浅谈化工污泥离心脱水干燥一体化工艺的设计及实施

陈超

（天津渤海职业技术学院，天津300402）

1　工艺设计与实施

1.1　污泥的实验室理化分析

第一，在实验室中通过洗涤、烘干等方式，利用燃点测定仪、pH计以及气体分析仪等仪器设备获得以下泥垢分析数据。主要包括：利用生化泥和物化泥构成的混合泥，污泥含固率为2.5～3w之间，有机物含量为70%～75%之间，污泥燃点为大于350℃，pH值为6～7范围内。实验得知在200℃以下的污泥挥发后产生的气体中主要为水蒸气，并且含有少量的易分解和氧化的烃类物质。在将其烘干之后，污泥颗粒的表面并没有产生油膜、盐壳等物质，松散易碎[1]。

第二，对污泥进行絮凝试验。在絮凝试验中对絮凝剂的应用必不可少，它能够帮助污泥迅速脱水，实现污泥的固液分离，其应用种类以及用量的选择将会对减量化设备的性能以及经济指标产生直接影响。

1.2　工艺设计要求

A公司目前拥有6000m3/d的废水，能够产生60～75m3/d的浓缩污泥，以及2.0t/d的绝干污泥，在进行脱水处理之后，污泥将会采用无害焚烧或者填埋的方式进行处理，按吨计费。其中滤液SS的排放应满足一下标准，进泥的温度为常温状态，浓（干）度为2.5～3%，SS为20000～30000mgL-1；出泥的温度为40～60℃，浓（干）度为大于等于85%；出水的温度为常温状态，SS为小于等于300mg·L-1。

1.3　工艺实施的难点

A公司进行的污泥处理主要有以下三个方面难点。第一，工期比较紧张，由于A公司中的污泥晾晒以及运输已经收到环保部门的多次警告和催促，要求其必须在5个月之内进行完全整改完毕，因此需要保障该工艺设计能够保障其在较短的时间内做出最佳的工艺选择、设计、安装等环节，工期十分紧张。第二，污泥中成分多变。A公司中的污泥来源十分广泛，经过多道生产工序而成，因此其内部的成分变化较大，这将在无形中加大了工艺设计的要求。第三，系统安装场地较小，A公司由于扩大建设规模，致使其能够为污泥处理系统提供的安装场地十分有限，只能在堆放边缘处的一小块带状区域中进行[2]。

1.4　工艺实施方式

在实际操作的过程中，对污泥的处理通常都是采用减量化的方式进行的，我国目前进行污泥减量的方式主要包括两种，即压滤分离法和离心脱水法。其中，压滤分离法主要是利用机械进行强行压缩的方式实现污泥的减量。这种方式在市场中受到广泛的欢迎，但是由于其中需要利用到大量的污泥调制剂，致使污泥的减量效果受到严重的不利影响，同时在对污泥的后续处理方面也较为复杂。而离心脱水法主要是针对污泥中具有的固液密度不同的特征，在离心力的作用下，能够迅速进行固液分解，从而实现较好的固液分离效果。同时，这种分解方式具有占地面积小、自动化程度高以及卫生条件好的特点[3]。

在将现场的具体情况与设计工艺之间进行反复的比对之后，发现离心脱水法更加符合A公司的污泥处理要求。污泥的机械脱水步骤主要是利用离心脱水的基本原理，将污泥中存留的水分进行分离，并且在强大的离心作用下使污泥泥饼分散成具有较大面积的污泥颗粒。污泥的干热化处理是将污泥表面烘干，同时在高温的状态下将污泥表面中存在的寄生虫等细菌杀死，防止其对环境进行二次污染，从而实现污泥的资源化应用。在热干化方面，由于以往传统的热干技术难以符合现代化的需求，因此采用新型的接触式热干化法将能够极大的提升污泥的热干效率，体积可以缩减75%～80%，实现较为显著的污泥减量化效果。

2　实验工艺实施流程

2.1　主要流程

各种来自于污泥预处理系统中的污泥经过浓缩池进行浓缩处理之后，再利用渣浆泵传送到均纸箱当中，将PAC投配装置中2%的聚铝与其进行充分的混合之后，再与PAM投配系统中的0.2%阳离子絮凝剂进行絮凝反应，利用污泥进料泵将其传送到脱水干燥一体机当中进行固液分离操作，在分离成功之后，利用固相经螺旋输送器将其输送到出渣口处，再通过特殊设计结构将其分散为松散的固体颗粒。这种颗粒的表面面积较大，能够进行充分的干燥以及换热。在一体机特有的反应罩中，固体颗粒将会与热风炉提供的2200℃高温进行融合，使二者间的热量进行迅速交换，并且在最短的时间内成功干化，由热介质利用气动的形式将其与离心脱水机分离，从而使机械脱水以及热干燥的操作彻底完成[4]。

滤液在经过离心脱水之后手机到收集罩当中，最终被排放入厂区澄清池。在进行干化处理之后的固体粉粒以及蒸汽混合物将会被送至到旋风分离器当中进行气固分离处理。含水率小于16%的污泥将会在旋风分离器中的阀门处排出，并且落入到下方的容器处进行收集和装运。干化作用将会使带有一定程度热量的蒸汽被再次回收和利用，在动力循环风机的作用下被输送到热风炉中进行二次加热以及燃烧“除臭”。其中少部分的多余气体将会从废气风扇中被排出，输送到冷凝塔当中，将这部分气体进行冷凝和净化，最终将产生的废气进行最终的处理之后达标排放，少量的洗涤废水在经过收集和处理之后转回到污泥预处理系统当中进行二次净化和处理[5,6]。

2.2　系统的安全实施

在进行系统的应用当中，出现起火或者爆炸等问题都是污泥干燥设备运行中的常见问题。针对这种现象，在经过国内外相关专家和学者的研究和总结之后，将起火和爆炸的原因主要归结为三个相关因素，即粉尘浓度、氧气含量以及颗粒温度，其中安全的范围是氧气含量应不超过13%，粉尘的浓度为每立方米不超过60g，颗粒的温度要低于110℃，本文将分别采用以下几种措施加以证明。

第一，在系统的正常运行当中，可以利用低氧气循环的方式保障系统中的氧气含量能够低于9%，并且利用现代化的氧气测量仪进行测量，一旦超过标准的范围则立即对系统进行一系列的管道喷淋等操作。第二，在进行系统处理能够的设计时，应严格按照最大粉尘浓度低于20g/m3进行设计，并且对系统进行自控设计，保障单位时间内粉粒的排出量能够符合标准。第三，利用理论设计的引用和现场工艺进行操作，将污泥的颗粒在系统中的保存时间进行有效控制，从而保障污泥中存留适当的水分，避免污泥由于颗粒的温度过高而产生闷烧现象。同时，利用监控仪进行实时监测，一旦发现其超过设定的范围立即启动安全保护装置。

综上所述，这种新型的污泥离心脱水干燥一体化工艺能够有效的打破传统污泥处理工艺中的种种弊端，其作为一种清洁型处理技术，能够在符合国家推崇的绿色环保的基础上，对污泥进行减量化和稳定化的处理，极大的降低了后续处理的难度以及投入的资金成本。同时，其具有的操作简单、自动化水平高、工艺运行稳定等特点，使其在未来的发展中前景一片光明，能够得到更加广泛的应用。

参考文献：

[1]孙学义,史文静.简论污泥脱水机的设计和选择[J].建材与装饰,2016,(03):196-197.

[2]曲世强.食品化工污泥离心脱水干燥一体化工艺设计及实施[J].中国给水排水,2016,32(06):64-68.

[3]俞利楠.离心脱水干化一体技术用于处理危险固废(化工污泥)[J].中国给水排水,2017,33(02):108-110.

[4]康威,潘丽娟,赵浩,徐炎华.微波—过氧化氢联用预处理化工剩余污泥[J].知识经济,2011,(17):90-92.

[5]王成.化工园区综合废水深度处理及铁泥资源化研究[D].东华大学,2016.

[6]王晓明.煤化工综合废水处理工艺的设计与运行[J].净水技术,2017,(08):90-93.