国外污泥干化技术进展
早在20世纪40年代,日本和欧美就已经用直接加热鼓式干燥器来干燥污泥。经过几十年的发展,污染干化技术的优点正逐渐显现出来[1]:
①污泥显著减容,体积可减少4~5倍; ②形成颗粒或粉状稳定产品,污泥性状大大改善; ③产品无臭且无病原体,减轻了污泥有关的负面效应,使处理后的污泥更易被接受; ④产品具有多种用途,如作肥料、土壤改良剂、替代能源等。
所以无论填埋、焚烧、农业利用还是热能利用,污泥干化都是重要的第一步,这使污泥干化在整个污泥管理体系中扮演越来越重要的角色。20世纪90年代以来,运用污泥干化技术处理城市污泥得到迅速发展。
2 污泥干化设备
污泥干化设备有许多不同的种类,其中常见的类型有:
(1)直接加热式。原理为对流加热,代表设备有转鼓、流化床等;
(2)间接加热式。原理为传导或接触加热,代表设备有螺旋、圆盘、薄层、碟片、桨式等;
(3)热辐射加热式。有带式、螺旋式等。
3 污泥干化技术的进展
下面结合在美国的实际考察结果,就污泥干化的一些技术要点,简要介绍市场主流干化技术和设备的进展情况。
3.1 污泥粘结问题
现有的污泥干化设备从进料方式和产品形态上大致可以分为两类:一种是采用干料返混系统,湿污泥在进料前先与一定比例的干泥混合,含水率降至30%~40%,然后才进入干燥器,产品为球状颗粒,是结合干燥与造粒为一体的工艺;另一种是湿污泥直接进料,产品多为粉末状。
干燥不同的污泥,如工业污泥和城市污泥,对设备的要求也不尽相同。最初能成功用于干燥工业污泥的设备直接用于城市污泥,却不一定能成功。这是因为城市污泥的特性是非常粘,且在干燥过程中有一特殊的胶粘相阶段(含水率为60%左右)。在这一极窄的过渡段内,污泥极易结块,表面坚硬、难以粉碎,而里面却仍是稀泥。这为污泥的进一步干燥和灭菌带来极大困难。为了克服这一困难,达到含固率>90%的干燥效果,就产生了
直接加热系统出于其自身的需要,多采用干料返混。早期的间接加热系统采用湿污泥直接进料,由于湿污泥的粘结造成设备的磨蚀损耗相当严重,并由此引发了一些安全事故,其中部分设备因此停产[2]。后来有的间接加热系统如西格斯(Seghers)的珍珠工艺也采用了干料返混,成功生产出球状颗粒,且设备运行良好,能耗也低。其蒸发每kg 水只需3 100 kJ的热能消耗。也有的间接加热系统,如Fenton的专利间接回转室(IRC系列) 仍采用湿污泥直接进料,但其重点解决了污泥粘结的问题:它采用双螺旋推进器,两套螺旋之间互相清洁表面,并且采用不等螺距设计,尽量避免污泥在设备表面的粘结。实践表明也取得了较好的效果,并使整套污泥干化系统的设备数量大为精简。
3.2 尾气处理和臭味控制