(jì)效益
(1)減少除氧器蒸汽的放空量，除氧槽蒸汽壓力由80KPa降到30KPa，變換每天可以回收低壓蒸汽24噸，產(chǎn)生的效益為100.8萬元
(2)每天經(jīng)干化裝置干燥除濕后的干化污泥量5噸，摻燒到熱電鍋爐，產(chǎn)生蒸汽的效益21萬元。
(3)運(yùn)行費(fèi)用：將含水量90%的污泥干化至30%，因?yàn)橛玫氖怯酂釓U水所以熱源不計(jì)成本，主要的消耗就是電耗。此設(shè)備所有電氣設(shè)備的功率為40KW，污泥的處理費(fèi)用為20.16萬元。經(jīng)回收變換余熱，回收污泥燃燒后全年產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為：100.8+21-20.16=101.64萬元。
4.2 環(huán)境效益
中能公司污水處理系統(tǒng)自低溫余熱干化裝置運(yùn)行以來，污泥沉降比明顯下降，系統(tǒng)污泥沉降比維持在60-70%的正常范圍，污染物處理能力有了很大的提高，外排水中氨氮、COD、總氮、總磷均低于國(guó)家要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，消除了存在的環(huán)保隱患。
4.3 社會(huì)效益
低溫余熱干化裝置投運(yùn)后，不僅解決了本公司污泥處置難題，消除了環(huán)保隱患，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的同時(shí)，做到資源合理利用。同時(shí)為污水處理行業(yè)污泥科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、合理處置提供了可行方案。
五、結(jié)語(yǔ)
綜上所述，該項(xiàng)目技術(shù)方法成熟、節(jié)電節(jié)能效果明顯，自動(dòng)化程度高安全聯(lián)鎖系統(tǒng)完善。在我公司已連續(xù)運(yùn)行1年以上，現(xiàn)本裝置代表了當(dāng)前國(guó)內(nèi)污泥處理技術(shù)的最高水平，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益突出，具有極高的推廣價(jià)值。（ >
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