摘要：城市污水处理厂脱水污泥含水率一般在80%左右，它既不是理想粘滞性流体，也不是牛顿流体，在常温常压下无流动性，在高压管道输送时呈“不沉降似均质浓密膏体”。《生活垃圾填埋污染物控制标准》要求：生活污水处理厂污泥经处理后含水率小于60%可以进入生活垃圾填埋场填埋处置。因此，为了满足城市污水处理厂脱水污泥填埋的环保要求，大多数市政污泥需要先经过深度脱水或热干化处理。采用管道输送系统将污泥输送至处理地点是污泥处理的重要环节。但由于污泥流动性差，沿程阻力损失较大，需要提高污泥泵的出口压力。而随着出口压力的提高，污泥泵造价也增加，使输送系统能耗高、投入高。这就需要技术人员在污泥干化处理方面进行创新，提出既能提高污泥流动性、同时又能确保节能减耗的技术方案。
1.污泥处理能效偏低问题
目前，污泥干化处理普遍使用污泥表面式干化机，污泥表面式干化机因其安全、环保、处理量大、占地少、干化效率高等特点，是国内污泥干化处理主要设备。另外，对污泥的流变特性进行科学研究发现，污泥温度的提高可以减少其粘度。目前情况是，现有污泥表面式干化机综合热力利用效能偏低，例如对余热和废热没有充分的利用，造成严重浪费。
2.污泥表面热干化机的热力利用技术方案
2.1 现有技术方问题
现有技术中，一种回热法污泥热干化系统，主要包括污泥泵、污泥入口管道、表面式干化机、高温饱和蒸汽管路、高温凝结水管、疏水扩容器、污泥出口管道、干化机蒸发尾汽排放总管路、不凝气体排放管路，来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽对表面式干化机进行加热，湿污泥从污泥入口管道进入表面式干化机、经加热处理后呈干化状态从污泥出口管道排出。图中显示，现有技术中，还包括直接冷凝罐、冷却水管、低温废水管，直接冷凝罐设置在表面式干化机蒸发尾汽排放总管路上，污泥干化时产生的尾汽经干化机蒸发尾汽排放总管路进入直接冷凝罐进行冷却，其产生的低温废水由低温废水管排出，而不凝气体经不凝气体排放管路由不凝气体风机引出。来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽经表面式干化机之后产生的高温凝结水经高温凝结水管接入至疏水扩容器中。
为了解决现有污泥表面式干化机综合热力利用能效偏低的技术问题，本项目提出一种回热法污泥热干化系统，在干化机污泥入口总管路上设置表面式交换器，利用干化机余热及废热加热进口污泥，充分利用余热提高干化机污泥入口温度，从而降低干化机热源能耗，实现最大限度节能，同时因为污泥温度的提高可以降低污泥输送过程中的流动阻力，减少了干化污泥所需热量以及输送污泥所需动力。本项目提出以下技术方案：
2.2节能减排第一种方案
本项目提出第一种回热法污泥热干化系统，主要包括污泥泵、污泥入口管道、表面式干化机、高温饱和蒸汽管路、高温凝结水管、疏水扩容器、污泥出口管道、干化机蒸发尾汽排放总管路、不凝气体排放管路，来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽对表面式干化机进行加热，湿污泥从污泥入口管道进入表面式干化机、经加热处理后呈干化状态从污泥出口管道排出。图中显示，现有技术中，还包括直接冷凝罐、冷却水管、低温废水管，直接冷凝罐设置在表面式干化机蒸发尾汽排放总管路上，污泥干化时产生的尾汽经干化机蒸发尾汽排放总管路进入直接冷凝罐进行冷却，其产生的低温废水由低温废水管排出，而不凝气体经不凝气体排放管路由不凝气体风机引出。来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽经表面式干化机之后产生的高温凝结水经高温凝结水管接入至疏水扩容器中。
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本项目中，与现有技术不同的是，在污泥入口管道上还设置表面式热交换器，在表面式热交换器与疏水扩容器之间还设置冷结水管；来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽经表面式干化机之后产生的高温凝结水经高温凝结水管接入到表面式热交换器，经表面式热交换器之后的冷结水经冷结水管接入至疏水扩容器中。本方案中，利用高温凝结水的余热对污泥入口管道的污泥进行加热。
2.2节能减排第二种技术方案
本项目提出第二种回热法污泥热干化系统，主要包括污泥泵、污泥入口管道、表面式干化机、高温饱和蒸汽管路、高温凝结水管、疏水扩容器、污泥出口管道、干化机蒸发尾汽排放总管路、不凝气体排放管路，来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽对表面式干化机进行加热，湿污泥从污泥入口管道进入表面式干化机、经加热处理后呈干化状态从污泥出口管道排出。图中显示，现有技术中，还包括直接冷凝罐、冷却水管、低温废水管，直接冷凝罐设置在表面式干化机蒸发尾汽排放总管路上，污泥干化时产生的尾汽经干化机蒸发尾汽排放总管路进入直接冷凝罐进行冷却，其产生的低温废水由低温废水管排出，而不凝气体经不凝气体排放管路由不凝气体风机引出。来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽经表面式干化机之后产生的高温凝结水经高温凝结水管接入至疏水扩容器中。
本项目中，与现有技术不同的是，在污泥入口管道上还设置表面式热交换器，来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽经表面式干化机之后产生的高温凝结水经高温凝结水管接入到疏水扩容器中；污泥干化时产生的尾汽经干化机蒸发尾汽排放总管路接入到表面式热交换器，其产生的低温废水由低温废水管排出，而不凝气体经不凝气体排放管路由不凝气体风机引出。本例中，利用污泥干化时产生的尾汽余热对污泥入口管道的污泥进行加热。
2.3节能减排第三种技术方案
本项目提出第三种回热法污泥热干化系统，主要包括污泥泵、污泥入口管道、表面式干化机、高温饱和蒸汽管路、高温凝结水管、疏水扩容器、污泥出口管道、干化机蒸发尾汽排放总管路、不凝气体排放管路，来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽对表面式干化机进行加热，湿污泥从污泥入口管道进入表面式干化机、经加热处理后呈干化状态从污泥出口管道排出。图中显示，现有技术中，还包括直接冷凝罐、冷却水管、低温废水管，直接冷凝罐设置在表面式干化机蒸发尾汽排放总管路上，污泥干化时产生的尾汽经干化机蒸发尾汽排放总管路进入直接冷凝罐进行冷却，其产生的低温废水由低温废水管排出，而不凝气体经不凝气体排放管路由不凝气体风机引出。来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽经表面式干化机之后产生的高温凝结水经高温凝结水管接入至疏水扩容器中。
本项目中，与现有技术不同的是，在污泥入口管道上还设置表面式热交换器并在表面式热交换器之前设置初级表面式热交换器。
一方面，在表面式热交换器与疏水扩容器之间还设置冷结水管；来自高温饱和蒸汽管路的高温饱和蒸汽经表面式干化机之后产生的高温凝结水经高温凝结水管接入到表面式热交换器，经表面式热交换器之后的冷结水经冷结水管接入至疏水扩容器中。
另一方面，在初级表面式热交换器上还设置低温废水管。污泥干化时产生的尾汽经干化机蒸发尾汽排放总管路接入到初级表面式热交换器，其产生的低温废水由低温废水管排出，而不凝气体经不凝气体排放管路由不凝气体风机引出。
本项目中，既利用高温凝结水的余热对污泥入口管道的污泥进行加热，同时又利用污泥干化时产生的尾汽余热对污泥入口管道的污泥进行加热。
3.结论
通过以上各种不同的余热利用方式，可以充分利用表面式干化机对污泥进行干化时产生的余热提高干化机污泥入口温度，从而降低干化机热源能耗实现最大限度节能。同时因为污泥入口温度的提高又能够降低污泥输送过程中的流动阻力。从而减少了干化污泥所需热量以及输送污泥所需动力，最大限度的发挥节能减耗作用。
论文作者:何少敦
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/7
标签：污泥论文; 高温论文; 管路论文; 表面论文; 水管论文; 热交换器论文; 疏水论文; 《基层建设》2019年第23期论文;